THORLABS-LOGO

Kompaktný digitálny servo ovládač THORLABS DSC1

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller-PRODUCT-IMAGE

špecifikácie:

  • Názov produktu: Kompaktný digitálny servoregulátor DSC1
  • Odporúčané použitie: S fotodetektormi a ovládačmi Thorlabs
  • Kompatibilné aktuátory: Piezo ampzvlhčovače, ovládače laserových diód, ovládače TEC, elektrooptické modulátory
  • Zhoda: Označenie CE/UKCA

Návod na použitie produktu

Úvod

Zamýšľané použitie: DSC1 je kompaktný digitálny servoregulátor navrhnutý pre všeobecné laboratórne použitie vo výskume a priemysle. DSC1 meria objtage, vypočítava spätnoväzbový signál podľa užívateľom zvoleného riadiaceho algoritmu a vydáva objemtage. Výrobok sa môže používať iba v súlade s pokynmi popísanými v tomto návode. Akékoľvek iné použitie spôsobí neplatnosť záruky. Akýkoľvek pokus o preprogramovanie, rozobratie binárnych kódov alebo inú zmenu továrenských strojových pokynov v DSC1 bez súhlasu Thorlabs spôsobí neplatnosť záruky. Thorlabs odporúča používať DSC1 s fotodetektormi a ovládačmi Thorlabs. NaprampAktuátory Thorlabs, ktoré sú vhodné na použitie s DSC1, sú piezoelektrické prvky Thorlabs amplifikátory, ovládače laserových diód, regulátory termoelektrického chladiča (TEC) a elektrooptické modulátory.

Vysvetlenie bezpečnostných upozornení

POZNÁMKA Označuje informácie považované za dôležité, ale nesúvisiace s nebezpečenstvom, ako je možné poškodenie produktu.
THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (1)Označenia CE/UKCA na produkte sú vyhlásením výrobcu, že produkt je v súlade so základnými požiadavkami príslušnej európskej legislatívy v oblasti zdravia, bezpečnosti a ochrany životného prostredia.
THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (2)Symbol odpadkového koša na výrobku, príslušenstve alebo obale znamená, že s týmto zariadením sa nesmie zaobchádzať ako s netriedeným komunálnym odpadom, ale musí sa zbierať oddelene.

Popis
Thorlabs's DSC1 Digital Servo Controller je nástroj na spätnoväzbové riadenie elektro-optických systémov. Prístroj meria vstupný objtage, určuje vhodnú spätnú väzbu objtage cez jeden z niekoľkých riadiacich algoritmov a aplikuje túto spätnú väzbu na výstupný objemtage kanál. Používatelia si môžu zvoliť konfiguráciu prevádzky zariadenia buď prostredníctvom integrovaného dotykového displeja, grafického používateľského rozhrania (GUI) na vzdialenej ploche PC alebo súpravy na vývoj softvéru pre vzdialený počítač (SDK). Servoovládač samples voltage dáta s 16-bitovým rozlíšením cez koaxiálny SMB vstupný port na 1 MHz.

Na poskytnutie presnejšieho objtage merania, aritmetický obvod v rámci zariadenia spriemeruje každé dve sekundyamples za efektívnu sampfrekvenciou 500 kHz. Digitalizované údaje spracováva vysokorýchlostný mikroprocesor pomocou techník digitálneho spracovania signálu (DSP). Užívateľ si môže vybrať medzi riadiacimi algoritmami SERVO a PEAK. Alternatívne môže používateľ otestovať odozvu systému na jednosmerný prúdtage na určenie požadovanej hodnoty serva pomocou RAMP prevádzkový režim, ktorý vydáva pílovitú vlnu synchrónne so vstupom. Vstupný kanál má typickú šírku pásma 120 kHz. Výstupný kanál má typickú šírku pásma 100 kHz. Fázové oneskorenie -180 stupňov vstupno-výstupného objtagPrenosová funkcia tohto servoregulátora je typicky 60 kHz.

Technické údaje

Špecifikácie

Prevádzkové špecifikácie
Šírka pásma systému DC až 100 kHz
Vstup na výstup -180 stupňová frekvencia >58 kHz (typicky 60 kHz)
Nominálny vstup Sampling Rozlíšenie 16 bit
Nominálne výstupné rozlíšenie 12 bit
Maximálny vstupný objemtage ±4 V
Maximálny výstupný objtageb ±4 V
Maximálny vstupný prúd 100 mA
Priemerná hladina hluku -120 dB V2/Hz
Špičkový hluk podlahy -105 dB V2/Hz
Vstupný šum RMSc 0.3 mV
Vstup Samplingová frekvencia 1 MHz
Frekvencia aktualizácie PIDd 500 kHz
Frekvenčný rozsah modulácie Peak Lock 100 Hz – 100 kHz v krokoch po 100 Hz
Ukončenie vstupu 1 MΩ
Výstupná impedanciab 220 Ω
  • a. Toto je frekvencia, pri ktorej výstup dosiahne fázový posun -180 stupňov vzhľadom na vstup.
  • b. Výstup je určený na pripojenie k zariadeniam s vysokým Z (>100 kΩ). Pripojenie zariadení s nižším vstupným zakončením, Rdev, zníži výstupný objemtage rozsah podľa Rdev/(Rdev + 220 Ω) (napr. zariadenie so zakončením 1 kΩ poskytne 82 % nominálneho výstupného obj.tage rozsah).
  • c. Šírka integračného pásma je 100 Hz – 250 kHz.
  • d. Dolnopriepustný filter redukuje artefakty digitalizácie vo výstupnom riadení objtage, výsledkom čoho je výstupná šírka pásma 100 kHz.
Elektrické požiadavky
Dodávka Voltage 4.75 – 5.25 V DC
Napájací prúd 750 mA (Max)
Rozsah teplôta 0 °C až 70 °C
  • a Teplotný rozsah, v ktorom môže byť zariadenie prevádzkované bez. Optimálna prevádzka nastane, keď sa teplota blíži k izbovej teplote.
Systémové požiadavky
Operačný systém Vyžaduje sa Windows 10® (odporúča sa) alebo 11, 64 bit
Pamäť (RAM) Minimálne 4 GB, odporúča sa 8 GB
Storáž 300 MB (min) dostupného miesta na disku
Rozhranie USB 2.0
Minimálne rozlíšenie obrazovky 1200 x 800 pixelov

Mechanické výkresy 

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (3)

Zjednodušené vyhlásenie o zhode
Úplné znenie EÚ vyhlásenia o zhode je dostupné na tejto internetovej adrese: https://Thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=16794

Označenie FCC 

Poznámka: Toto zariadenie bolo testované a bolo zistené, že vyhovuje limitom pre digitálne zariadenie triedy A v súlade s časťou 15 pravidiel FCC. Tieto limity sú navrhnuté tak, aby poskytovali primeranú ochranu pred škodlivým rušením pri prevádzke zariadenia v komerčnom prostredí. Toto zariadenie generuje, používa a môže vyžarovať rádiofrekvenčnú energiu a ak nie je nainštalované a používané v súlade s návodom na použitie, môže spôsobiť škodlivé rušenie rádiovej komunikácie. Prevádzka tohto zariadenia v obytnej oblasti pravdepodobne spôsobí škodlivé rušenie a v takom prípade bude používateľ požiadaný, aby rušenie odstránil na vlastné náklady.

