WENC2 — Беспроводная система передачи энкодера

1. Обзор

WENC2 (Wireless ENCoder 2) — высокопроизводительная система передачи, беспроводно передающая промышленные сигналы энкодера в диапазоне 5 ГГц. Система считывает физический сигнал энкодера на стороне двигателя, передаёт его по беспроводному каналу и формирует идентичный выходной сигнал энкодера на стороне привода.

Что он делает?

В кабельном и проволочном производственном оборудовании система устраняет физическое кабельное соединение между энкодером на вращающемся валу (двигатель/катушка) и приводом. Это обеспечивает:

• Исключение износа и обрыва кабелей на вращающихся частях
• Отсутствие необходимости в токосъёмных кольцах
• Снижение затрат на техническое обслуживание
• Упрощение монтажа

Ключевые особенности

• 5 ГГц многоканальная беспроводная связь
• 3 независимых канала энкодера (мониторинг нескольких валов)
• Изолированный выход питания энкодера на стороне TX
• Встроенный веб-интерфейс с мониторингом в реальном времени (8 графиков)
• 10..30V широкий диапазон рабочего напряжения, защита от короткого замыкания и перегрева

2. Информация по безопасности

• Не выполняйте подключение клемм при включённом питании. Сначала отключите питание.
• Напряжение питания должно быть в диапазоне 10..30V DC. Напряжение выше 30V может привести к необратимому повреждению устройства.
• Входные уровни энкодера — стандарт 24V. Все входы оснащены защитными цепями.
• Защищайте устройство от влаги, воды и экстремальных температур. Рабочая температура: -20°C ~ +60°C.
• Кабели энкодера должны быть экранированными.
• TX и RX модули работают с привязкой MAC-адресов. Сопряжённые модули обмениваются данными только друг с другом.

3. Архитектура системы

Система WENC2 состоит из двух независимых модулей:

4. Аппаратные характеристики

Модуль TX (Передатчик)

Питание: Диапазон рабочего напряжения 10..30V DC, защита от короткого замыкания и перегрева. Оснащён защитой от перенапряжения и самовосстанавливающимся предохранителем.

Входы энкодера: Стандартные 24V дифференциальные входы A, /A, B, /B. 3 независимых канала энкодера (enc0, enc1, enc2). Для 2-проводных энкодеров выводы /A и /B соединяются с 0V. Все входы оснащены защитными цепями.

TX (Передатчик) — Разъём J1, таблица выводов (Pin 1-8)

TX (Передатчик) — Разъём J2, таблица выводов (Pin 9-16)

Модуль RX (Приёмник)

Питание: Диапазон рабочего напряжения 10..30V DC, защита от короткого замыкания и перегрева.

Выходы энкодера: 3 независимых защищённых выходных канала энкодера. Каждый канал формирует дифференциальные сигналы A, /A, B, /B. Выходной уровень — стандарт 24V.

RX (Приёмник) — Разъём J1, таблица выводов (Pin 1-8)

RX (Приёмник) — Разъём J2, таблица выводов (Pin 9-16)

5. Установка

Шаг 1: Монтаж TX (Сторона двигателя)

1. Установите модуль WENC2-TX вблизи двигателя/вала.
2. Подключите кабели энкодера к входам TX:
   • Энкодер 0: дифференциальные сигналы A, /A, B, /B (ENC0.A, ENC0./A, ENC0.B, ENC0./B)
   • Энкодер 1, 2: дополнительные каналы энкодера через разъёмы J1 и J2 (при наличии)
3. Подключите питание 24V DC к J1 Pin-1 (+24V) и Pin-2 (0V).

Шаг 2: Монтаж RX (Сторона привода)

1. Установите модуль WENC2-RX на панели привода.
2. Подключите выход питания энкодера привода к терминалам J1 Pin-3 (+Venc) и Pin-4 (0V).
3. Подключите выходные контакты энкодера RX (ENC0.A, ENC0./A, ENC0.B, ENC0./B) к входу энкодера привода.
4. Подключите питание 24V DC к J1 Pin-1 (+24V) и Pin-2 (0V).

WENC2-S — Single (1 канал энкодера)

TX (Передатчик) Схема подключения

RX (Приёмник) Схема подключения

WENC2-D — Dual (2 канала энкодера)

TX (Передатчик) Схема подключения

RX (Приёмник) Схема подключения

WENC2-T — Triple (3 канала энкодера)

TX (Передатчик) Схема подключения

RX (Приёмник) Схема подключения

Шаг 3: Сопряжение и запуск

1. Включите питание обоих модулей. Зелёный POWER LED должен загореться.
2. Удерживайте кнопку на устройстве 5 секунд для входа в Service Mode.
3. Подключитесь к точке доступа 5 ГГц модуля RX (SSID: WENC2-RX).
4. Выполните сопряжение через веб-интерфейс (192.168.4.1).
5. После сопряжения сигнальные LED покажут качество связи (красный/жёлтый/оранжевый/зелёный).
6. Проверьте сигнал энкодера на стороне привода.

6. Принципы работы

Цикл передачи

[Высокая скорость]
TX: Чтение энкодера -> Формирование пакета -> Беспроводная отправка
                                                     |
                                                Канал 5 ГГц
                                                     |
RX: Приём пакета -> Отправка ACK -> Обновление выхода энкодера

Параметры связи

Мониторинг статистики

Модули TX и RX собирают подробную статистику:

• Частота пакетов (пакетов/с)
• RSSI (уровень сигнала, дБм)
• Процент успешных ACK
• Позиция энкодера
• Температура и загрузка процессора
• Использование кучи (heap)

7. Управление частотами

WENC2 использует автоматическое управление частотами в диапазоне 5 ГГц. При обнаружении помех система автоматически переключается на свободный канал.

Выбор каналов

Используются только каналы, не требующие DFS (Dynamic Frequency Selection). Каналы выбираются и управляются автоматически.

Целевая производительность

Данные целевые показатели критически важны для безопасной работы замкнутых сервосистем.

8. Режимы фильтрации

Модуль RX предоставляет режимы фильтрации для различных условий эксплуатации.

Режимы фильтрации

Измеренная производительность

9. Симулятор энкодера

Модуль RX формирует физические сигналы энкодера на основе полученных данных о позиции.

Характеристики выхода

Верификация

Точность выходного сигнала RX может быть проверена с помощью опциональной системы петлевой проверки.

10. Мониторинг и диагностика

Бинарный последовательный протокол

Бинарный командный протокол через последовательное подключение:

devquery.py --status     # Запрос состояния
devquery.py --watch      # Мониторинг в реальном времени
devquery.py --verify     # Верификация энкодера
devquery.py --gpio-test  # Тест GPIO
devquery.py --reboot     # Перезагрузка
devquery.py --channel N  # Смена канала

Панель управления (8 графиков в реальном времени)

Инструмент панели мониторинга на базе Python:

1. Частота пакетов (пакетов/с)
2. Уровень сигнала RSSI (дБм)
3. Процент успешных ACK (%)
4. Позиция энкодера
5. Результат верификации
6. Температура и загрузка процессора
7. Использование кучи (heap)

11. Веб-интерфейс

Опциональный веб-сервер с точкой доступа 5 ГГц на модуле RX:

Возможности

• Потоковая передача телеметрии в реальном времени через WebSocket
• Бинарная потоковая передача (низкая нагрузка на процессор, 5-10%)
• Графики позиции и скорости энкодера
• Информация о состоянии системы

12. Технические характеристики

Температура и использование ресурсов (типичные, ~900 об/мин)

13. Поиск неисправностей