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Bedienungsanleitung Digitalsystem d-Drive

1. Befehl Parameter Datenquelle siehe 10 2 Befehlssatz im ON Betrieb recsrc 0 pos Kanall 1 poss Kanal2 2 pos Kanal3 3 mod Kanal1 4 mod Kanal2 5 mod Kanal3 6 upa Kanal1 7 upananoX Kanal1 8 upa Kanal2 9 upananoX Kanal2 10 upa Kanal3 11 upananoX Kanal3 12 ipa Kanal1 13 ipananoX Kanal1 14 ipa Kanal2 15 ipananoX Kanal2 16 ipa Kanal3 17 ipananoX Kanal3 18 stell Kanal1 19 stell Kanal2 20 stell Kanal3 22 soll Kanal1 23 soll Kanal2 24 soll Kanal3 26 Setwert Kanal1 27 Setwert Kanal2 28 Setwert Kanal3 30 Fehlerwert Kanal1 31 Fehlerwert Kanal2 32 Fehlerwert Kanal3 34 Monitorspannung Kanal1 35 Monitorspannung Kanal2 36 Monitorspannung Kanal3 Tabelle 6 Datenrecorder Nach Auswahl der Datenquellen recsrc Quelle1 Quelle2 Quelle3 mindestens eine muss gew hlt sein wird die Anzahl der gew nschten Samples je Kanal mit reclen Anzahl eingestellt Um die Anzahl der auszulesenden Werte zu verringern kann auch in gr eren Zeitabst nden n 20us recstr 201s mitgeschnitten werden recstr Teiler 1 2 2 Der Recorder kann per Kommando recstarf gestartet werden zur Aufzeichnung von Spr ngen bzw Regelverhalten kann der Autostart aktiviert werden recast 1 Die Aufzeichnung beginnt dann automatisch nach dem n chsten gesendeten set Befehl Die Aufzeichnung endet
2. garun Switching on off the AutoRun ofthe garun channel value r w generators 0 switch off 1 switch on trgss trigger generation stroke position minimum gt 0 2 of total stoke to r w start maximum total stroke minus 0 2 of total stroke micron or mrad trgse trigger generation stroke position minimum gt 0 2 of total stoke to r w end maximum total stroke minus 0 2 of total stroke micron or mrad always keep trgse gt trgss trgsi trigger generation position intervals in CL stroke r w gt 0 05 of total stroke in closed loop micron or mrad trglen duration of trigger impulses n 20us n 1 to 255 r w trgedge trigger generation edge 0 trigger off r w 1 trigger at rising edge 2 trigger at falling edge 3 trigger at both edges 4 reversal motion 5 inverted as 4 7 length of impulse as 4 trglen recstart start data recorder Ww recstop stop data recorder w recast Autostart data recorder starts with the next set command r w 0 off default 0 1 on recsrc3 data recorder data source recsrc source1 source2 source3 r w see 10 5 Datenrecorder recstr stride step width 1 to 27 2 r w recording all recstr 20us recwridx current write index to determine the current write position r after the manual stop recrdidx3 set selection index 0 to reclen r w recrd reads incrementally the buffer out channel 0 to 3 optionally number of r the values 1 to reclen reclen length of the records in samples 1 to 500000 sample
3. IP address 192 168 010 050 Sub Mask 255 255 255 000 Port 9000 Gateway 000 000 000 000 To build communication to the customer network these parameters may have to change One way is to switch on the DHCP For that the connected network needs to have an active DHCP server If no server is active or PC is connected directly over Ethernet the parameters need to be adjusted over the commands mentioned below ipaddr submask port gwaddr please see instruction set in chapter 10 If you have any questions regarding the TCP IP installation please contact your network administrator CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 55 D piezosystemjena unglaublich pr zise 9 4 firmware update piezosystem jena develops its devices further and also addresses individual customer wishes There are some firmware updates from time to time which you can download from our website First you should download and install the ServiceTool After the START the connection to the d Drive occurs over an interface With the tab FW Update you can activate an automatic update of the firmware for the d Drive A help file supports you in choosing 10 commands There are two groups of commands to use global commands refer to the characteristics of the complete device They consist of the lt command gt and a potential lt value gt separated by comma and closed by enter The curr
4. MOD MON TRG connector DSUB receptacle 9pin controller architecture PID free programmable green ready for use open loop OL CL LED yellow closed loop yellow blinking overload underload slew rate notch filter low pass trigger I O ASI ASC features integrated function generator over temperature protection short circuit proved Interface eege RS232 USB Ethernet yP optional CAN RS485 RS422 resolution 24bit baud rate 115200baud Housing dimensions W H D mm 450 105 380 units 84TE 2HE Weight kg 5 specifics active cooling alternative mounting assembly bracket 17 pinning ANALOG SUB D socket 9pin table 12 technical data pin designation description 1 MON monitor output O to 10V 2 MON signal ground 4 MOD modulation input 0 to 10V 5 MOD signal ground 7 TRG_OUT trigger output low active 8 DGND digital ground trigger 9 TRG_IN trigger in Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 76 table 13 pinning ANALOG PIEZO SUB D plug 15pin D prezosystemyjena unglaublich pr zise pin designation description 1 2 11 AGND analog ground 3 15V operating voltage measurement 15V 4 14 GND digital ground 5 SDA IC Bus SDA 6 5Veeprom operating voltage ID Chip 7 Vout2 actuator voltage 2
5. 10 1 Befehlssatz im Standby Betrieb Um das Ger t vom ausgeschalten Zustand alle LED s an der Frontplatte sind aus in den Standby Betrieb zu versetzen schlie en Sie bitte die Stromversorgung an und schalten den Netzschalter ein der sich an der R ckseite befindet Das Ger t bootet solange die Status LED orange leuchtet Erlischt die LED befindet sich das Ger t im Standby Betrieb Die LED der POWER Taste an der Frontplatte blinkt gr n In diesem Zustand kann das d Drive Befehle ber eine ausgew hlte Schnittstelle empfangen Eine Auswahl der m glichen Befehle ist in der folgenden Tabelle 2 dargelegt Globale Befehle lt Befehl gt lt Wert gt Enter lt Befehl gt Enter ohne Werteingabe gibt den aktuell eingestellten Wert aus Parametertrenner ist immer ein Komma Dezimalpunkt ist immer ein Punkt Wertebereich lesen Befehl Beschreibung Schreib S zeigt alle verf gbaren Befehle an CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 17 D piezosystemjena unglaublich pr zise dnon schaltet das Ger t ein aus 0 aus Standby S aus Standby 1 ein cinit globales Reset nach Reset ist Gerat im Standby S error Fehler abfragen Fehlerregister 8bit l Kommandofehlerregister 16bit cerror Kommandofehler abfragen Zahlenformat siehe ssedh status zeigt den Status aller Statusr
6. Bitte lassen Sie sich Transportsch den vom Lieferanten Paketdienst o best tigen Netzschalter ist ausgeschaltet vorhandene Betriebsspannung ist mit der am Ger t angegebenen identisch Schlie en Sie die Stromversorgung an e Schlie en Sie das Piezoelement an den 15 pol DSUB Stecker PIEZO an e Schalten Sie das Ger t am Netzschalter ein der sich an der R ckseite befindet Das Ger t bootet solange die Status LED orange leuchtet Erlischt die LED befindet sich das Ger t im Standby Betrieb Der POWER Taster an der Frontplatte blinkt gr n e Schalten Sie das Ger t mit Hilfe des Tasters POWER an der Frontplatte vom Standby in den ON Betrieb Es erfolgt ein kurzer Selbsttest des Ger tes In dieser Zeit leuchtet die Status LED wieder orange Danach wechselt die Status LED zu gr n Jetzt ist das d Drive betriebsbereit e An dem Kanal an dem ein Aktor angeschlossen ist blinkt die gelbe Leuchtdiode OL CL Nach ca 3s leuchtet die Leuchtdiode dauerhaft gr n und der Verst rker ist funktionsbereit e Ist ein Aktor mit Messsystem angeschlossen k nnen Sie die Regelung durch Druck auf den OL CL Taster einschalten Die Leuchtdiode des jeweiligen Kanals leuchtet dann gelb Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de D p ezosystemjena unglaublich pr zise e Schalten Sie das Ger t in den Standby Modus indem Sie die POWER Taste l nger
7. Das Kommandofehlerregister ist ein 16bit Register wobei die einzelnen Bits die verschiedenen Fehler bei der Befehlseingabe beschreiben Wenn ein Fehler auftritt ndert sich das Register und es wird automatisch eine Fehlermeldung ber die Schnittstelle zum Computer gesendet Bit Beschreibung 0 Kommando zu lang 1 Parameter zu lang 2 zu viele Parameter 3 Kommando nicht gefunden 4 Anzahl Parameter falsch 5 falscher Parameter 6 Kommandozeile zu lang 7 intern benutzt 8 intern benutzt 9 leeres Kommando 10 falscher Kanal ausgew hlt 11 Datei nicht gefunden 12 intern benutzt 13 falsches Ger t 14 falsches Datumsformat 15 falsches Zeitformat Tabelle 11 Kommandofehlerregister Das Zahlenformat kann ber den Befehl ssedh 0 1 auf Interger error 2 bzw Hex error 0x02 eingestellt werden Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 36 D 16 Technische Daten Gesamtsystem unglaublich pr zise prezosystemyjena Gesamigerat Eingangsspannung 90 240 VAC 50 60 Hz Eingangsstrom typ 2 4A 120V typ 1 2A 230V Leistungsaufnahme max 175W Volllast Standby Strom lt 1mA Power On LED gr n blinkend Standby gr n ON orange besch ftigt Status LED gr n ok Netzsicherung 2x T6 3A 250V 5x20mm Netzanschluss IEC 60320 C13 b
8. ur ed xouru ut edn ut edn ul sod ur pow CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com Ka m D p ezosystemjena unglaublich pr zise 8 2 3 Digitaler Regler Der Sollwert f r den Digitalregler setzt sich aus der Addition von analogem Modulationssignal und dem ber den Befehlssatz vorgegebenen Digitalwert zusammen und stellt diesen Wert dem Digitalen Signal Prozessor DSP als F hrungsgr e zur Verf gung Die Anstiegsgeschwindigkeit kann wahlweise durch eine einstellbare slew rate Begrenzung oder durch einen Tiefpassfilter 4 Ordnung auf das jeweilige Gesamtsystem optimal angepasst werden Das bedeutet Frequenzen die das System in der Resonanz anregen k nnten werden schon vor der eigentlichen Regelung unterdr ckt Der Regler errechnet die Regelabweichung err zwischen Sollwert und dem Positionswert des Wegmesssystems err setpoint pos setpoint Sollwert pos Positionswert des Messsystems err Regelabweichung Der Proportional Anteil P Term verst rkt den Fehlerwert frequenzunabh ngig und steuert damit das Stellglied so lange bis sich der Positionswert dem vorgegebenen Sollwert angleicht yp kp err kp einstellbare Proportionalverst rkung yp Ausgangsspannung des P Anteiles Der Nachteil eines reinen P Reglers ist dass er Positions nderungen nicht vollst ndig ausregelt und somit eine bleibende Regelabweichung hinterl sst Durch berlagerung e