Bezpečnostné upozornenia: Označenia CE/UKCA označujú súlad s európskou legislatívou v oblasti zdravia, bezpečnosti a ochrany životného prostredia.

Prevádzka

základy: Oboznámte sa so základnými funkciami DSC1.

Zemniace slučky a DSC1: Zabezpečte správne uzemnenie, aby ste predišli rušeniu.

Napájanie DSC1: Pripojte zdroj napájania podľa poskytnutých pokynov.

Dotykový displej 

Spustenie rozhrania dotykovej obrazovky 
Po pripojení k napájaniu a krátkom zahriatí, ktoré trvá menej ako jednu sekundu, DSC1 rozsvieti integrovaný dotykový displej a obrazovka bude reagovať na vstupy.

Ovládanie dotykovej obrazovky v režime SERVO
Režim SERVO implementuje PID regulátor.

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (4)

Obrázok 2 Dotykový displej v prevádzkovom režime serva s PID regulátorom aktivovaným v režime PI regulácie. 

  • Číselná hodnota PV (procesná premenná) zobrazuje AC RMS objtage vstupného signálu vo voltoch.
  • OV (výstup objtage) číselná hodnota vyjadruje priemerný výstup objtage z DSC1.
  • Ovládač S (setpoint) nastavuje požadovanú hodnotu servo slučky vo voltoch. 4 V je maximum a -4 V je minimálne prípustné.
  • Ovládač O (offset) nastavuje DC offset servo slučky vo voltoch. 4 V je maximum a -4 V je minimálne prípustné.
  • P (proporcionálny) ovládač nastavuje proporcionálny koeficient zosilnenia. Môže to byť kladná alebo záporná hodnota medzi 10-5 a 10,000 XNUMX, zaznamenaná v inžinierskom zápise.
  • Ovládač I (integrál) nastavuje koeficient integrálneho zosilnenia. Môže to byť kladná alebo záporná hodnota medzi 10-5 a 10,000 XNUMX, zaznamenaná v inžinierskom zápise.
  • D (derivačný) ovládač nastavuje derivačný koeficient zosilnenia. Môže to byť kladná alebo záporná hodnota medzi 10-5 a 10,000 XNUMX, zaznamenaná v inžinierskom zápise.
  • Prepínač STOP-RUN deaktivuje a aktivuje servo slučku.
  • Tlačidlá P, I a D zapínajú (svietia) a deaktivujú (tmavomodrá) každý zosilnenie stage v PID servo slučke.
  • Rozbaľovacia ponuka SERVO umožňuje užívateľovi vybrať prevádzkový režim.
  • Modrozelená stopa zobrazuje aktuálnu nastavenú hodnotu. Každý bod je na osi X od seba vzdialený 2 µs.
  • Zlatá stopa zobrazuje aktuálne namerané PV. Každý bod je na osi X od seba vzdialený 2 µs.

Ovládanie dotykovej obrazovky v RAMP Režim 
RAMP režim vydáva pílovitú vlnu s konfigurovateľnou používateľom ampnadmorská výška a ofset.

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (5)

  • Číselná hodnota PV (procesná premenná) zobrazuje AC RMS objtage vstupného signálu vo voltoch.
  • OV (výstup objtage) číselná hodnota vyjadruje priemerný výstup objtage aplikované zariadením.
  • Ovládač O (offset) nastavuje DC offset ramp výstup vo voltoch. 4 V je maximum a -4 V je minimálne prípustné.
  • A (ampnadmorská výška) ovládanie nastavuje ampšírka ramp výstup vo voltoch. 4 V je maximum a -4 V je minimálne prípustné.
  • Prepínač STOP-RUN deaktivuje a aktivuje servo slučku.
  • RAMP rozbaľovacia ponuka umožňuje užívateľovi vybrať prevádzkový režim.
  • Zlatá stopa zobrazuje odozvu rastliny synchronizovanú s výstupným skenovaním objtage. Každý bod je na osi X od seba vzdialený 195 µs.

Ovládanie dotykovej obrazovky v režime PEAK
Režim PEAK implementuje extrémny vyhľadávací ovládač s užívateľsky konfigurovateľnou modulačnou frekvenciou, ampvýška a integračná konštanta. Všimnite si, že modulácia a demodulácia je vždy aktívna, keď je zariadenie v režime PEAK; prepínač run-stop sa aktivuje a deaktivuje integrálne zosilnenie v regulačnej slučke ditheru.

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (6)

  • Číselná hodnota PV (procesná premenná) zobrazuje AC RMS objtage vstupného signálu vo voltoch.
  • OV (výstup objtage) číselná hodnota vyjadruje priemerný výstup objtage aplikované zariadením.
  • Číselná hodnota M (násobiteľ frekvencie modulácie) udáva násobok 100 Hz frekvencie modulácie. Napríkladample, ak M = 1, ako je znázornené, modulačná frekvencia je 100 Hz. Maximálna modulačná frekvencia je 100 kHz, s hodnotou M 1000. Vo všeobecnosti sa odporúčajú vyššie modulačné frekvencie za predpokladu, že riadiaci pohon pri tejto frekvencii reaguje.
  • A (ampnadmorská výška) ovládanie nastavuje ampšírka modulácie vo voltoch, zaznamenaná v inžinierskej notácii. 4 V je maximum a -4 V je minimálne prípustné.
  • Riadenie K (peak lock Integral koeficient) nastavuje integračnú konštantu regulátora s jednotkami V / s, označenými v inžinierskej notácii. Ak si používateľ nie je istý, ako nakonfigurovať túto hodnotu, zvyčajne sa odporúča začať s hodnotou okolo 1.
  • Prepínač STOP-RUN deaktivuje a aktivuje servo slučku.
  • Rozbaľovacia ponuka PEAK umožňuje používateľovi vybrať prevádzkový režim.
  • Zlatá stopa zobrazuje odozvu rastliny synchronizovanú s výstupným skenovaním objtage. Každý bod je na osi X od seba vzdialený 195 µs.

softvér
Softvér digitálneho regulátora servopohonu je navrhnutý tak, aby umožňoval ovládanie základných funkcií prostredníctvom rozhrania počítača a zároveň poskytoval rozšírenú sadu nástrojov na analýzu na používanie regulátora. Naprample, GUI obsahuje graf, ktorý môže zobraziť vstupný objemtage vo frekvenčnej oblasti. Údaje možno navyše exportovať ako súbor .csv file. Tento softvér umožňuje použitie zariadenia v režime servo, peak alebo ramp režimy s kontrolou nad všetkými parametrami a nastaveniami. Odpoveď systému môže byť viewed ako vstupný objtage, chybový signál alebo oboje, buď v reprezentáciách v časovej doméne alebo vo frekvenčnej doméne. Viac informácií nájdete v príručke.

