编码器采集转换模块

一、产品简介

一种可以将ABZ编码器信号或单频率信号转换为通信信号，供上位机,PLC等设备进行通信读取，将传统频率信号进行采集后使用modbus RTU组网。实现上位机采集频率信号的功能。

二、应用场景

计米器：可作为绕线控制的采集过程仪表。

上位机采集频率信号：采集单路频率信号或ABZ编码器信号供上位机使用。

电机测试：测试电机转速或者角度，检测电机性能。

电机控制系统：作为电机控制反馈环路中的过程仪表。

三、产品描述

此产品配备三路频率输入端口，可以采集ABZ，AB，或者单频率信号，可采集方波，三角波或正弦波信号，对高频噪声有较强的抑制作用。可记录频率，角度，圈数信息。所有参数和记录的信息均可通过modbus RTU协议进行读取和写入，输入支持宽电压信号，可以通过modbus RTU协议或模块自带屏幕，按键进行参数调整。整机加入电磁兼容设计和防反接防过载等电路保护设计。

四、产品参数

供电电压：18-28V

功率：0.6W

输入通道数：3

频率峰值电压：3-32V

输入频率范围：0-40KHz

频率显示范围：0-99999

单频率采集精度：0.03%

支持通信：RS485

支持通信协议：modbus RTU

支持modbus rtu指令：03H 05H 10H

支持波特率：4800 9600 19200 38400

PCB参数：双层板，单面贴装，尺寸48.8*96.4MM，板材等无其他特殊要求。

五、使用说明

恢复数据：在上电前按下KEY2按键，然后上电，等待OLED进入主界面后松开。该操作用于第一次下载程序后，或者数据设置错误，将基本参数恢复至程序内的默认数值。

手动修改主要参数操作说明：

1. 在主界面显示下，长按KEY1按钮1.5秒后，进入参数界面。

2. 短按KEY1按键切换设置参数界面，长按KEY2按键则可以在当前界面显示的参数中切换。

3. 当选中要修改的参数，短按KEY2按键切换当前修改参数位，短按KEY3则在当前位加一。

4. 修改完成后，长按KEY1按键则可以退回主显示界面并保存参数。

输入角度清零方法：在主显示界面长按KEY3清零当前显示角度。

输入圈数清零方法：在主显示界面长按KEY2清零当前显示圈数。

显示界面切换方法：在主显示界面短按KEY1切换当前显示界面。

参数说明：

通信模式说明：此变送器支持modbus RTU 协议，支持指令为03H 05H 10H命令，数据位为8位，无校验位，停止位和波特率可设。

通信实例 （通信支持N81或N82格式）

Modbus RTU协议

0X03指令

发送：01 03 00 01 00 02 95 CB（读取当前转速值）

返回：01 03 04 00 00 00 12 7A 3E （当前转速值为00 00 00 12，转换为10进制为18，采集到的转速信息为18）

发送：01 03 00 13 00 02 35 CE（读取当前转速小数位）

返回：01 03 04 00 00 00 01 3B F3 （当前转速小数位为00 00 00 01，表示采集到的转速为1.8RPM）

0X10指令

发送：01 10 00 09 00 02 04 00 00 00 14 33 CA （设置转速滤波为20）

返回：01 10 00 09 00 02 91 CA（设置成功）

检测方式说明：此变送器可以采集单脉冲或者ABZ信号，如果只使用单脉冲则可以将脉冲信号接入A端口，“检测方式”设置为0即可。如果同时还需要使用AB信号或者ABZ信号检测角度信息，则可以将“检测方式”设置为1即可。若只需要使用AB信号或者ABZ信号检测角度信息，则将“检测方式”设置为2即可。

转速小数点位说明：当转速峰值在1~10KHZ之间时，可以将“转速小数位”设置为1。当转速峰值在1K~100HZ之间时，可以将“转速小数位”设置为2。当转速峰值在100~10HZ之间时，可以将“转速小数位”设置为3。当转速峰值在10~1HZ之间时，可以将“转速小数位”设置为4。

转速归零时间说明：当输入转速频率很低时，可能变送器需要较长时间才能将当前转速信息采集并显示。如果不需要采集较为低频的转速，可以将参数“转速归零时间”调整至合适的值。以单圈脉冲为60HZ的编码器为例，如果不需采集1HZ以下的信号，则可以将“转速归零时间”改为1000ms。

端口说明

频率输入端口：为”A,B,Z”为频率输入端口，GND为频率基准点。

电源端口：为”24V,GND”,其中24V为电源正极，GND为电源负极。

通信输出端口： RS485总线端口，A表示A+，B表示B-。

SWD下载端口：可以使用脱机下载器进行下载。

六、备注

此模块有程序，需要使用专用下载器或仿真器。

硬件整体成本小批100套，单片成本为35元左右。

U1芯片可修改为STM32F103C8T6,GD32F103C8T6等单片机，可以根据芯片价格进行直接替换。

可调整输入电阻R9 R3的阻值比例，以适应更多电压范围，超过36V以上时，需要将将D1更换为更大电压的TVS。

模块背面两个插针为下载口，可以进行串口下载或者SWD下载，不用焊接插针。

上传BOM部分立创没有，复刻请查看附件“BOM_编码器采集转换模块”。

程序源码采用keil作为开发环境，程序源文件与下载文件放置在附件中。

七、演示视频

单端频率输入与显示对比。

EC11输入信号检测

1000P/R编码器输入信号检测