9. 3 declaration of conformity The document Declaration of Conformity you can find on our homepage www piezosystem com piezo_actuator_nanopositioning downloads_publications technical_information declaration_of_conformity 4 purchased part package Please check the completeness of the delivery after receiving the shipment digital system d Drive MOD MON cable power cable RS232 cable USB cable instruction manual CD ROM with drivers software and instruction manual CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 43 D piezosystemjena 5 unglaublich pr zise instructions for using piezoelectric elements and power supplies Piezoelectric actuators from piezosystem jena are controlled by voltages of up to 150 V These values can be quite hazardous Therefore read the installation instructions carefully and ensure that only authorized personnel handle the power supply After transportation piezoelectric actuators should be allowed to adapt to room temperature for approximately 2 hours before being switched on Piezoelectric actuators are made from ceramic materials with and without metallic casings The piezo ceramic is a relatively brittle material This should be noted when handling piezoelectric actuators All piezo elements are sensitive to bending or shock forces Due to the piezoelectric effect piezo actuators can generate electrical charges by changing the mechanical l
10. modon channal 0 After switching on the red status LED displays the initialization sequence of the function groups for the device During this time all amplifiers transfer their stored specific values DSP parameter and the specific actuator values read out from the ID chip of the connected actuator to the main controller The amplifier channels without a connected actuator will continue to blink The actuator is below the control range on the negative point of the whole travel range position on the left see image 3 Pressing the OL CL button the device is now in closed loop mode the actuator moves on the zero position of the control range position Oum The actuator can execute jumps depending on independent the adjusted position If the max closed loop position is adjusted per set command then the max controlled travel range position max is reached The travel range depends on the specifications of the actuator and can vary according to the actuator type ungeregelt z B 100um Aktor open loop ee nan a wg O mg ane geregelt z B 80um closed loop ER sketch 12 open loop closed loop The blinking OL CL LED shows an overload or underload Please try to avoid this When an external analog voltage is applied try to decrease or remove it If the LEDs is still blinking check the connection between the amplifier and actuator Additionally a mechanical blocking or overload of the actuator can prevent actuators from reach
11. ngig und kann je nach Aktortyp variieren ungeregelt z B 100um Aktor open loop a 7 TEE TEE 0 um geregelt z B 80um closed loop Dei Abbildung 12 ungeregelt geregelt CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 33 D piezosystemjena unglaublich pr zise Eine blinkende OL CL LED zeigt bersteuerung overload bzw Untersteuerung underload an Diesen Fall bitte vermeiden und das Ger t sofort ausschalten wenn die LED durch Reduzierung des Steuersignals nicht permanent rot leuchtet berpr fen Sie in jedem Fall die mechanische Ankopplung des Aktors an die Peripherie Es liegt m glicherweise eine mechanische Blockierung bzw ein Anschlag des Aktors vor Auch eine zu starke Belastung des Antriebes hohes Gewicht des Anbaues f hrt dazu dass er seine vorgegebene Position nicht erreicht L sen Sie den Aktor von der Peripherie Leuchtet die LED permanent rot lag einer der o g Fehler vor Die Aktorkalibrierung entspricht einer bestimmten Einbaulage Die nderung der Einbaulage ohne neue Kalibrierung kann ebenfalls zu OVL oder UDL f hren Bitte vorab die Einbaulage angeben 14 Reglereinstellung Sobald ein Piezoaktor von piezosystem jena an das d Drive angesteckt wird werden die Aktor spezifischen Kennwerte aus dem ID Chip des Aktors ausgelesen Der Digitale Signal Prozessor des Ger tes wird mit diesen Parametern automatisch eingestellt Diese Kennwerte wurden im pi
12. r w notchb bandwidth 3dB 0 to 10000 max 2 notch_fr Hz r w Ipon low pass filter 0 off r w 1 on Ipf low pass cut frequency 1 to 10000 Hz r w CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 59 D plrezosystemyjena unglaublich prdzise gfkt internal function generator 0 off r w 1 sine 2 triangle 3 rectangle 4 noise 5 sweep 6 arbitrary 7 vektor gasin generator amplitude sine 0 to 100 r w gosin amplitude offset sine 0 to 100 r w gfsin generator frequency sine 0 1 to 10000 Hz r w grsin Gen sine starting angle 0 to 27 rad r w gesin Gen sine number of cycles 0 to 27 2 default 0 permanent r w gatri generator amplitude triangle 0 to 100 r w gotri amplitude offset triangle 0 to 100 r w gftri generator frequency triangle 0 1 to 10000 Hz r w gstri symmetry of triangle 0 1 to 99 9 default 50 r w grtri Gen triangle starting angle 0 to 27 rad r w getri Gen triangle number of cycles 0 to 2 2 default 0 permanent r w garec generator amplitude rect 0 to 100 r w gorec amplitude offset rectangle 0 to 100 r w gfrec generator frequency rectangle 0 1 to 10000 Hz r w gsrec symmetry of rectangle 0 1 to 99 9 default 50 r w grrec Gen rectangle starting angle 0 to 27 rad r w gcrec Gen rectan
13. 100 Us gonoi Gen Rauschen Offset 0 100 Us gaswe Gen Wobbeln Amplitude 0 100 Us goswe Gen Wobbeln Offset 0 100 Us gsswe Gen Wobbeln Startfrequenz 1 0 10000 0 Hz Us geswe Gen Wobbeln Endfrequenz 1 0 10000 0 Hz gt gsswe Us gtswe Gen Wobbeln Wobbelzeit 0 4 800 s Us gcswe Gen Wobbeln Zyklenanzahl 0 2 7 2 default 0 dauerhaft Us gmswe Gen Wobbeln Marker 1 0Hz 10 0kHz gt gsswe Us Startfrequenz gnswe Gen Wobbeln Marker 1 0Hz 10 0kHz lt geswe gt gmswe Us Endfrequenz garbload Gen Arbitrary Datei laden garbload Pfad Dateiname S gsarb Gen Arbitrary Startindex 0 1000001 Us gearb Gen Arbitrary Endindex 0 1000001 Us gcarb Gen Arbitrary Zyklenanzahl o 273 default 0 dauerhaft Us CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 21 iy prezosystem ena unglaublich prdzise gtarb Gen Arbitrary Ausgabeteiler 1 2 7 2 V s goarb Gen Arbitrary Offset 0 gearb gsarb Us gvecload Gen Vektor Datei laden gvecload Kanal Pfad Dateiname S gcvec Gen Vektor Zyklenanzahl 0 2773 default 0 dauerhaft Us grun Generatoren einzeln bzw grun Kanali Kanal2 Kanal3 l s synchron starten stoppen Kanalx 0 Stop 1 Start garun schaltet AutoRun der garun Kanal Wert l s Generatoren ein aus 0 ausgeschaltet 1 eingeschaltet trgss Trigger Wegposition Start gt 0 2 des Maximalhube
14. 130 to 20V for nanox 8 Vout actuator voltage 20 to 130V 9 MESS position signal 8 to 8V 10 15V operating voltage measurement 15V 12 SCL IC Bus SCL 13 DETECT actuator detection 15 Piezomasse actuator ground Not for external use table 14 pinning PIEZO The actuator is connected to this plug The actuator voltage goes to the piezo the position signal from the measurement system goes to the DSP and the integrated actuator information is stored on an ID chip which goes to the main controller It is important that the locking screws are screwed into the front panel RS232 SUB D socket 9pin Pin Designation description TxD RS232 transceiver RxD RS232 receiver GND RS232 ground table 15 pinning RS232 USB 1 1 plug Series A Pin Designation description 1 VCC operating voltage 5V 2 D data 3 D data 4 GND operating voltage Ground CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com table 16 pinning USB 77 D p ezosystemjena unglaublich pr zise 18 important information The device is calibrated at the factory The actuators with an integrated measurement system are calibrated and have an ID chip which store all actuator specifications These will be transfer to the amplifier when powered on For high precision positioning with nm resolution you must warm up the amplifier 2 hours before use A consta
15. RS485 RS422 Aufl sung 24bit Bauarate 115200baud Geh use Ma e BxHxT 450 x 105 x 380 mm Einheiten 84TE 2HE Gewicht 5Kg Besonderheiten aktive K hlung temperaturgeregelt alternative Befestigung Montagewinkel f r Industriegeh use Legende pro Kanal 17 Anschlussbelegungen ANALOG 9pol SUB D Buchse Tabelle 12 Technische Daten Pin Bezeichnung Beschreibung 1 MON Monitorausgang 0 10V 2 MON Signalmasse 4 MOD Modulationseingang 0 10V 5 MOD Signalmasse 7 TRG_OUT Triggerausgang 8 DGND Digitalmasse f r Trigger 9 TRG_IN Triggereingang Legende optional Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 38 Tabelle 13 Pinbelegung Analog PIEZO 15pol SUB D Stecker D p ezosystemjena unglaublich pr zise Pin Bezeichnung Beschreibung 1 2 11 AGND Analogmasse 3 15V Betriebsspannung Messsystem 4 14 GND Digitalmasse 5 SDA PC Bus SDA 6 5Veeprom Betriebsspannung ID Chip 7 Vout2 Aktorsteuerspannung 2 130 20V f r nanoX 8 Vout Aktorsteuerspannung 20 130V 9 MESS Positionssignal 8 8V 10 15V Betriebsspannung Messsystem 12 SCL PC Bus SCL 13 DETECT Aktordetektor 15 Piezomasse Aktormasse Legende nicht f r externen Gebrauch Tabelle 14 Pinbelegung Piezo ber diesen Stecker wird der Aktor angesch
16. frequency will be damped by another order of magnitude While using open loop you can also switch on the notch filter to reduce stimulation of the resonant frequency Using the notch filter might increase noise The PID specific parameters kp ki and kd are stored in the actuator s ID chip by default These parameters will work for most applications Depending on your special application and load the mechanical response can be optimized 8 2 4 MOD MON modulation input MOD The motion of the actuator can be remotely controlled using this input The control signal must be in the range of 0 to 10V There is an internal addition of the MOD signal and the present digital set value To prevent external signals from influencing any parameter please switch off the analog modulation input when it s not used modon channel 0 see 10 2 commands in ON mode In function generator mode the modulation input is permanently switched off monitor output MON With a special command many different system signals can be shown The voltage range of 0 to 10V is available at this socket and can be monitored by using an oscilloscope Pay attention to the inner resistance of the monitor output Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 52 D prezosystemyjena unglaublich pr zise command Parameter internal variable monsrc 0 position in closed loop Upos CL 1 reference inpu