Spustenie softvéru
Po spustení softvéru kliknite na „Pripojiť“ a zobrazí sa zoznam dostupných zariadení DSC. Naraz možno ovládať viacero zariadení DSC.

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (7)

Obrázok 5
Spúšťacia obrazovka pre klientsky softvér DSCX.

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (8)

Obrázok 6 Okno výberu zariadenia. Kliknutím na tlačidlo OK sa pripojíte k vybranému zariadeniu.

Karta Servo Software
Záložka Servo umožňuje používateľovi ovládať zariadenie v režime servo s ďalšími ovládacími prvkami a displejmi nad rámec tých, ktoré poskytuje integrované používateľské rozhranie dotykovej obrazovky na samotnom zariadení. Na tejto karte sú k dispozícii reprezentácie procesnej premennej v časovej alebo frekvenčnej oblasti. Odpoveď systému môže byť viewed ako procesná premenná, chybový signál alebo oboje. Chybový signál je rozdiel medzi procesnou premennou a požadovanou hodnotou. Pomocou techník kontrolnej analýzy možno predpovedať impulznú odozvu, frekvenčnú odozvu a fázovú odozvu zariadenia za predpokladu, že sa vykonajú určité predpoklady o správaní systému a koeficientoch zosilnenia. Tieto údaje sa zobrazujú na karte ovládania servopohonov, aby používatelia mohli preventívne nakonfigurovať svoj systém pred začatím experimentov s ovládaním.

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (9)

Obrázok 7 Softvérové ​​rozhranie v Ramp režim so zobrazením frekvenčnej domény. 

  • Povoliť X mriežky: Začiarknutím políčka povolíte X mriežky.
  • Povoliť Y Gridlines: Začiarknutím políčka povolíte Y Gridlines.
  • Tlačidlo Spustiť / Pozastaviť: Stlačením tohto tlačidla sa spustí / zastaví aktualizácia grafických informácií na displeji.
  • Prepínač frekvencie / času: Prepína medzi vykresľovaním frekvenčnej domény a časovej domény.
  • Prepínač PSD / ASD: Prepína medzi výkonovou spektrálnou hustotou a ampšírková spektrálna hustota vertikálne osi.
  • Priemerné skenovania: Prepnutím tohto prepínača povolíte a zakážete priemerovanie vo frekvenčnej doméne.
  • Scans In Average: Tento číselný ovládač určuje počet skenov, ktoré sa majú spriemerovať. Minimum je 1 sken a maximum je 100 skenov. Šípky nahor a nadol na klávesnici zvyšujú a znižujú počet skenovaní v priemere. Podobne tlačidlá hore a dole vedľa ovládacieho prvku zvyšujú a znižujú počet skenovaní v priemere.
  • Načítať: Stlačenie tohto tlačidla na paneli Referenčné spektrum umožňuje používateľovi vybrať referenčné spektrum uložené na klientskom PC.
  • Uložiť: Stlačením tohto tlačidla na paneli Referenčné spektrum umožňuje používateľovi uložiť aktuálne zobrazené údaje o frekvencii do svojho počítača. Po kliknutí na toto tlačidlo dôjde k uloženiu file dialógové okno umožní používateľovi vybrať miesto uloženia a zadať file názov pre ich údaje. Údaje sa uložia ako hodnota oddelená čiarkami (CSV).
  • Show Reference: Začiarknutím tohto políčka umožníte zobrazenie naposledy zvoleného referenčného spektra.
  • Autoscale Y-Axis: Začiarknutím políčka umožníte automatické nastavenie limitov zobrazenia osi Y.
  • Autoscale X-Axis: Začiarknutím políčka umožníte automatické nastavenie limitov zobrazenia osi X.
  • Log X-Axis: Začiarknutím políčka sa prepína medzi logaritmickým a lineárnym zobrazením osi X.
  • Spustiť PID: Povolenie tohto prepínača aktivuje servo slučku na zariadení.
  • O Numerický: Táto hodnota nastavuje objem posunutage vo voltoch.
  • Číselná hodnota SP: Táto hodnota nastavuje požadovaný objemtage vo voltoch.
  • Kp Numeric: Táto hodnota nastavuje proporcionálne zosilnenie.
  • Ki Numeric: Táto hodnota nastavuje integrálne zosilnenie v 1/s.
  • Kd Numeric: Táto hodnota nastavuje derivačný zisk v s.
  • Tlačidlá P, I, D: Tieto tlačidlá umožňujú proporcionálne, integrálne a derivačné zosilnenie, keď sú osvetlené.
  • Prepínač Run/Stop: Prepnutím tohto prepínača aktivujete a deaktivujete ovládanie.

Používateľ môže tiež pomocou myši zmeniť rozsah zobrazovaných informácií: 

  • Koliesko myši približuje a odďaľuje graf smerom k aktuálnej polohe ukazovateľa myši.
  • SHIFT + kliknutie zmení ukazovateľ myši na znamienko plus. Potom ľavé tlačidlo myši priblíži polohu ukazovateľa myši koeficientom 3. Používateľ môže tiež potiahnuť a vybrať oblasť grafu, aby sa priblížil.
  • ALT + kliknutie zmení ukazovateľ myši na znamienko mínus. Potom sa ľavé tlačidlo myši oddiali od pozície ukazovateľa myši o faktor 3.
  • Gestá roztiahnutia a zovretia na podložke pod myš alebo na dotykovej obrazovke približujú a odďaľujú graf.
  • Po rolovaní kliknutím ľavým tlačidlom myši umožníte používateľovi posúvať sa ťahaním myši.
  • Kliknutím pravým tlačidlom myši na graf sa obnoví predvolená poloha grafu.

Ramp Záložka Software
Ramp tab poskytuje porovnateľnú funkčnosť ako ramp na integrovanom dotykovom displeji. Prepnutím na túto záložku sa pripojené zariadenie dostane do ramp režim.