17. lich in Schutzleitersteckdosen Stellen Sie das Ger t niemals an einem Platz auf an dem das Netzkabel besch digt oder zur Stolperfalle werden kann Stellen Sie niemals Ger te auf das Netzkabel Stellen Sie das Ger t so auf dass die L ftungsschlitze nicht blockiert werden und eine ausreichende Bel ftung der Steuerelektronik gew hrleistet wird Stecken Sie den Netzstecker vollst ndig in die Schutzleitersteckdose damit es sich nicht versehentlich l sen kann Halten Sie den Netzstecker immer frei zug nglich damit er im Notfall gezogen werden kann e Stellen Sie das System so auf dass der Schalter ohne Probleme bet tigt werden kann 6 2 Der Netzstecker ist die Trennstelle vom Versorgungsnetz Betrieb Warnung ffnen Sie das Ger t in keinem Fall Im Inneren des Ger tes befinden sich keine Teile die vom Benutzer selbst gewartet werden k nnen Das ffnen oder Entfernen der Abdeckungen k nnte einen elektrischen Schlag verursachen oder zu anderen gef hrlichen Situationen f hren Reparaturarbeiten d rfen nur von qualifiziertem technischen Personal durchgef hrt werden Achten Sie darauf dass kein Wasser oder entflammbare Fl ssigkeiten ins Innere des Ger tes gelangen Kommen elektrische Bauteile mit diesen Substanzen in Kontakt besteht Feuergefahr und die Gefahr eines elektrischen Schlages ACHTUNG A Falls Sie Rauchentwicklung starke Hitze oder einen ungew hnlichen Geruch am Ger t feststellen schalten Sie es b
18. nicht benutzt 14 intern benutzt statisch 1 15 intern benutzt statisch 0 Tabelle 8 Konfigurationsregister 13 Bedienung Der Aktor wird ber den PIEZO Stecker des jeweiligen Kanals angeschlossen An die ANALOG Buchse kann ein externes Modulationssignal im Bereich von O bis 10V angelegt werden Zur Vermeidung von Sch den am Piezoelement wird empfohlen vor dem Ein bzw Ausschalten des Ger tes das Modulationssignal abzutrennen oder den Modulationseingang abzuschalten modon Kanal 0 Nach dem Einschalten zeigt die rote Status LED die Initialisierungssequenz der Funktionsgruppen des Ger tes an W hrend dieser Zeit bergeben alle Verst rker ihre gespeicherten Kennwerte DSP Parameter und die aus dem ID Chip des angeschlossenen Aktors gelesenen Aktorkennwerte an den Hauptcontroller Verst rker ohne angeschlossenem Aktor blinken weiterhin Der Aktor befindet sich unterhalb des Regelbereiches am negativsten Punkt linke Pos s Abb 3 des Gesamtstellbereiches Wird anschlie end in den geregelten Betriebsmodus durch Druck auf die OL CL Taste umgeschaltet bewegt sich der Aktor auf die Nullposition des Regelbereiches Position Oum Der Aktor kann dabei in Abh ngigkeit von der gerade eingestellten Position einen Sprung ausf hren Wird per set Befehl die maximale CL Position gestellt so wird der geregelte maximale Weg Position Max angefahren Dieser Weg ist von der Spezifikation des Aktors abh
19. piezosystem jena d rfen deshalb nicht ge ffnet werden Ein ffnen f hrt zum Garantieverlust e Verwenden Sie nur mitgelieferte Kabel und Verl ngerungen So k nnen Ger teausf lle durch eventuell falsche Verbindungen verhindert werden e Bei Problemen wenden Sie sich bitte an piezosystem jena oder an den jeweiligen H ndler Die f r die jeweiligen L nder verantwortlichen Repr sentanten finden Sie auf unserer Webseite www piezosystem de unter der Rubrik Unternehmen weltweit Achtung Trotz mechanischer Vorspannung k nnen Sto kr fte z B Fallenlassen oder Ansto en zu einer Besch digung des eingebauten Keramikelementes f hren Bei Besch digungen des Piezoaktors aufgrund derartiger Einwirkungen k nnen wir keine Garantie bernehmen Bitte gehen Sie deshalb sehr sorgf ltig mit Ihrem Piezoaktor um CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com D p ezosystemjena unglaublich pr zise 6 Sicherheitshinweise Symbole A GEFAHR Dieses Symbol weist auf die Gefahr von Elektrounfallen hin Damit verbundene Warnhinweise sind unbedingt zu beachten ACHTUNG Dieses Symbol weist auf zu beachtende Anweisungen in der Bedienungsanleitung hin die zus tzliche Hinweise zur Bedienung und Warnung enthalten GEFAHR e ffnen Sie das Ger t in keinem Fall Im Inneren des Ger tes befinden sich keine Teile die vom Benutzer selbst gewartet werden k nnen Das ffnen oder Entfernen der Abde
20. relais secured 15pin DSUB connector on the front panel For nanoX actuators there are 2x 60mA charging currents for non nanoX actuators 120mA Optionally a channel can supply 2x 150mA 300mA Then the other two channels can supply 120 mA Please pay attention that in this configuration the total current of does not exceed 360mA The connected actuator has an ID chip which is read out by the controller The stored parameters are feed to the DSP Then the gained sensor signal of the measurement system is transmitted over the connector and relayed to the AD converter closed loop actuators The main controller regulates all groups of components and monitors the interface An intelligent power supply generates all the needed voltages in the system and switch them on or off sequentially 8 2 1 operator controls The following sketch shows the operator controls of the d Drive ae Si ac amp Lee m ANALOG ANALOG DIGITAL 1 0 ETHERNET USB RS232 zn SERVICE STATUS POWER e a ON LOFF zei Je a Pe e oa E O Power ON with LED User Interface sketch 1 operator controls CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 49 Aottttdure 12104 ve Dri azise d T Smodiss Tapio Wir le HoU Ba mm C we i xa xoueu ur ed ur ed xoueu u edn ZHOOS S
21. wenn die in reclen gesetzte Anzahl von Werten aufgenommen wurde Alternativ kann eine Aufzeichnung CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com d Se D p ezosystemjena unglaublich pr zise jederzeit mit recstop abgebrochen werden Die aktuelle Schreibposition ist mit recwridx3 f r alle drei Aufzeichnungskan le simultan auslesbar Nun zum Auslesevorgang Vor dem Lesen sind die Lesezeiger zu setzen recrdidx idx_1 idx_2 idx_3 0 reclen 1 nicht benutzte Kan le werden mit 0 indiziert Der Leseindex kann beliebig innerhalb des Puffers gesetzt werden Die eigentliche Ausgabe erfolgt mit dem Befehl recrd Dieser besitzt verschiedene Modi recrd Kanal gibt inkrementell 3 Samples des gew hlten Kanals zur ck recrd Kanal n gibt die gew hlte Anzahl von Samples auf Vielfache von 3 aufgerundet aus recrd 3 n gibt n Wertetripel Kanal1 Kanal2 Kanal3 aus 11 Statusregister Das Statusregister ist ein 32bit Register wobei die einzelnen Bits die verschiedenen Einstellungen der drei Verst kerkan le bzw Aktoren beschreiben Abgefragt wird dieses Register mit dem Befehl status Bit Beschreibung wahr 1 0 Datum gesetzt 1 Zeit gesetzt 2 Aktor 1 angesteckt 3 Aktor 1 hat ein Messsystem 4 Aktor 1 ist ein nanoX Aktor 5 Aktor 1 ist im closed loop CL 6 Aktor 1 Arbitrary Datei ist geladen 7 Aktor 1
22. y 0 1 to 10000Hz sweep time y 0 4 to 800sec dec duty cycle 0 1 to 99 9 d V table 4 function generator The symmetry of a signal Ampl triangle function Ampl rectangle function describes in the case of the triangular function the ratio of rise time t to time period T Based on this a variation can be introduced between a fast increase and a slow decrease as well as a slow increase and a fast decrease of the function By using the rectangular function the duty cycle of high signal in relation to time of a period is described 100 I I I I I I I H i T PY ti soe ti gt 0 u T t 2B 90 50 T skeich 5 symmetry Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 62 D prezosystemyjena unglaublich pr zise 10 3 1 sweep generator The generator works as sinus generator logarithmic in the range of 1Hz to 10kHz The wobble time is adjustable between 1 and 1000s The synchronization markers are adjustable These markers are exported on the trigger output by analog connectors as L H signals The wobble generator has the following adjustable parameters grun 0 0 0 switch off the function generator gaswe channel value 0 to 100 amplitude goswe channel value 0 to 100 offset gsswe channel value 1 to 10000Hz start frequency geswe channel value 1 lt gsswe lt geswe lt 10000Hz gtswe channel value 1 to 1
23. 000s gcswe channel value 0 to 2 2 0 permanent gmswe channel value1 to 10000Hz start marker L H gnswe channel value 1 to 10000Hz end marker H L The next image shows an example for a wobble function Refresh Image 6 wobble function The following parameters were adjusted grun 0 switch off function generator channel 1 gaswe 0 1 1 amplitude goswe 0 1 1 offset gsswe 0 300 300HZ starting frequency geswe 0 400 400Hz end frequency gtswe 0 5 5s wobble length gcswe 0 1 1 cyclus gmswe 0 320 320Hz start marker gnswe 0 380 380Hz end marker grun 0 1 start generator channel 1 Caution Do not activate trigger function in sweep mode trgedge 0 CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 63 D piezosystemjena unglaublich pr zise 10 3 2 arbitrary generator The arbitrary generator is loaded from a file which must be saved on an internal SD card There is an active file which can be used of all three channels of the d Drive If all three channels should output direct functions then the file has to contain them One different start and end index per channel can be specified which chooses the different functions in the file The parameters are listed in table 3 on page 58 For saving the generated file on the device it has to be connected with the PC via USB The SD card is shown in the explorer as a removable medium in Windows In the folder wav_gen the self
24. 400Hz Endfrequenz gtswe 0 5 5s Wobbeldauer gcswe 0 1 1 Zyklus gmswe 0 320 320Hz Startmarker gnswe 0 380 380Hz Endmarker grun 0 1 Generator Kanal 1 starten Refresh Abbildung 6 Wobbel Funktion Folgende Parameter wurden eingestellt grun O Funktionsgenerator Kanal 1 ausschalten gaswe 0 1 1 Amplitude goswe 0 1 1 Offset gsswe 0 300 300HZz Startfrequenz geswe 0 400 400Hz Endfrequenz gtswe 0 5 5s Wobbeldauer gcswe 0 1 1 Zyklus gmswe 0 320 320Hz Startmarker gnswe 0 380 380Hz Endmarker grun 0 1 Generator Kanal 1 starten Achtung W hrend des Wobbelns d rfen keine Triggersignale ausgegeben werden trgedge 0 Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 24 D p ezosystemjena unglaublich pr zise 10 3 2 Arbitrary Generator Der Arbitrary Generator wird aus einer Datei gespeist die auf der internen SD Card abgespeichert sein muss Es gibt nur eine aktive Datei die aber auch von allen drei Kan len des d Drive benutzt werden kann Wenn die drei Kan le unterschiedliche Funktionen ausgeben sollen muss die Datei diese unterschiedlichen Funktionen enthalten Pro Kanal kann ein unterschiedlicher Start und Ende Index angegeben werden der die verschiedenen Funktionen in der Datei ausw hlt Die Parameter sind in Tabelle 3 aufgelistet Um eine erzeugte Datei auf das Ger t zu speichern muss es ber USB mit dem PC verbunden werden Unter Windows wird die SD
25. Besch digung oder Kurzschl sse Starke Zugbelastungen an den Steckern k nnen zu Unterbrechungen f hren Fehler M gliche Abhilfe keine Reaktion beim berpr fen Sie die Spannungszuf hrung an der Ger te Einschalten r ckseite Ist der Netzhauptschalter eingeschaltet dieser befindet sich an der R ckseite des Ger tes Zwischen Netzbuchse und Netzschalter befinden sich 2 Sicherungen die berpr ft werden sollten Im Falle eines Defekts bitte nur Sicherungen gleichen Wertes und Typs einsetzen berpr fen Sie ob der Aktor richtig angesteckt und die Verriegelungsschrauben des SUB D Steckers angezogen sind Kontrollieren Sie bitte die Kabel auf Besch digung berpr fen Sie die mechanische Ankopplung des Aktors an die Peripherie Es liegt m glicherweise eine mechanische Blockierung bzw ein Anschlag des Aktors vor Auch eine zu starke Belastung des Antriebes f hrt dazu dass er seine vorgegebene Position nicht erreicht L sen Sie den Aktor von der Peripherie Sind die LEDs erloschen lag einer der og Fehler vor Hinweis Einbaulage H ngenden Aufbauten bzw Aktoren upside down k nnen ebenfalls Probleme verursachen Reglereinstellungen berpr fen ki reduzieren kd reduzieren UDL OVL LEDs blinken UDL OVL LEDs im geregelten Betrieb closed loop leuchten auf Aktor schwingt bei in closed loop in Resonanzfrequenz zur ckgelesene Messwerte Schalten Sie den analogen Modulationseingang ab mit dem diff