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (10)

Obrázok 8
Softvérové ​​rozhranie v Ramp režim.

Okrem ovládacích prvkov dostupných v režime Servo, Ramp režim pridáva: 

  • Amplitude Numeric: Táto hodnota nastavuje skenovanie ampvýška vo voltoch.
  • Offset Numeric: Táto hodnota nastavuje offset skenovania vo voltoch.
  • Spustiť / Zastaviť Ramp Prepnúť: Prepnutím tohto prepínača aktivujete a deaktivujete ramp.

Špičkový softvér Tab 
Karta Peak Control poskytuje rovnakú funkčnosť ako režim PEAK vo vstavanom používateľskom rozhraní s dodatočným prehľadom o povahe spätného signálu zo systému. Prepnutím na túto záložku sa pripojené zariadenie prepne do režimu prevádzky PEAK.

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (11)

Obrázok 9 Softvérové ​​rozhranie v režime Peak so zobrazením časovej domény.

Okrem ovládacích prvkov dostupných v režime Servo, režim Peak pridáva: 

  • Amplitude numeric: Táto hodnota nastavuje moduláciu ampvýška vo voltoch.
  • K číselný: Toto je integrálny koeficient maximálnej zámky; hodnota nastavuje integrálnu konštantu zosilnenia vo V/s.
  • Číselný posun: Táto hodnota nastavuje posun vo voltoch.
  • Numerická frekvencia: Nastavuje násobiteľ modulačnej frekvencie v prírastkoch po 100 Hz. Minimálna povolená hodnota je 100 Hz a maximálna je 100 kHz.
  • Prepínač Run/Stop Peak: Prepnutím tohto prepínača sa aktivuje a deaktivuje integrálne zosilnenie. Všimnite si, že vždy, keď je zariadenie v režime PEAK, je aktívna výstupná modulácia a demodulácia chybového signálu.

Uložené údaje 
Údaje sa ukladajú vo formáte CSV (Comma Separated Value). Stručná hlavička uchováva príslušné údaje z ukladaných údajov. Ak sa formát tohto CSV zmení, softvér nemusí byť schopný obnoviť referenčné spektrum. Používateľovi sa preto odporúča ukladať svoje údaje do samostatnej tabuľky file ak majú v úmysle vykonať nezávislú analýzu.

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (12)

Obrázok 10 Údaje vo formáte .csv exportované z DSC1. 

Teória prevádzky

PID Servo Control
PID obvod sa často používa ako regulátor spätnej väzby riadiacej slučky a je veľmi bežný v servo obvodoch. Účelom servoobvodu je udržať systém na vopred stanovenej hodnote (nastavená hodnota) počas dlhšieho časového obdobia. PID obvod aktívne udržiava systém na nastavenej hodnote generovaním chybového signálu, ktorý je rozdielom medzi nastavenou hodnotou a aktuálnou hodnotou, a modulovaním výstupného objemutage na udržanie nastavenej hodnoty. Písmená tvoriace skratku PID zodpovedajú proporcionálnemu (P), integrálnemu (I) a derivačnému (D), ktoré predstavujú tri nastavenia riadenia obvodu PID.

Proporcionálny člen závisí od súčasnej chyby, integrálny člen závisí od akumulácie minulej chyby a derivačný člen je predpoveď budúcej chyby. Každý z týchto výrazov sa vkladá do váženého súčtu, ktorý upravuje objem výstuputage obvodu, u(t). Tento výstup je privádzaný do riadiaceho zariadenia, jeho meranie je privádzané späť do PID slučky a procesu je umožnené aktívne stabilizovať výstup obvodu na dosiahnutie a udržanie požadovanej hodnoty. Nižšie uvedená bloková schéma znázorňuje činnosť obvodu PID. Jeden alebo viac ovládacích prvkov možno použiť v akomkoľvek servo obvode v závislosti od toho, čo je potrebné na stabilizáciu systému (tj P, I, PI, PD alebo PID).

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (13)

Upozorňujeme, že obvod PID nezaručuje optimálne riadenie. Nesprávne nastavenie regulátorov PID môže spôsobiť výrazné rozkmitanie obvodu a viesť k nestabilite riadenia. Je na užívateľovi, aby správne upravil parametre PID, aby sa zabezpečil správny výkon.

Teória PID 

Teória PID pre kontinuálny servoregulátor: Pochopte teóriu PID pre optimálne riadenie serva.
Výstup riadiaceho obvodu PID, u(t), je daný ako

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (14)

kde:

  • ?? je proporcionálny zisk, bezrozmerný
  • ?? je integrálny zisk za 1/sekundu
  • ?? je derivačný zisk v sekundách
  • ?(?) je chybový signál vo voltoch
  • ?(?) je riadiaci výstup vo voltoch

Odtiaľto môžeme matematicky definovať riadiace jednotky a diskutovať o nich trochu podrobnejšie. Proporcionálne riadenie je úmerné chybovému signálu; ako taká je to priama reakcia na chybový signál generovaný obvodom:
? = ??? (?)
Väčšie proporcionálne zosilnenie má za následok väčšie zmeny v reakcii na chybu, a teda ovplyvňuje rýchlosť, akou môže regulátor reagovať na zmeny v systéme. Zatiaľ čo vysoký proporcionálny zisk môže spôsobiť, že obvod bude reagovať rýchlo, príliš vysoká hodnota môže spôsobiť oscilácie okolo hodnoty SP. Príliš nízka hodnota a obvod nemôže efektívne reagovať na zmeny v systéme. Integrálne riadenie ide o krok ďalej ako proporcionálne zosilnenie, pretože je úmerné nielen veľkosti chybového signálu, ale aj trvaniu akejkoľvek nahromadenej chyby.

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (15)

Integrované riadenie je vysoko účinné pri zvyšovaní doby odozvy obvodu spolu s elimináciou chyby v ustálenom stave spojenej s čisto proporcionálnym riadením. V podstate integrálna kontrola sčítava všetky predtým neopravené chyby a potom túto chybu vynásobí Ki, aby sa vytvorila integrálna odozva. Teda aj pre malú trvalú chybu je možné realizovať veľkú agregovanú integrálnu odozvu. Avšak kvôli rýchlej odozve integrálneho riadenia môžu vysoké hodnoty zosilnenia spôsobiť výrazné prekročenie hodnoty SP a viesť k oscilácii a nestabilite. Príliš nízka a obvod bude výrazne pomalšie reagovať na zmeny v systéme. Odvodené riadenie sa pokúša znížiť prekmit a potenciál zvonenia z proporcionálneho a integrálneho riadenia. Určuje, ako rýchlo sa obvod mení v priebehu času (pri pohľade na deriváciu chybového signálu) a vynásobí ho Kd, aby sa vytvorila derivačná odpoveď.

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (16)

Na rozdiel od proporcionálneho a integrálneho riadenia, derivačné riadenie spomalí odozvu obvodu. Pri tom dokáže čiastočne kompenzovať prekmit ako aj damp odstrániť akékoľvek oscilácie spôsobené integrálnou a proporcionálnou reguláciou. Vysoké hodnoty zosilnenia spôsobujú, že obvod reaguje veľmi pomaly a môže spôsobiť, že obvod je náchylný na šum a vysokofrekvenčné oscilácie (keďže obvod je príliš pomalý na to, aby reagoval rýchlo). Príliš nízka a obvod je náchylný na prekročenie nastavenej hodnoty. V niektorých prípadoch sa však treba vyhnúť prekročeniu nastavenej hodnoty o akúkoľvek významnú hodnotu, a preto je možné použiť vyšší derivačný zisk (spolu s nižším proporcionálnym ziskom). Tabuľka nižšie vysvetľuje účinky zvyšovania zisku ktoréhokoľvek z parametrov nezávisle.

Parameter
Zvýšená
Čas nábehu Prestreliť Čas vyrovnania Chyba ustáleného stavu Stabilita
Kp Znížiť Zvýšiť Malá zmena Znížiť Degradovať
Ki Znížiť Zvýšiť Zvýšiť Výrazne znížiť Degradovať
Kd Menší pokles Menší pokles Menší pokles Žiadny efekt Zlepšenie (pre malé Kd)

Diskrétne časové servoovládače 

Formát údajov
PID regulátor v DSC1 prijíma 16-bitový ADC sample, čo je offsetové binárne číslo, ktoré môže byť v rozsahu od 0 do 65535. 0 sa lineárne mapuje na záporný 4V vstup a 65535 predstavuje vstupný signál +4V. Signál „chyba“, ?[?], v slučke PID v časovom kroku ? je určený ako ?[?] = ? − ?[?] Kde ? je požadovaná hodnota a ?[?] je objtagesample v offsetovej binárnej škále v diskrétnom časovom kroku, ?.

Zákon kontroly v časovej oblasti
Vypočítajú sa a spočítajú sa tri členy zisku.
?[?] = ??[?] + ??[?] + ??[?] ?? = ???[?] ?? ≈ ?? ∫ ?[?] ?? = ??(?[?] − ?[? − 1])
Kde ??[?],??[?] a ???,??,a?? sú proporcionálne, integrálne a derivačné koeficienty zosilnenia.

Aproximácia integrálu a derivácie
DSC1 aproximuje integrátor s akumulátorom.
∫ ?[?] = ?[?] + ∫ ?[? − 1] Zohľadnenie intervalu integrácie, šírky časového kroku, je zabalené do koeficientu integrálneho zisku ?? taký, že: ?? = ?′?ℎ
Kde?" je nominálne zadaný koeficient integrálneho zosilnenia a ℎ je čas medzi ADC samples. Robíme podobnú aproximáciu k derivácii ako rozdiel medzi ?[?] a ?[? − 1] opäť za predpokladu, že ?? obsahuje aj 1/h škálovanie.

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (19)

Ako už bolo spomenuté, teraz zvážte, že integrálne a derivačné aproximácie nezahŕňali žiadne zohľadnenie časového kroku (sample interval), ďalej ℎ. Tradične hovoríme explicitná aproximácia prvého rádu k premennej ?[?] s THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- 35 = ?(?, ?) na základe výrazov v Taylorovom rade je ?[?] ≈ ?[? − 1] + ℎ ?(?, ?)
Toto sa často označuje ako schéma spätnej Eulerovej integrácie alebo explicitný numerický integrátor prvého rádu. Ak vyriešime deriváciu ?(?, ?), nájdeme:

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (20)

Všimnite si podobnosť vyššie uvedeného čitateľa s našou aproximáciou s deriváciou v riadiacej rovnici. To znamená, že naša aproximácia k derivácii je vhodnejšie škálovať ℎ−1.

Intuitívne tiež napodobňuje základnú vetu počtu:

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (21)

Teraz, keď to povieme? je integrál chybového signálu ?, môžeme vykonať nasledujúce substitúcie.
?[?]=∫?[?] ?(?,?)= ?[?] A z Taylorovho radu prvého rádu získame aproximáciu k funkcii ?: ∫?[?]=∫?[?−1]+ℎ ?(?)
Jednoduchým predpokladom ∫?[?]=0 pre ?=0 prebiehajúca aproximácia k integrálu prakticky kondenzuje na akumulátor.

Preto upravujeme naše predchádzajúce odvodenie zákona o kontrole na:

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (23)

Zákon kontroly vo frekvenčnej oblasti
Hoci rovnica odvodená v predchádzajúcej časti informuje o správaní sa PID regulátora s diskrétnym časom implementovaného v DSC1 v časovej oblasti, hovorí len málo o odozve regulátora vo frekvenčnej oblasti. Namiesto toho uvádzame ? doména, ktorá je analogická s Laplaceovou doménou, ale skôr pre diskrétny než spojitý čas. Podobne ako pri Laplaceovej transformácii, Z transformácia funkcie je najčastejšie určená zostavením tabuľkových vzťahov Z-transformácie, a nie priamym nahradením definície Z-transformácie (uvedené nižšie).

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (24)

Kde ?(?) je vyjadrenie Z-domény diskrétnej časovej premennej ?[?], ? je polomer (často považovaný za 1) nezávislej premennej ?, ? je druhá odmocnina z -1 a ∅ je komplexný argument v radiánoch alebo stupňoch. V tomto prípade sú potrebné len dve tabuľkové Z-transformácie.
?[?] = ?[?] ?[? − 1] = ?[?]?−1
Z-transformácia proporcionálneho člena, ??, je triviálna. Prijmite tiež na chvíľu, že je pre nás užitočné určiť chybu na riadenie prenosovej funkcie, ?(?), a nie jednoducho ?(?).

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (25)

Zaujímavejšia je Z-transformácia integrálneho člena ??.
Pripomeňme si našu explicitnú Eulerovu integračnú schému v predchádzajúcej časti: ??(?) = ?? ∫ ?[?] = ?? (∫ ?[? − 1] + ℎ ?(?))
∫ ?(?) = ∫ ?(?) ?−1 + ℎ?(?)
∫ ?(?) − ∫ ?(?) ?−1 = ℎ?(?)