26. C IpO WI PpIO WZ u edq JL dL ur sod Se ZHIS HQOT ST PIO WZ ur pour Odv dL iagram 10 13U93 uon gt uny p ezosystemjena unglaublich pr The following sketch shows the function groups of the d 8 2 2 block d o Oo E Ww gt Rod O N oO Oo CO ke oO oO tr oO m x oO LL CO ke Ke oO oO E CH E O o N IS O m lt Q is o dE D gt Oo 10 oO Oo OD 50 D prezosystemyena unglaublich pr zise 8 2 3 digital controller The command for the controller consists of the analog signal applied to the MOD input and the digital value via commands The slew rate of the amplifier can be adapted to your system using the slew rate limit or the 4th order low pass filter i e frequencies which might stimulate resonances can be suppressed before they interfere with the closed loop The slew rate setting value is adjustable The PID controller calculates the difference between the setpoint and the value from the measurement system pos err setpoint pos setpoint command pos position signal err deviation The proportional term P term amplifies the control deviation without reducing frequency and drives the controller until the difference between the sensed motion and the command is adjusted yp kp err kp adjustable gain yp output of p term The P controller
27. Card im Explorer als Wechseldatentr ger abgebildet Im Ordner wav_gen kann diese selbst erzeugte Textdatei abgespeichert werden In diesem Ordner befinden sich schon einige Beispieldateien die zum ersten Test benutzt werden k nnen Die Textdatei besteht aus Samples getrennt durch CRLF Es steht ein Speicherbereich von 1000002 Werten zur Verf gung durch 1 2 oder 3 teilbar In diesem Bereich k nnen beliebige Funktionen Sollwert Samples abgelegt werden Die drei Verst rkerkan le k nnen unabh ngig voneinander auf den Speicherbereich zugreifen lesen Ein Sample repr sentiert den Sollwert in zum jeweiligen Zeitpunkt und ist genau 20us lang Der Parameter gtarb Wert ist ein Multiplikator f r die Samplezeit Der Dateiname und die Endung sind variabel Zum Laden der Datei in den Arbitrary Generator wird der Befehl garbload wav_gen lt dateiname gt benutzt Der Ladevorgang wird durch die zyklische Ausgabe lt percent xx angezeigt Ein anschlie end ausgegebenes OK signalisiert das Ende des Ladevorgangs Vor dem Start des Generators m ssen folgende Parameter eingestellt werden gfkt Kanal 0 Funktionsgenerator ausschalten gsarb Kanal Wert 0 1000002 kleiner als die Anzahl Samples in der Datei gearb Kanal Wert 0 1000002 gr er als gsarb gcarb Kanal Wert 0 2 2 Anzahl der ausgegebenen Perioden default 0 dauerhaft goarb Kanal Wert 0 gearb gsarb gibt an um wieviele Samples versetzt die Ausgabe be
28. D prezosystemyjena unglaublich pr zise Bedienungsanleitung Digitalsystem d Drive instruction manual digital system d Drive STATUS power pE ee 932 D Plezosystemjena Bitte lesen Sie sorgf ltig die Bedienungsanleitung vor dem Einschalten des Ger tes Beachten Sie bitte insbesondere die Sicherheitshinweise Die aktuelle Bedienungsanleitung finden Sie auf unserer Webseite http www piezosystem de piezo_nanopositionierung downloads technische_informationen bedienungsanleitungen Read carefully before switching on the power Please see safety instructions for using piezoelectric actuators and power supplies The current version of the instruction manual you can find on our website http www piezosystem com piezo_actuator_nanopositioning downloads_publications technical_information user_manuals Ce CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com iy prezosystem ena unglaublich prdzise Bedienungsanleitung Seite 3 41 deutsch instruction manual pages 42 79 english Deutsche Version Letzte nderung 13 04 2015 von AS English version last change 2015 04 27 by AS Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de D prezosystemyjena unglaublich pr zise Inhaltsverzeichnis 1 RNS A sae acct cannot coe cee tec osama ots atta oe tenes cede ee 4 2 Zertifizierung von piezosystem jen
29. ER button on the front plate flashes green Turn on the device with the POWER button on the front panel from standby mode to ON mode The device performs a short function test During this period the status LED lights up in orange After the color of the status LED changes to green The d Drive is now ready for operation CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 47 D piezosystemjena unglaublich pr zise e On a channel where an actuator is connected the yellow light diode OL CL flashes After three seconds the light diode flashes permanent in green and the amplifier is operational e If an actuator with a measurement system is connected you can switch on the closed loop operation by pressing the OL CL button The light diode of the channel lights in yellow when this is done e Switch off the power supply by pressing the POWER button longer than one second e f the system is switched off a long time longer than 1 day please switch off the switch on the back side of the system e The function check is complete e f there were errors during the procedure read the troubleshooting chapter 8 how to operate the digital system d Drive 8 1 common introduction The new digital generation of piezo controllers of piezosystem jena d Drive combines the highest positioning accuracy with a unique handling comfort controlled by a PC It was specially de
30. Eingabe ohne Kanalnummer l drei Kan le siehe mess siehe mess mess Abfrage des Messwertes in in OL Aktorspannung V in CL Positionswert in CL um mrad umess Abfrage der realen Mess V spannung umess3 Abfrage der realen Mess Eingabe ohne Kanalnummer spannung aller 3 Kan le siehe umess mod Abfrage der Spannung am V Modulationseingang mod3 Abfrage aller drei Spannungen Eingabe ohne Kanalnummer an den Modulationseingangen siehe mod sr Anstiegsgeschwindigkeit des 0 0000002 500 0 V ms bezogen auf Us Sollwertes slew rate Modulationsspannung 0 10V modon schaltet den 0 ausgeschaltet Us Modulationseingang 1 eingeschaltet ein aus monsrc Signalquellenumschalter f r 0 Positionswert im geregelten Betrieb Us den Monitorausgang 1 Sollwert 0 default 2 Reglerausgangsspannung 3 Regelabweichung mit Vorzeichen 4 Betrag der Regelabweichung 5 Position im ungeregelten Betrieb 6 Aktorspannung 7 Aktorstrom 8 Aktorspannung NanoX Ausgang 9 Aktorstrom NanoX Ausgang cl Umschaltung ungeregelt OL 0 ungeregelt Us geregelt CL 1 geregelt kp Proportional Anteil 0 1000 Us ki Integral Anteil 0 1000 Us kd Differential Anteil 0 1000 Us sstd stellt Standardwerte des S Reglers wieder her notchon schaltet den Kerbfilter ein aus 0 ausgeschaltet Us 20 Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de D p ezosystemj
31. Generator l uft 8 Aktor 1 Datenrecorder l uft 9 Aktor 1 Softstart l uft 10 Aktor 2 angesteckt 11 Aktor 2 hat ein Messsystem 12 Aktor 2 ist ein nanoX Aktor 13 Aktor 2 ist im closed loop CL 14 Aktor 2 Arbitrary Datei ist geladen 15 Aktor 2 Generator l uft 16 Aktor 2 Datenrecorder l uft 17 Aktor 2 Softstart l uft 18 Aktor 3 angesteckt 19 Aktor 3 hat ein Messsystem 20 Aktor 3 ist ein nanoX Aktor 21 Aktor 3 ist im closed loop CL 22 Aktor 3 Arbitrary Datei ist geladen 23 Aktor 3 Generator l uft 24 Aktor 3 Datenrecorder l uft 25 Aktor 3 Softstart l uft 26 27 28 nicht benutzt sind statisch auf 0 29 Ger t ist im ON Betrieb und arbeitet 30 Ger t ist eingeschaltet Ger t bootet solange Bit 29 noch 0 ist 31 Ger t ist im Standby Tabelle 7 Statusregister Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 32 D prezosystemyjena unglaublich pr zise 12 Konfigurationsregister Das Konfigurationsregister ist ein 16bit Register wobei die einzelnen Bits die verschiedenen Einstellungen des Ger tes beschreiben Abgefragt wird dieses Register mit dem Befehl config Bit Beschreibung 0 Ger t sendet Datum und Uhrzeit jede Minute 1 Ger t ben tigt Zeiteingabe nach Reset 2 Zeitformat 0 DE 1 US 3 Zahlenformat 0 Gleitkomma 1 wissenschaftlich 4 5 6 Auto Power ON Status und Fehlerausgabe in Hex Format globaler Softstart 7 dprp aktiv 8 13
32. TION A Allow adequate ventilation around the units so that heat can properly dissipate Do not block ventilated openings or place the units near a radiator oven or other heat sources Do not put anything on top of the units except those that are designed for that purpose e g actuators Only work with the units in a clean and dry environment Only specially prepared units e g actuators can work under other conditions Please only use original parts from piezosystem jena piezosystem jena does not give any warranty for damages or malfunction caused by additional parts not supplied by piezosystem jena Additional cables or connectors will change the calibration and other specified data This can change the specified properties of the units and cause them to malfunction Piezo elements are sensitive systems capable of the highest positioning accuracy They will only demonstrate their excellent properties if they are handled correctly Please mount them properly only at the special mounting points Immediately unplug your unit from the wall outlet and refer servicing to qualified service personnel under the following conditions when the power cable or plug is damaged if liquid has been spilled or objects have fallen into the unit if the unit has been exposed to rain or water if the unit has been dropped or the housing is damaged CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 45 D p ezosyst
33. _gen scanxy_y2 txt the data is loaded into the buffer from channel 2 gcvec 0 0 generator works permanently gcvec 1 0 generator works permanently gfkt 0 7 switch on the vector generator for channel 1 gfkt 1 7 switch on the vector generator for channel 2 grun 1 1 0 starts the generator synchronously same SS 2225 Y1 CH1 2Y Bu sketch 9 xy plot of an 2D scan Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 66 D p ezosystemjena unglaublich pr zise 10 4 output of trigger signals Trigger signals allow us to get an electrical signal when a position is reached or crossed The trigger points refer to the measured value stroke or tilt The trigger is low active i e a high low edge shows that you have reached a trigger point The active stroke tilt range for trigger generation is given by trgss start lower position and trgse end upper position The interval between the trigger points is given by trgsi It is possible to get trigger signals at the rising edge trgedge channel 1 the falling edge trgedge channel 2 or both edges trgedge channel 3 To disable the trigger generation set trgedge channel 0 The measurement unit for trgss trgse trgsi is the actuator specific unit e g um or mrad the length of a trigger signal can be set to multiples of 20 us standard is 1 20 us Take care that is there no overlap between