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (26)

Nakoniec sa pozrieme na derivačný zisk, ??: 

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (27)

Po zostavení každej z vyššie uvedených prenosových funkcií dospejeme k: 

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (28)

Pomocou tejto rovnice môžeme numericky vypočítať odozvu frekvenčnej domény pre ovládač a zobraziť ju ako Bodeov graf, ako je uvedené nižšie.
Prenosové funkcie PID, Kp = 1.8, Ki = 1.0, Kd = 1E-4

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (29)

Všimnite si, ako sa zosilnenie PI regulátora približuje iba proporcionálnemu zosilneniu a vysokej frekvencii a ako sa zosilnenie PD regulátora približuje výlučne k proporcionálnemu zosilneniu pri nízkych frekvenciách.

Ladenie PID
Vo všeobecnosti, zisky P, I a D bude musieť používateľ upraviť, aby sa optimalizoval výkon systému. Zatiaľ čo neexistuje statický súbor pravidiel pre to, aké by mali byť hodnoty pre konkrétny systém, dodržiavanie všeobecných postupov by malo pomôcť pri vyladení obvodu tak, aby zodpovedal vášmu systému a prostrediu. Vo všeobecnosti správne vyladený PID obvod zvyčajne mierne prekročí hodnotu SP a potom rýchlo damp aby ste dosiahli hodnotu SP a v tomto bode podržte. Slučka PID sa môže uzamknúť buď na pozitívnu alebo negatívnu strmosť zmenou znamienka zosilnenia P, I a D. V DSC1 sú značky zamknuté, takže zmena jedného zmení všetky.

Manuálne ladenie nastavení zisku je najjednoduchší spôsob nastavenia PID regulátorov. Tento postup sa však vykonáva aktívne (regulátor PID pripojený k systému a aktivovaná slučka PID) a na dosiahnutie dobrých výsledkov si vyžaduje určité množstvo skúseností. Ak chcete svoj PID regulátor vyladiť manuálne, najprv nastavte integrálne a derivačné zosilnenie na nulu. Zvyšujte proporcionálne zosilnenie, kým nezaznamenáte osciláciu na výstupe. Váš proporcionálny zisk by potom mal byť nastavený zhruba na polovicu tejto hodnoty. Po nastavení proporcionálneho zosilnenia zvyšujte integrálne zosilnenie, až kým nebude korigovaný akýkoľvek posun na časovej stupnici vhodnej pre váš systém.

Ak toto zosilnenie príliš zvýšite, zaznamenáte výrazné prekmitanie hodnoty SP a nestabilitu v obvode. Po nastavení integrálneho zosilnenia je možné derivačné zosilnenie zvýšiť. Derivačný zisk zníži prekmit a damp systém rýchlo na nastavenú hodnotu. Ak príliš zvýšite derivačný zisk, uvidíte veľký prekmit (kvôli tomu, že obvod je príliš pomalý na to, aby reagoval). Hraním s nastaveniami zisku môžete optimalizovať výkon vášho PID obvodu, výsledkom čoho je systém, ktorý rýchlo reaguje na zmeny a efektívne damposciluje okolo požadovanej hodnoty.

Typ ovládania Kp Ki Kd
P 0.50 Ku
PI 0.45 Ku 1.2 Kp/Pu
PID 0.60 Ku 2 Kp/Pu KpPu/8

Zatiaľ čo manuálne ladenie môže byť veľmi efektívne pri nastavovaní PID obvodu pre váš špecifický systém, vyžaduje si určité množstvo skúseností a porozumenia PID obvodom a odozve. Metóda Ziegler-Nichols pre ladenie PID ponúka štruktúrovanejší návod na nastavenie hodnôt PID. Opäť budete chcieť nastaviť integrálny a derivačný zisk na nulu. Zvyšujte proporcionálne zosilnenie, kým obvod nezačne oscilovať. Túto úroveň zisku nazveme Ku. Oscilácia bude mať periódu Pu. Zisky sú pre rôzne riadiace obvody potom uvedené v tabuľke vyššie. Upozorňujeme, že pri použití metódy ladenia Ziegler-Nichols s DSC1 by sa mal integrálny člen určený z tabuľky vynásobiť 2⋅10-6, aby sa normalizoval na sample sadzba. Podobne by sa mal derivačný koeficient vydeliť 2⋅10-6, aby sa normalizoval na sample sadzba.

Ramping
Používatelia môžu často potrebovať určiť prevádzkový bod veľkého signálu alebo užitočnú nastavenú hodnotu pre systém. Na určenie buď prevádzkového bodu veľkého signálu (ďalej označovaného ako DC offset) alebo optimálnej požadovanej hodnoty serva, je bežnou technikou jednoducho opakovane stimulovať systém lineárne rastúcim objemomtage signál. Vzor sa bežne označuje ako pílová vlna pre svoju podobnosť so zubami píly.

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (30)

Režim uzamknutia špičky
Režim uzamknutia špičky implementuje algoritmus zamykania rozkladu, ktorý je tiež známy ako ovládač vyhľadávania extrémov. V tomto režime prevádzky je regulovaná hodnota superponovaná na sínusový výstup. Nameraný príkon objtage je najprv digitálne vysokopriepustne filtrované (HPF), aby sa odstránil akýkoľvek DC offset. Potom sa AC viazaný signál demoduluje vynásobením každého nameraného objemutage o hodnotu výstupnej sínusovej modulácie. Táto operácia násobenia vytvára demodulovaný signál s dvoma hlavnými zložkami: sínusová vlna na súčte dvoch frekvencií a signál na rozdiele dvoch frekvencií.

Druhý digitálny filter, tentoraz dolnopriepustný filter (LPF), tlmí signál súčtu dvoch frekvencií a prenáša signál s rozdielom dvoch frekvencií s nízkou frekvenciou. Obsah signálu na rovnakej frekvencii ako modulácia sa javí ako jednosmerný signál po demodulácii. Posledným krokom v algoritme uzamknutia špičky je integrácia signálu LPF. Výstup integrátora v kombinácii s odchádzajúcou moduláciou poháňa výstup objtage. Akumulácia nízkofrekvenčnej demodulovanej energie signálu v integrátore tlačí offsetový riadiaci objtage výstupu vyššie a vyššie, až kým sa znamienko výstupu LPF neobráti a výstup integrátora nezačne klesať. Keď sa kontrolná hodnota blíži k vrcholu odozvy systému, výsledok modulácie vstupného signálu do servoregulátora sa zmenšuje a zmenšuje, pretože strmosť sínusového tvaru vlny je na svojom vrchole nulová. To zase znamená, že je tu nižšia výstupná hodnota z dolnopriepustného filtrovaného, ​​demodulovaného signálu, a preto sa menej hromadí v integrátore.

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (31)

Obrázok 12 Bloková schéma ovládača blokovania špičiek. Vstupný signál zo špičkového zariadenia je digitalizovaný a potom filtrovaný hornou priepustou. Výstupný signál HPF je demodulovaný digitálnym lokálnym oscilátorom. Výstup demodulátora je dolnopriepustný filtrovaný a následne integrovaný. Výstup integrátora je pridaný k modulačnému signálu a výstup do špičkového zariadenia. Uzamknutie špičky je dobrý riadiaci algoritmus, ktorý si môžete vybrať, keď systém, ktorý chce používateľ ovládať, nemá monotónnu odozvu okolo optimálneho riadiaceho bodu. NaprampNiektoré z týchto druhov systémov sú optické médiá s rezonančnou vlnovou dĺžkou, ako je parná bunka alebo RF pásmový filter (zárezový filter). Ústrednou charakteristikou riadiacej schémy blokovania vrcholov je tendencia algoritmu nasmerovať systém k prechodu chybového signálu cez nulu, ktorý sa zhoduje s vrcholom meraného signálu, ako keby bol chybový signál deriváciou meraného signálu. Upozorňujeme, že vrchol môže byť kladný alebo záporný. Ak chcete začať s prevádzkovým režimom uzamknutia špičky pre DSC1, môžete postupovať podľa tohto postupu.

  1. Uistite sa, že vrchol (alebo údolie) signálu, na ktorý sa blokujete, je v rámci ovládacieho objemutage dosah ovládača a že vrcholová poloha je relatívne stabilná v čase. Je užitočné použiť RAMP režim na vizualizáciu signálu nad riadiacim objtage rozsah záujmu.
  2. Všimnite si kontrolný objtage poloha vrcholu (alebo údolia).
  3. Odhadnite, aký široký je vrchol (alebo údolie) v kontrolnom objtage v polovici výšky píku. Táto šírka vo voltoch sa bežne označuje ako Full-Width Half-Max alebo FWHM. Pre dobré výsledky by mala byť široká aspoň 0.1 V.
  4. Nastavte moduláciu ampvýška (A) na 1 % až 10 % FWHM objtage.
  5. Nastavte offset objtage čo najbližšie k polohe vrcholu (alebo údolia), ku ktorému sa chcete pripojiť.
  6. Nastavte frekvenciu modulácie na požadovanú frekvenciu. Na dotykovej obrazovke je to ovplyvnené cez M, parameter modulačnej frekvencie. Frekvencia modulácie je 100 Hz krát M. Výber najlepšej frekvencie modulácie závisí od aplikácie. Thorlabs odporúča hodnoty okolo 1 kHz pre mechanické pohony. Vyššie frekvencie môžu byť použité pre elektrooptické pohony.
  7. Nastavte integrálny koeficient maximálnej zámky (K) na 0.1-násobok A. K môže byť kladné alebo záporné. Všeobecne platí, že kladné K sa uzamyká na vrchol vstupného signálu, zatiaľ čo záporné K sa uzamyká na dolnú časť vstupného signálu. Ak má však aktivátor alebo systém, ktorý je zablokovaný, viac ako 90 stupňové fázové oneskorenie pri frekvencii ditheru, znamienko K sa obráti a kladné K sa zablokuje na dolnom okraji a záporné K sa zablokuje na vrchol.
  8. Stlačte tlačidlo Spustiť a overte, že kontrolný objemtagVýstup sa zmení z pôvodnej hodnoty offsetu (O) a neutečie do extrému. Prípadne monitorujte procesnú premennú pomocou osciloskopu, aby ste si overili, či sa DSC1 zablokuje na požadovaný vrchol alebo údolie.

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (32)

Obrázok 13 Prample údaje z rampvýstupný offset objtage s nepretržitou sínusovou vlnou, uloženou na elektrárni so špičkovou odozvou. Všimnite si, že prechod nulou chybového signálu je zarovnaný s vrcholom signálu odozvy zariadenia.

Údržba a čistenie
Pravidelne čistite a udržiavajte DSC1 pre optimálny výkon. DSC1 nevyžaduje žiadnu pravidelnú údržbu. Ak by sa dotyková obrazovka na zariadení zašpinila, Thorlabs odporúča jemne vyčistiť dotykovú obrazovku mäkkou handričkou, ktorá nepúšťa vlákna, nasýtenou zriedeným izopropylalkoholom.

Riešenie problémov a opravy

Ak sa vyskytnú problémy, pozrite si časť o riešení problémov, kde nájdete pokyny na riešenie bežných problémov. Nasledujúca tabuľka popisuje typické problémy s odporúčanými opravnými prostriedkami DSC1 a Thorlabs.

Vydanie Vysvetlenie Náprava
Zariadenie sa po pripojení k napájaniu USB Type-C nezapne. Zariadenie vyžaduje až 750 mA prúdu z 5 V zdroja, 3.75 W. To môže presahovať napájacie možnosti niektorých USB-A konektorov na notebookoch a PC. Použite napájacie zdroje Thorlabs DS5 alebo CPS1. Prípadne použite napájací zdroj USB Type-C, ktorý sa zvyčajne používa na nabíjanie telefónu alebo notebooku, ktorý má výstup aspoň 750 mA pri 5 V.
Zariadenie sa nezapne, keď je dátový port pripojený k počítaču. DSC1 čerpá energiu iba z napájacieho konektora USB Type-C. Konektor USB typu Mini-B je len dátový. Pripojte port USB Type-C k napájaciemu zdroju s výkonom najmenej 750 mA pri 5 V, ako je napríklad Thorlabs DS5 alebo CPS1.

Likvidácia
Pri vyraďovaní DSC1 dodržujte pokyny pre správnu likvidáciu.
THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (33)Thorlabs overuje náš súlad so smernicou WEEE (odpad z elektrických a elektronických zariadení) Európskeho spoločenstva a príslušnými národnými zákonmi. V súlade s tým môžu všetci koncoví používatelia v ES vrátiť elektrické a elektronické zariadenia kategórie „po skončení životnosti“ podľa prílohy I predané po 13. auguste 2005 spoločnosti Thorlabs bez toho, aby im boli účtované poplatky za likvidáciu. Oprávnené jednotky sú označené preškrtnutým logom „nádoba na kolieskach“ (pozri vpravo), boli predané spoločnosti alebo inštitútu v ES, v súčasnosti ich vlastní a nie sú rozobraté ani kontaminované. Pre viac informácií kontaktujte Thorlabs. Spracovanie odpadu je na vašu vlastnú zodpovednosť. Jednotky „End of Life“ musia byť vrátené spoločnosti Thorlabs alebo odovzdané spoločnosti špecializovanej na zhodnocovanie odpadu. Nevyhadzujte jednotku do odpadkového koša alebo na verejné skládky odpadu. Je zodpovednosťou používateľa, aby pred likvidáciou vymazal všetky súkromné ​​údaje uložené v zariadení.