34. a Gm 4 3 KOnl rmitatserklarung ee 4 4 BIST ENDET angi ee ee ee ee ee ee ee 4 5 Allgemeine Hinweise zu Piezoaktoren und Spannungsverst rkern nn 5 6 Sicherheitshinweise ne anne 6 6 1 Installation Stromanschluss enerne E E 7 6 2 Eegeregie 7 6 3 Pflege und Wartung eeu ee en ne a ee ee ee 8 6 4 Umgebungsbedingungen u a 8 7 Kurzanleitung Funktionsk ntr lle rnaaene ee 8 8 Beschreibung des Digitalsystems d Drive 9 8 1 Allgemeines nenne 9 8 2 Beschreibung der Funktionsgruppen nenn 10 8 2 1 EE Ee 10 8 2 2 Bl ckschallbild sau sea en 11 8 2 3 Digitaler Regler sense nee ee et 12 8 2 4 EE 13 9 Kommunikation seen 16 9 1 Kommunikation ber R8232 un near 16 9 2 Kommunikation ber SB Inlertase ee ee 16 9 3 Kommunikation ber Ethernet nnne 16 9 4 Firmware E 17 10 GE EE 17 10 1 Befehlssatz im Gtandbav Betrieb nek 17 10 2 Betehlssatz im ON Bellieb una 19 10 3 ein ele we EE 23 10 3 1 ee e ET EE 24 10 3 2 Arbitrary Generator crise tc td eect a ee eat 25 10 3 3 Vektor Generator EE 27 10 4 Ausgabe von Triggersignalen ENEE 28 10 4 1 Erweiterte Triggerfunktionen ENNEN 29 10 4 2 Flankernierkennung aasenese ee 29 10 5 Datenrec rdef een et 31 11 EE 32 12 Konfigurationsregister neun en tnnt tnstttttE EEEE resernrE Ennn Enseen nnen nn 33 13 Bedienung ee 33 14 Reglereinstellung ammeter eee ele earner ee ee el 34 15 Fehlersuche een 35 15 1 elle EE 36 15 2 K lnitnandoiehlemegisiet n eu eeeeeene een 36 16 Technische Daten Ge
35. a3 actuator voltage request of all three input without channel number r channels see upa mess value request r OL actuator voltage V CL position value micron mrad mess3 value request of all three channels input without channel number r see mess see mess mess value request in r OL actuator voltage V CL position value micron mrad umess request on real measurement value V r umess3 request on real measurement value input without channel number r of all three channels see umess mod request on modulation input voltage V r mod3 request on modulation input voltage input without channel number r of all three channels see mod sr slew rate 0 0000002 to 500 0 V ms related to r w the modulation voltage 0 to 10V modon switch on off the modulation input 0 off r w MOD plug 1 on monsrc switch different signal sources to 0 position in closed loop r w MON 1 reference input 0 default 2 PID command voltage 3 closed loop deviation including sign 4 absolute closed loop deviation 5 position in open loop 6 actuator voltage 7 actuator current 8 actuator voltage NanoX 9 actuator current NanoX cl toggle open loop closed loop 0 open loop r w 1 closed loop kp proportional term 0 to 1000 r w ki integral term 0 to 1000 r w kd differential term 0 to 1000 r w sstd set default values w notchon switch on off the notch filter 0 off r w 1 on notchf notch filter frequency 0 to 10000 Hz
36. all the system so that the power switch is easily accessible at all times e The power plug is the cut off point to the main power supply operation RISK OF ELECTRIC SHOCK A Do not open the units There are no user serviceable parts inside and opening or removing covers may expose you to dangerous shock hazards or other risks Refer all servicing to qualified service personnel Do not spill inflammable substances inside the unit If these items come into contact with an electrical component inside the unit it may result in a fire or electrical shock CAUTION A If the voltage amplifier emits smoke high heat or unusual smells immediately turn off the power switch and unplug the power plug from the outlet Then contact our technical service Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de D prezosystemyjena unglaublich pr zise 6 3 maintenance and inspection CAUTION A e Before cleaning the exterior box of the voltage amplifier turn off the power switch and unplug the power plug Failure to do so may result in a fire or electrical shock e Clean the exterior box using a damp cloth that has been firmly wrung out Please do not use alcohols benzene paint thinner or other inflammable substances If flammable substances come into contact with an electrical component inside the voltage amplifier it may result in a fire or electrical shock 6 4 environmental conditions The
37. als 1s gedr ckt halten e Sollte das Ger t ber l ngere Zeit l nger als 1 Tag nicht betrieben werden ist der Netzschalter an der R ckseite des Ger tes auszuschalten Die Funktionskontrolle ist hiermit abgeschlossen e Sollten w hrend der Funktionskontrolle Unstimmigkeiten auftreten lesen Sie bitte in der Rubrik 15 Fehlersuche 8 Beschreibung des Digitalsystems d Drive 8 1 Allgemeines Die digitale Steuerelektronik d Drive in Kombination mit den hochaufl senden piezoelektrischen Antriebs und Positioniersystemen erm glicht die vollst ndig digitale Realisierung hochpr ziser Positionieraufgaben Sie wurde vor allem f r 3 kanalige Feinpositionieraufgaben entwickelt Dank eines schnellen Digitalen Signal Prozessors DSP und dem hohen Bedienkomfort setzt d Drive neue Ma st be Alle Parameter k nnen ber PC ferngesteuert und abgefragt werden Daf r steht eine gro e Auswahl an Schnittstellen zur Verf gung d Drive erm glicht weiterhin die getrennte Austauschbarkeit von Aktor und Steuerelektronik Alle relevanten Daten sind eigenst ndig auf dem ID Chip des Aktors gespeichert und werden an den jeweiligen Verst rker bergeben So ist es m glich einen kalibrierten Aktor von piezosystem jena wahlweise in verschiedenen Systemen einzusetzen Eine Vielzahl weiterer hilfreicher Features ist implementiert So sind standardm ig ein Notch Filter und Tiefpassfilter sowie eine Anstiegsbegrenzung slew rate des Eingangs
38. ameters are needed trgedge channel 7 A short trigger signal of n 20us at each reversal motion is generated parameter n trglen cH CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 67 D piezosystemjena unglaublich pr zise sketch 11 trgedge 5 10 4 2 edge detecting The recognition of edges works as follows During the rising edge the highest measurement value position will be stored If there is a decrease in the measurement value of more than 0 2 of total stroke under the stored value a falling edge will be recognized During the falling edge the lowest measurement value position will be stored If there is an increase in the measurement value of more than 0 2 of total stroke over the stored value a rising edge will be recognized This principle depends on whether or not trgss and trgse are bordered by a working area that crosses at least 0 2 of total stroke out of the borders command description value range trgss lower trigger position this is the lowest value where a trigger signal is unit micron or mrad generated trgse upper trigger position this is the highest value where a trigger signal unit micron or mrad is generated trgsi trigger interval this is the distance between the trigger points unit micron or mrad trg
39. amplifier can be used indoors only at an altitude up to 2000 m at a temperature of 5 to 35 C at a relative humidity of 5 to 95 non condensing The recommended environmental conditions 7 indoors only at an altitude up to 2000 m at a temperature of 20 to 22 C at a relative humidity of 5 to 80 non condensing instructions for checking the function of the system quick start When you open the package please check to make sure all the necessary parts are included see packing list and nothing is damaged Check the electronics and the actuator for any visible damage The top and bottom plates of the actuator if it does not have another shape should be parallel each to each other and not contain any scratches If there is any damage to the system please contact our local representative immediately If the packaging material is damaged please confirm this with the shipping company Ensure that the main voltage supplied in your country is the same as the one installed for the system check the voltage label on the backside of the power supply The power switch should be in the off position Connect the power supply Connect the piezo actuator by using the D SUB 15pin connector Be sure that the cables is connected properly to the electronic Turn on the power supply on the back side Standby The device is booting while the LED status lights are orange If the LED goes off the device is in standby The POW
40. and connections first if the system is not working properly error possible solution no reaction at switch on Check the power cord Check whether the main switch on the back side is on In the main switch there are two fuses Remove the power cord from your device and check the fuses If one is damaged please replace only using fuses of the same value OL CL LED is blinking Check the connection between actuator and amplifier Check the actuator cable for damage OL CL LED is blinking in closed loop mode The actuator is not able to reach the commanded position Check the modulation input and offset Check your actuator for mechanical blocking Check whether your actuators move properly in open loop mode actuator oscillates in resonant frequency in closed loop Check the PID controller adjustments reduce the ki value Reduce the kd value Check whether the function generator is still working read back parameters always deviate with the same level from the digital target value Please switch off the analog modulation input when it s not used Command modon channel 0 External signals can cause interference or a command value offset actuator does not move in spite of the applied analog modulation signal on the MOD input Please switch on the analog modulation input by using command modon channel 1 CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www pi
41. ange The discharge potential should not be ignored due to the inner capacitance This effect is insignificant at room temperature Piezo actuators from piezosystem jena are adjusted and glued Any opening of the unit will cause misalignment or possible malfunction and will result in the invalidation of the guarantee Please only use original parts from piezosystem jena Please contact piezosystem jena or your local representative if there are any problems with your actuator or power supply Caution Shock forces may damage the built in ceramic elements Please avoid such forces and handle the units with care otherwise the guarantee will become invalid 44 Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 6 A A D prezosystemyena unglaublich pr zise safety instructions Icons RISK OF ELECTRIC SHOCK Indicates that a risk of electric shock is present and the associated warning should be observed CAUTION REFER TO OPERATOR S MANUAL Refer to your operator s manual for additional information such as important operating and maintenance instructions RISK OF ELECTRIC SHOCK Do not open the units There are no user serviceable parts inside and opening or removing covers may expose you to dangerous shock hazards or other risks Refer all servicing to qualified service personnel Do not spill any liquids into the cabinet or use the units near water CAU