FAQ:

Otázka: Čo mám robiť, ak sa DSC1 nezapne?
A: Skontrolujte pripojenie zdroja napájania a uistite sa, že spĺňa špecifikované požiadavky. Ak problém pretrváva, požiadajte o pomoc zákaznícku podporu.

Bezpečnosť

UPOZORNENIE
Tento prístroj by sa mal udržiavať mimo prostredia, kde je pravdepodobná rozliata kvapalina alebo kondenzujúca vlhkosť. Nie je odolný voči vode. Aby ste predišli poškodeniu prístroja, nevystavujte ho sprejom, kvapalinám alebo rozpúšťadlám.

Inštalácia

Informácie o záruke
Toto presné zariadenie je opraviteľné len vtedy, ak je vrátené a riadne zabalené v kompletnom originálnom balení vrátane kompletnej zásielky a kartónovej vložky, ktorá drží priložené zariadenia. V prípade potreby požiadajte o náhradné balenie. Servis zverte kvalifikovanému personálu.

Zahrnuté komponenty

Kompaktný digitálny servoregulátor DSC1 sa dodáva s nasledujúcimi komponentmi:

  • Digitálny servo ovládač DSC1
  • Karta rýchleho spustenia
  • USB-AB-72 Dátový kábel USB 2.0 typu A na Mini-B, 72″ (1.83 m) dlhý
  • Napájací kábel USB Type-A na USB Type-C, 1 m (39″) dlhý
  • Koaxiálny kábel PAA248 SMB do BNC, 48″ (1.22 m) dlhý (2. množstvo)

Inštalácia a nastavenie

Základy 
Používatelia môžu konfigurovať zariadenie pomocou počítača pomocou rozhrania USB alebo prostredníctvom integrovanej dotykovej obrazovky. V oboch prípadoch musí byť napájanie zabezpečené cez 5V USB-C pripojenie. Pri použití desktop GUI musí byť servo ovládač pripojený káblom USB 2.0 (súčasť balenia) z dátového portu zariadenia k PC s nainštalovaným softvérom Digital Servo Controller.

uzemňovacie slučky a DSC1
DSC1 obsahuje vnútorné obvody na obmedzenie pravdepodobnosti výskytu zemných slučiek. Thorlabs navrhuje použiť buď regulovaný napájací zdroj DS5 s izolovaným transformátorom alebo externú batériu CPS1. Pri napájacích zdrojoch DS5 alebo CPS1 sa signálová zem v DSC1 vznáša vzhľadom na uzemnenie nástennej zásuvky. Jediné pripojenia k zariadeniu, ktoré sú spoločné s týmto signálovým uzemnením, sú kolík uzemnenia signálu napájacieho konektora USB-C a vonkajšia spätná cesta na výstupnom koaxiálnom kábli SMB. Dátové pripojenie USB je izolované. Vstupný signál má prerušovací odpor uzemňovacej slučky medzi spätnou dráhou signálu a uzemnením signálu v prístroji, ktorý zvyčajne zabraňuje rušeniu zemnej slučky. Dôležité je, že neexistujú žiadne dve priame cesty k zemi signálu zariadenia, čím sa minimalizuje výskyt zemných slučiek.

Aby sa ešte viac znížilo riziko rušenia pozemnej slučky, Thorlabs navrhuje nasledujúce osvedčené postupy: 

  • Udržujte všetky napájacie a signálne káble k zariadeniu krátke.
  • S DSC1 použite buď batériový (CPS5) alebo transformátorový napájací zdroj (DS1). To zaisťuje uzemnenie signálu plávajúceho zariadenia.
  • Neprepájajte navzájom spätné cesty signálu iných nástrojov.
    • Bežný example je typický stolný osciloskop; najčastejšie sú vonkajšie plášte vstupných spojení BNC priamo spojené so zemou. Viaceré uzemňovacie svorky pripojené k rovnakému uzemňovaciemu uzlu v experimente môžu spôsobiť uzemňovaciu slučku.

Aj keď je nepravdepodobné, že by DSC1 sám osebe spôsobil zemnú slučku, iné prístroje v laboratóriu používateľa nemusia mať izoláciu zemnej slučky, a preto môžu byť zdrojom zemných slučiek.

Napájanie DSC1
Digitálny servo ovládač DSC1 vyžaduje 5 V napájanie cez USB-C pri špičkovom prúde až 0.75 A a 0.55 A pri typickej prevádzke. Thorlabs ponúka dva kompatibilné napájacie zdroje: CPS1 a DS5. V aplikáciách, kde je citlivosť na hluk menej obmedzená alebo kde sa vyžaduje prevádzka dlhšia ako 8 hodín, sa odporúča regulovaný napájací zdroj DS5. Batériový napájací zdroj CPS1 sa odporúča, ak sa požaduje optimálny výkon hluku. S plne nabitým CPS1 a v dobrom zdravotnom stave môže DSC1 fungovať 8 hodín alebo viac bez nabíjania.

Thorlabs Worldwide Contacts

Ak potrebujete ďalšiu pomoc alebo otázky, obráťte sa na celosvetové kontakty spoločnosti Thorlabs. Pre technickú podporu alebo otázky týkajúce sa predaja nás navštívte na adrese www.thorlabs.com/contact pre naše najaktuálnejšie kontaktné informácie.

THORLABS-DSC1-Compact-Digital-Servo-Controller- (34)

Ústredie spoločnosti
Thorlabs, Inc.
43 Sparta Ave
Newton, New Jersey 07860
Spojené štáty americké
sales@thorlabs.com
techsupport@thorlabs.com

Dovozca do EÚ
Thorlabs GmbH
Münchner Weg 1
D-85232 Bergkirchen
Nemecko
sales.de@thorlabs.com
europe@thorlabs.com

Výrobca produktu
Thorlabs, Inc.
43 Sparta Ave
Newton, New Jersey 07860 Spojené štáty
sales@thorlabs.com
techsupport@thorlabs.com

Dovozca z Veľkej Británie
Thorlabs Ltd.
204 Lancaster Way Business Park
Ely CB6 3NX
Spojené kráľovstvo
sales.uk@thorlabs.com
techsupport.uk@thorlabs.com
www.thorlabs.com

Dokumenty / zdroje

Kompaktný digitálny servo ovládač THORLABS DSC1 [pdf] Používateľská príručka
DSC1, DSC1 kompaktný digitálny servo ovládač, DSC1, kompaktný digitálny servo ovládač, digitálny servo ovládač, servo ovládač, ovládač

Referencie

Zanechajte komentár

Vaša emailová adresa nebude zverejnená. Povinné polia sú označené *