42. aration of conformity EE 43 4 purchased part package eee eae ee ee ee ee ee eee 43 5 instructions for using piezoelectric elements and power supplies 44 6 EECHER 45 6 1 installation power SUPPLY vier cicicteneceicsescntrecenecerezanentsctereneiatussecchereienetnencorereeennnereiee 46 6 2 er NIE e Miner a E E Ere 46 6 3 maintenance and inspection unten 47 6 4 Glen e 47 7 instructions for checking the function of the system quick start 47 8 how to operate the digital system d Drive 48 8 1 common introduction rennen 48 8 2 function groupS ce ee ee 49 8 2 1 BPEFAIOE CON e re ee te et eee 49 8 2 2 block diagrami EE 50 8 2 3 digital Controller ae ee en ne ee paa E ee 51 8 2 4 leet e EEN 52 9 eelere LE 54 9 1 communication via R8232 E 54 9 2 communication via Min 55 9 3 COMMUNICATION via Eihernet u ennenk n 55 9 4 firmware update en nase saugen 56 10 commands een Ee re ee er ee er 56 10 1 commands in Standby mode kee 56 10 2 commands in ON Mode ne erent re ene ae anne nun 58 10 3 Tunclion generaldf nein a 62 10 3 1 SWEEPgENETAldr rinia a exes eid Heder sieved EANA a 63 10 3 2 arbitrary generator nee tte sien dentine ete cate cee de tacit aed eege 64 10 3 3 tele EC e 66 10 4 output of trigger Signals nn nn 67 10 4 1 extended trigger ele an 67 10 4 2 Edge detecting nes 68 10 5 data TECHN ea ee ee 69 11 EIERE 70 12 configuration EE 71 13 PMI NINE as seen eects eee et anos meer ar 71 14 contro
43. ble simultaneously for all three recording channels with recwridx3 Read out procedure Before reading read pointer are set recrdidx idx_1 idx_2 idx_3 0 to reclen 1 channels not used are indicated with 0 The reading index can be set arbitrarily in the buffer The output occurs with the command recrd which has different modi recrd channel return incrementally three samples of the selected channel recrd channel number output of the selected number of samples multiple of 3 rounded up recrd 3 number output of n value triple channel1 channel2 channel3 11 status register The status register is a 32bit register in which each bit describes different properties of the three amplifiers or actuators The command for reading the register is status bit description true 1 0 date is set 1 time is set 2 actuator 1 is connected 3 actuator 1 has a measurement system 4 actuator 1 is a nanoX actuator 5 actuator 1 is closed loop CL 6 actuator 1 arbitrary file is loaded 7 actuator 1 generator runs 8 actuator 1 data recorder runs 9 actuator 1 softstart runs 10 actuator 2 is connected 11 actuator 2 has a measurement system 12 actuator 2 is ananoX actuator 13 actuator 2 is closed loop CL 14 actuator 2 arbitrary file is loaded 15 actuator 2 generator runs 16 actuator 2 data recorder runs 17 actuator 2 softstart runs 18 actuator 3 is con
44. can t eliminate the error completely because it needs a deviation to drive To minimize the permanent offset of the P term an integral action I term is required ki is the time constant governing the time it takes for the output to get to a certain value For a step input it is the time taken for the output to equal the input yi 1 ki err Ts Ts 1 sample frequency 50 KHz ki time constant yi output of I term In general the differential term D term combats ringing it adds damping and increases the reaction speed of the Pl controller yd kd 1 Ts err err n 1 err n 1 control deviation previous sample kd differential time constant yd output of D term Be careful when using the D term because stochastic errors like noise cause extreme reactions The sum of these 3 terms generates a PID control function The output of the controller is the set value for the power amplifier to drive the piezo actuator y yp yi yd y output of PID controller In open loop the PID controller is bridged and the command input controls the amplifier CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 51 D piezosystemjena unglaublich pr zise The following sketch describes the step response of the different terms jump response of loop controllers open loop sketch 3 transfer function When using a notch filter the main resonant
45. ckungen k nnte einen elektrischen Schlag verursachen oder zu anderen gef hrlichen Situationen f hren Reparaturarbeiten d rfen nur von qualifiziertem technischen Personal durchgef hrt werden e Vermeiden Sie das Eindringen von Fl ssigkeiten in die Ger te Diese k nnen zu einem elektrischen Schlag Brand oder Fehlfunktionen des Ger tes f hren ACHTUNG A e Achten Sie auf ausreichende Bel ftung der Steuerelektronik L ftungsschlitze d rfen nicht blockiert werden Die Ger te sollten nicht in unmittelbarer N he von Warmequellen z B Heizung Ofen usw aufgestellt werden e Betreiben Sie die Ger te von piezosystem jena nur in sauberer und trockener Umgebung Nur daf r speziell vorgesehene Ger te und Piezoelemente d rfen unter abweichenden Umgebungsbedingungen betrieben werden e piezosystem jena bernimmt keine Garantie bei Fehlfunktionen durch fremdes Zubeh r Besonders geregelte Systeme sind nur in dem von piezosystem jena ausgelieferten Zustand voll funktionst chtig Das Verwenden zus tzlicher Kabel oder abweichender Stecker ver ndert die Kalibrierung und andere spezifizierte Daten Dieses kann bis zur Fehlfunktion der Ger te f hren e Piezoelemente sind empfindliche Pr zisionsger te von gro em Wert Bitte behandeln Sie die Ger te dementsprechend Achten Sie auf einen mechanisch saubere Befestigung der Piezoelemente ausschlie lich an den daf r vorgesehenen Befestigungsstellen Unter den nachfolgend aufgef hrten U
46. command In general change the parameters in small steps and depending on the actuator s reaction slightly increase the step width If the system begins to oscillate switch off the closed loop immediately by pressing the OL CL button of the pertaining amplifier then reset the last values entered First check the function of the notch filter The notch filter is switched off as our factory standard setting If the application has a new weight or special setups are given the resonant frequency of the whole system will change bigger mass lower resonant frequency The sweep function of the internal function generator can be used to determine the resonant frequency Please read 10 3 1 sweep generator Set the amplitude to 5 the offset to 0 and the sweep time to 1 1 sec decade Set the amplifier to open loop OL CL LED lights green With the MOD MON cable MON plug you can connect the oscilloscope to the ANALOG socket of the amplifier The following adjustments on the oscilloscope are required store function time base 0 5 sec div and input voltage 0 1 V div The display shows the response of the actuator measured by the integrated measurement system Before the measured curve swings out there is a position where the amplitude is 0 Volts This is the adjusted notch frequency At the resonant frequency the measured curve goes very high At this point you have to adjust the notch frequency to the resonant frequency to linearize th
47. controller 16 communication controller 32 DSP request on version date of all vdate lt controller number gt r vdate f implemented firmwares see version request on serial number of the r device 10 2 commands in ON mode channel depended commands lt command gt lt channel gt lt value gt Enter table 2 global commands in Standby channel 0 to 2 from left to right lt command gt lt channel gt Enter without a value reads out the current value command describtion value read write rgver displays the version number of loop number r controller fenable enables the actuator soft start 0 soft start disabled r w 1 soft start enabled sinit initial set point after switching on ol 0 to 100 V r w cl 0 to 100 micron mrad set command value actuator voltage ol 20 to 130 000 V w displacement cl 0 to xxx xxx micron maximum actuator displacement see datasheet mov command value in r w actuator voltage ol displacement cl 0 to 100 V 0 to 100 micron mrad pos position value request micron r pos3 position value request of all three input without channel number r channels see pos upa actuator voltage request V r Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 58 D prezosystemyjena unglaublich pr zise up
48. e curve Using the notch filter might increase noise The correct ki value is determined as follows In the function generator set rectangle to 1 Hz amplitude to about 50 and offset to 25 Please set the monitoring output to Upos CL with the monsrc command The following adjustments on the oscilloscope are required store function time base 0 05 sec div and input voltage 1 V div Set the amplifier to closed loop OL CL LED lights red The oscilloscope display shows the step response of the actuator measured by the integrated measurement system If the slew rate is too low please increase the ki value The overswing after the rise time should be smaller than 1 of the total step In these adjustments the actuator system can begin to oscillate in resonant frequency Please switch off the closed loop immediately by pressing OL CL button of the concerned amplifier Then reset the last values entered Continuous use at resonance can damage the actuator Now you can try to increase the slew rate as long as no oscillation or large overshooting occurs Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 72 D p ezosystemjena unglaublich pr zise With the filter type Ipass the settling curve can be settle down reducing tpass swinging settle down However a lower low pass frequency increases the time delay between set and position value 15 troubleshooting Please check all cables
49. e die dynamische Charakteristik des Aktors ndert 8 2 4 MOD MON Modulationseingang MOD Die Position des Aktors kann ber diesen Eingang analog gesteuert werden Das Modulationssignal muss im Bereich von 0 bis 10V liegen Au erdem erfolgt eine Addition der an der MOD Buchse angelegten Spannung mit dem digital vorgegebenen Sollwert set mov Bei Nichtbenutzung des analogen Modulationseingangs sollte dieser abgeschaltet werden modon Kanal 0 siehe 10 2 Befehlssatz im ON Betrieb Externe St rungen und Einstreuungen k nnen somit vermieden werden Im Modus Funktionsgenerator ist der Modulationseingang permanent abgeschaltet Monitorausgang MON An diesem Ausgang k nnen ber ein Steuerkommando mit entsprechendem Parameter eine Vielzahl von Systemsignalen im Spannungsbereich von 0 10V ausgegeben und z B ber ein Oszilloskop kontrolliert werden Das ist besonders bei dynamischer Ansteuerung empfehlenswert CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 13 iy prezosystem ena unglaublich prdzise Befehl Parameter int Variable monsrc 0 Positionswert im geregelten Betrieb Upos CL 1 Sollwert Usoll 2 Reglerausgangsspannung Ustell 3 Regelabweichung mit Vorzeichen Uerr 4 Betrag der Regelabweichung Uerrabs 5 Positionswert im ungeregelten Betrieb Upos OL 6 Aktorspannung Upat 7 Aktorstrom Ipa1 8 Aktorspannung NanoX Ausgang Upa2 9 Aktorstrom NanoX Ausgan
50. e sine generator Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 64 prezosystemyena unglaublich pr zise Untitled 15 000 0 20 000 0 25 000 0 Image 8 Index 0 to 25000 in the arbitrary storage 1 period The initialization of the three independent generators works with the use of the common storage grun 0 0 0 gsarb 0 0 gearb 0 24999 gcarb 0 0 goarb 0 0 gtarb 0 0 gsarb 1 0 gearb 1 24999 gcarb 1 0 goarb 1 8333 gtarb 1 0 gsarb 2 0 gearb 2 24999 gcarb 2 0 goarb 2 16666 gtarb 2 0 grun 1 1 1 stops all three generators start index 0 end index 24999 permanent export offset index 0 0 1 20us gtarb 1 50000 Sa s start index 0 end index 24999 permanent output offset index 8333 120 50000 Sa s start index 0 end index 24999 permanent export offset index 16666 240 50000 Sa s starts synchronously all three generators The period frequency of 2 Hz results of a sample length of 25000 Sa and a sample rate of 50000 Sa s You can find more examples on our homepage CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 65 D p ezosystemjena unglaublich pr zise 10 3 3 vector generator The vector generator has three internal buffers which are permanently assigned to one channel They consist of the target points of the exported curve in 0 to 100 and the cor
51. egister 32bit Verst rkermodule an Zahlenformat siehe ssedh zeigt die Konfiguration des Konfigurationsregister 16bit config Ger er tes an badar IP Adresse bei Netzwerk 000 000 000 000 255 255 255 255 Us H Benutzung default 192 168 010 050 simak Subnetmaske bei Netzwerk 000 000 000 000 255 255 255 255 Us Benutzung default 255 255 255 000 ori Portaddresse bei Netzwerk 0 9999 default 9000 Us H Benutzung wadde Gateway Adresse bei Netzwerk 000 000 000 000 255 255 255 255 Us 9 Benutzung default 000 000 000 000 dhcp schaltet DHCP ein aus E Be ORTALE hostname nur in Verbindung mit DHCP aktiv max 32 Zeichen Us DE TT MM JJJJ hh mm ss Us datetime Datum und Uhrzeit setzen US MM DD YYYY hh mm ss date Daimi setzen DE TT MM JJJJ Us US MM DD YYYY l l DE hh mm ss Us time Uhrzeit setzen beet s_prompt RS232 USB TCP Us Prompt anzeigen bei leerem S_prompt Kommando Enter r 8 Ge SE Kommando Quitung OK men de OKMSI anzeigen RS232 USB TCP E SE Automatische Statusausgabe ene d RS232 USB TCP SC Ge s error Automatische Fehler Ausgabe nn ve e RS232 USB TCP lan s endet Automatische Kommandofehler eon gt Ausgabe RS232 USB TCP hen s_usb USB Prompt max 8 Zeichen default USB Us s_rs2 RS232 Promt max 8 Zeichen default RS2 Us s_tcp Telnet Prompt max 8 Zeichen default TCP Us Umschaltung zwischen Gleitpunkt 0 Gleitkomma default 0 Us setg und wissenschaftlichem Format 1
52. eines PID Reglers Das erzeugte Signal wird als Stellgr e der Leistungsendstufe zugef hrt welche den Piezoaktor steuert y yp yi yd y Ausgangsspannung des PID Reglers Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 12 D p ezosystemjena unglaublich pr zise Im ungeregelten Betrieb OL wird der PID Regler berbr ckt d h der Sollwert wird als Stellgr e ausgegeben Die Reaktionen der beschriebenen Reglerkomponenten sind in folgendem Diagramm dargestellt Abbildung 3 bertragungsfunktion Ein besonderes Feature ist ein Kerbfilter notch filter der direkt vor die Endstufe geschaltet werden kann Dieser hat die Eigenschaft die Hauptresonanzfrequenz des Gesamtsystems stark zu bed mpfen Das bedeutet im geregelten Zustand dass St rungen von au en den Regelkreis nicht zum Eigenschwingen bringen k nnen Im ungeregelten Betrieb wird die Frequenz ausgeblendet die den Aktor zum Schwingen anregen k nnte Die Kerbfrequenz und die Bandbreite k nnen frei eingestellt werden Bei Verwendung des Kerbfilters kann ein erh htes Positionsrauschen auftreten Die reglerspezifischen Kennwerte kp ki kd sowie die Anstiegsgeschwindigkeit und die Kerbfiltereigenschaften sind im ID Chip des Aktors standardm ig voreingestellt Diese sind aber meist keine optimalen Einstellungen da sich mit dem kundenspezifischen Anbau und zus tzlich aufgebrachter Mass
53. emjena 6 1 6 2 46 unglaublich pr zise installation power supply RISK OF ELECTRIC SHOCK ZA e Do not insert or unplug the power plug with wet hands as this may result in electrical shock e Do not install in rooms where inflammable substances are stored If flammable substances come into contact with electrical parts inside it could result in fire or electrical shock e Do not damage or modify the power cord Also do not place heavy objects on the power cord or pull on or excessively bend it as this could cause electrical damage and result in a fire or electrical shock e Always grasp the plug portion when unplugging the power cord Pulling on the power cord may expose or snap the core wire or otherwise damage the power cord If the cord is damaged this could cause an electricity leak and result in a fire or electrical shock CAUTION A e Do not use accessories other than the ones provided Only plug the power cord into grounded power equipment and sockets e Do not place heavy objects on any cables e g power cords sensor cables actuator cables optical cables e Do not block ventilated openings or place the units near a radiator oven or other heat sources e Plug in the power cord completely so that it cannot loosen inadvertently e Leave sufficient space around the power plug so that it can be unplugged easily If objects are placed around the power plug you will be unable to unplug it in an emergency e Inst
54. ena unglaublich pr zise notchf Kerbfilter Kerbfrequenz 0 10000 Hz Us notchb Bandbreite 3dB 0 10000 max 2 notch_fr Hz Us Ipon schaltet den Tiefpassfilter 0 ausgeschaltet Us ein aus 1 eingeschaltet Ipf Tiefpass Grenzfrequenz 1 10000 Hz Us gfkt interner Frequenzgenerator 0 ausgeschaltet Us siehe Tabelle 4 S 23 1 Sinus 2 Dreieck 3 Rechteck 4 Rauschen 5 Wobbeln 6 Arbitrary 7 Vektor gasin Gen Sinus Amplitude 0 100 Us gosin Gen Sinus Offset 0 100 Us gfsin Gen Sinus Frequenz 0 1 10000 Hz Us grsin Gen Sinus Startwinkel 0 6 2831 2m rad Us gesin Gen Sinus Zyklenanzahl 0 2 2 default 0 dauerhaft Us gatri Gen Dreieck Amplitude 0 100 Us gotri Gen Dreieck Offset 0 100 Us gftri Gen Dreieck Frequenz 0 1 10000 Hz Us gstri Gen Dreieck Symmetrie 0 1 99 9 default 50 0 Us grtri Gen Dreieck Startwinkel 0 6 2831 21m rad Us getri Gen Dreieck Zyklenanzahl 0 2773 default 0 dauerhaft Us garec Gen Rechteck Amplitude 0 100 Us gorec Gen Rechteck Offset 0 100 Us gfrec Gen Rechteck Frequenz 0 1 10000 Hz Us gsrec Gen Rechteck Symmetrie 0 1 99 9 default 50 0 Us grrec Gen Rechteck Startwinkel 0 27 rad Us gcrec Gen Rechteck Zyklenanzahl 0 2 2 default 0 dauerhaft Us ganoi Gen Rauschen Amplitude 0
55. ent adjusted value can be read out by entering the lt commands gt followed by enter channel depended commands refer to parameters of single amplifier channels 1 to 3 They consist of lt command gt lt channel gt and lt value gt The separation occurs by comma and is closed by enter The current adjusted value can be read out by entering the lt command gt and the channel separated by comma followed by enter 10 1 commands in Standby mode To set the device from the turn off mode all LEDs on the front panel are turned off in standby mode please plug in the power supply and turn on the power switch which is situated on the back panel The device is booting up as long as the status LED lights orange If the LED goes off then the device is in standby mode The LED of the power button on the front panel flashes green In this state the d Drive can receive commands over a selected interface A variety of the possible commands are given in the summary in table 2 global commands lt command gt lt value gt Enter lt command gt Enter without value displays the current value command description value read write S shows all available commands r arot switch the device on off 0 off Standby W off Standby 1 on cinit global reset after reset device is in Standby W error error request error register 8bit r cerror command error request command error register 16bit r status shows t
56. erieren um festen Betrag von digitaler Sollwertvorgabe Befehl modon Kanal 0 Dieser kann eventuell St rungen oder eine Sollwert Offset verursachen Aktor bewegt sich nicht trotz analoger Modulation ber den MOD Eingang Schalten Sie den analogen Modulationseingang ein mit dem Befehl modon Kanal 1 Angezeigte Werte bzw ber die Schnittstelle ausgegebe ne Werte entsprechen nicht dem Signalverlauf Es treten eventuell Alias Effekte auf wenn die Ausleserate geringer ist als die halbe Arbeitsfrequenz Unterabtastung treten Alias Effekte auf Diese wirken sich nur auf die Anzeige aus nicht auf das reale System CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com D piezosystemjena unglaublich pr zise 15 1 Fehlerregister Das Fehlerregister ist ein 8bit Register wobei die einzelnen Bits die verschiedenen Fehler beim Betrieb des d Drive beschreiben Wenn ein Fehler auftritt ndert sich das Fehlerregister und es wird automatisch eine Fehlermeldung ber die Schnittstelle zum Computer gesendet error Fehlernummer CR LF Bit Beschreibung Aktor 1 ist in bersteuerung Aktor 1 ist in Untersteuerung Aktor 2 ist in bersteuerung Aktor 2 ist in Untersteuerung Aktor 3 ist in bersteuerung Aktor 3 ist in Untersteuerung 6 7 nicht benutzt statisch 0 o P O Im I1O Tabelle 10 Fehlerregister 15 2 Kommandofehlerregister
57. erlastungsschutz kurzschlussfest Temperatursicherung Besonderheiten Standby aktive K hlung Auto Power On Betriebstemperatur max 35 C 98F lt 308K zul Luftfeuchtigkeit max 90 RH nicht kondensierend Ausgangsstrom Konstantstrom Kan le Anzahl Kan le 3 20 130V Ausgangsspannung 130V 20V f r nanoX m Aktoren 120mA 2x 60mA f r nanoX m Aktoren optional ein Kanal 300mA Ausgangsspannungsrauschen lt 0 1 Em aus Aktoranschluss 15pol SUB D Stecker Positionssensoren DMS kapazitiv kundenspezifische Sensoren anpassbar Ausgangsimpedanz 8 0 10V Modulationseingang labschalibar Eingangsimpedanz 25KQ Monitorausgang N gang Signalquelle programmierbar DO Triggereingang 0V 3 3V Eingangswiderstand 1 5kQ Triggerausgang OV 5V Ausgangsstrom 25mA MOD MON TRG Buchse 9pol SUB D Buchse CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 37 D prezosystemyjena unglaublich prdzise Reglerarchitektur PID frei programmierbar gr n betriebsbereit open loop OL CL LED gelb closed loop gelb blinkend Overload Underload Anstiegsbegrenzung Kerbfilter Tiefpass Trigger V O Besonderheiten ASI ASC integrierter Funktionsgenerator Ubertemperaturschutz Kurzschlussschutz Schnittstellen RS232 USB Ethernet a optional CAN
58. eschlossen ist sind die Parameter ber u g Befehle einzustellen ipaddr submask port gwaddr siehe 10 Befehlssatz F r weitere Fragen zur TCP IP Installation wenden Sie sich bitte an Ihren Netzwerkadministrator 9 4 Firmware Update Da piezosystem jena ihre Ger te st ndig weiterentwickelt und auf Kundenw nsche eingeht gibt es von Zeit zu Zeit Firmware Updates die Sie auf unserer Webseite downloaden k nnen Zuerst l d man das SeviceTool herunter und installiert es Nach dem Start verbindet man sich mit dem d Drive ber eine der Schnittstellen Mit dem Reiter FW Update aktiviert man eine automatische Aktualisierung der Firmware Ihres d Drive Eine Hilfedatei unterst tzt Sie bei der Auswahl 10 Befehlssatz Es gibt zwei Gruppen von Befehlen Globale Befehle beziehen sich auf die Eigenschaften des Gesamtger tes Sie bestehen aus dem lt Befehl gt und einem eventuellen lt Wert gt getrennt durch Komma und abgeschlossen durch Enter Den aktuell eingestellten Wert kann man durch Eingabe des lt Befehls gt gefolgt von Enter auslesen Verst rkerkanal bezogene Befehle beziehen sich auf die Parameter der einzelnen Verst rkerkan le 1 bis 3 Sie bestehen aus dem lt Befehl gt dem lt Kanal gt einem lt Wert gt Die Trennung erfolgt durch Komma und der Abschluss durch Enter Den aktuell eingestellten Wert kann man durch Eingabe des lt Befehls gt und des Kanals durch Komma getrennt gefolgt von Enter auslesen
59. ezosystem com table 9 errors 73 D p ezosystemjena unglaublich pr zise 15 1 error register The error register is an 8bit register Each bit describes different error Once error has occurred the error register changes and error message will be issued via interface error value CR LF bit Description actuator 1 is in overload actuator 1 is in underload actuator 2 is in overload actuator 2 is in underload actuator 3 is in overload actuator 3 is in underload 6 7 not used static 0 oyR O M O table 10 error register 15 2 command error register The command error register is a 16bit register where each single bit describes a different error If an error occurs the register change and an automatic error message will send to the computer bit Description 0 command to long 1 parameter to long 2 to many parameters 3 command not found 4 false count of parameters 5 false parameter 6 command line to long 7 internal used 8 internal used 9 empty command 10 false channel used 11 file not found 12 internal used 13 false device 14 false date format 15 false time format table 11 command error register Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 74 16 technical data d Drive D p ezosystemjena unglaublich pr zise main dev
60. ezosystem jena Labor ermittelt und gew hrleisten eine sichere Funktion des Piezoelementes F r Piezoaktoren ohne integriertes Messsystem gibt es keine kp ki und kd Reglerwerte da ein geregelter Betrieb in dieser Konfiguration nicht m glich ist Die closed loop Funktion ist automatisch ausgeschaltet Um die Reglereigenschaften eines Aktors auf die spezielle Applikation anzupassen geht man von den voreingestellten Werten aus Zuerst schaltet man den geregelten Betrieb durch Druck auf die OL CL Taste des jeweiligen Kanals ein Man ver ndert schrittweise immer einen Parameter und berpr ft das Ergebnis mit dem Oszilloskop an der Monitorbuchse des jeweiligen Kanals Dabei ist der Monitorausgang mittels Befehl monsrc Kanal 5 auf Position im ungeregelten Betrieb zu stellen Prinzipiell ist ein Parameter in kleinen Schritten zu ndern und je nach Reaktion des Elementes die Schrittweite zu erh hen Kommt es zum Aufschwingen dann bitte sofort die Regelung durch Druck auf die OL CL Taste des betreffenden Kanals ausschalten und die Werte nderung r ckg ngig machen Zuerst berpr ft man die Funktion des Kerbfilters Der Kerbfilter ist werkseitig oft ausgeschaltet Hat die momentane Applikation ein anderes Gewicht oder sind spezielle Anbauten vorhanden ndert sich die Resonanzfrequenz des Gesamtsystems gr ere Masse niedrigere Resonanzfrequenz Die Wobbelfunktion des internen Funktionsgenerators kann zur Ermittlung der Hauptre
61. g Ipa2 Tabelle 1 Monitor Source Bitte beachten Sie den Innenwiderstand des Monitorausgangs Die elektrischen Eigen schaften sind in Abschnitt 16 Technische Daten Gesamtsystem aufgef hrt 0 Upos CL Der Positionswert des Messsystems im geregelten Betrieb h ngt vom jeweiligen Aktor ab d h ein Aktor mit einem kalibrierten geregelten Hub von 80um erzeugt an diesem Ausgang eine Spannung von 0 10V 1 Usoll Der Sollwert der aus der Addition von Modulation Offset und digitaler Vorgabe entsteht wird 1 1 ausgegeben 2 Ustell Die Reglerausgangsspannung Steuerspannung f r die Endstufe wird 1 1 ausgegeben 3 Uerr Die Regelabweichung mit Vorzeichen d h der Vergleich zwischen Soll und Positionswert kann positiv bzw negativ sein Uerr Usoll Upos Usoll OV 410V Upos 0V 10V Uerr 10V 10V Da nur Spannungen im Bereich von 0 10V ausgegeben werden k nnen wird die Regelabweichung halbiert und um 5V angehoben Die Regelabweichung kann wie folgt aus der gemessenen Monitorspannung r ckgerechnet werden Uerr Umon 5V 2 Uerr 10V 10V Umon 0V 10V Im ausgeregelten Fall liegen 5V an Bei maximalem positiven Fehler 10V bei einem Sollwertsprung Usoll von 0 auf 10V ist im Zeitpunkt t 0 Upos noch OV gt Uerr 10V gt Umon 10V Bei maximalem negativen Fehler OV bei einem Sollwertsprung Usoll von 10V auf OV ist im Zeitpunkt t 0 Upos noch 10V gt Uerr 10V gt Umo
62. generated text file can be saved There are example files which can be used for the initial test The text file consists of samples separated by CRLF There is a storage region of 1000002 values divisible by 1 2 or 3 In this range various functions can be saved set value The three channels can read out the storage region independent of one another One sample represents the set value in at the respective time and is exactly 20us long The parameter gtarb value is a multiplier for the sample time The file name and the ending are variable For loading of the file in the arbitrary generator the command garbload wav_gen lt file name gt is used The loading process is displayed by the cyclic output lt percent xx The process is finished by pressing Ok Before starting the generator the following parameters have to be adjusted gfkt channel 0 switch off the function generator gsarb channel value Oto 1000002 less than the number of samples in the file gearb channel value 0 to 1000002 greater than gsarb gcarb channel value 0 to 2 2 number of the exported periods default 0 permanent goarb channel value 0 to gearb gsarb states the offset of the samples where the output should start related to the starting index gtarb channel value 0 and 1 divide by 1 2 divide by 2 The output rate results from 1 20us gtarb 1 in Sa s Example for the use of the arbitrary generator Image 7 Three phas
63. gger wird nach n 20us ausgeschalten und es wird auf das Erreichen der Position 15um gewartet Nach Erreichen dieser Position wird der Trigger wieder gesetzt und erneut die n chste Position berechnet 20um Nach Erreichen von 30um wird der n chste Triggerpunkt auf 101m gesetzt der Trigger wird erst ausgel st wenn die Pos 10um von unten d h aus einer Position 101m 0 2 80um angefahren wird Anwendung Die kombinierte Benutzung von Triggererzeugung und Scanfunktion erlaubt die hochgenaue Abrasterung einer Probe Durch die Verwendung einer Sinusfunktion werden Beschleunigungskr fte und damit Schwingungen minimiert durch die Triggererzeugung k nnen Aktionen in genau definierten Aktorpositionen ausgel st werden CH1 5 000V DIV DC CH2 5 000V DIV DC TB A 50 ms TR CH2 DC PT 25 CH1 5 000V DIV DC CH2 5 000V DIV DC TB A 50 ms TR CH2 DC PT 25 Abb Sinusscan mit Triggerimpulsen auf der steigenden bzw auf beiden Flanken Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 28 D p ezosystemjena unglaublich pr zise CH1 5 000V DIV DC CH2 5 000V DIV DC DA 20 ms TR CH2 DC PT 25 e eat 7 al L Abb Dreieckscan mit Triggerimpulsen auf der steigenden Flanke 10 4 1 Erweiterte Triggerfunktionen trgedge 4 5 7 trgedge Kanal 4
64. gibt einen Trigger bei jeder Bewegungsumkehr aus trgedge Kanal 5 die Ausgabe ist gegen ber trgedge Kanal 4 invertiert Es werden keine Parameter ben tigt trgedge Kanal 7 es wird bei jeder Bewegungsumkehr ein kurzer Triggerimpuls der L nge n 20us ausgegeben Parameter n trglen _ m a eee 7 cree en FREE Cee ee FERNE ENT ch Abbildung 10 trgedge 4 Lt eT Di SE Abbildung 11 trgedge 5 10 4 2 Flankenerkennung Das Prinzip der Flankenerkennung funktioniert wie folgt Bei steigender Flanke wird immer der h chste Messwert Weg gemerkt Sinkt der Messwert um mehr als 0 2 des Weges unter den gemerkten Weg so wird eine fallende Flanke erkannt Danach wird immer der kleinste Messwert Weg gespeichert Steigt jetzt der Messwert um mehr als 0 2 des Weges ber den gespeicherten kleinsten Weg so wird wieder eine steigende Flanke erkannt CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 29 D plrezosystemyjena unglaublich prdzise Dieses Funktionsprinzip bedingt dass der von trgss und trgse begrenzte Bereich immer Uber seine Grenzen hinaus durchfahren wird mindestens um 0 2 des Weges Befehl Beschreibung Wertebereich trgss untere Triggerposition Dieser Wert gibt die untere Position an um bzw mrad ab der ein Triggersignal a
65. ginnen soll bezogen auf den Startindex gtarb Kanal Wert O und1 teilt durch 1 2 teilt durch 2 Die Ausgaberate ergibt sich aus 1 20us gtarb 1 in Sa s Beispiel f r den Einsatz eines Arbitrary Generators Abbildung 7 Drei Phasen Sinusgenerator CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 25 piezosystemjena unglaublich pr zise Untitled 10 000 0 15 000 0 20 000 0 25 000 0 Une Plot 7 HZ Abbildung 8 Index 0 25000 im Arbitrary Speicher 1 Periode Im Folgenden wird erklart wie die Initialisierung der drei unabhangigen Generatoren bei Nutzung eines gemeinsamen Speicherbereichs geschieht grun 0 0 0 Stoppt alle drei Generatoren gsarb 0 0 Start Index 0 gearb 0 24999 Ende Index 24999 gcarb 0 0 dauerhafte Ausgabe goarb 0 0 Offset Index 0 0 gtarb 0 0 1 20us gtarb 1 50000 Sa s gsarb 1 0 Start Index 0 gearb 1 24999 Ende Index 24999 gcarb 1 0 dauerhafte Ausgabe goarb 1 8333 Offset Index 8333 120 gtarb 1 0 50000 Sa s gsarb 2 0 Start Index 0 gearb 2 24999 Ende Index 24999 gcarb 2 0 dauerhafte Ausgabe goarb 2 16666 Offset Index 16666 240 gtarb 2 0 50000 Sa s grun 1 1 1 Startet alle drei Generatoren synchron Bei einer Samplelange von 25000Sa und einer Samplerate von 50000 Sa s ergibt sich eine Periodenfrequenz von 2Hz Weitere Beispiele finden Sie auf unserer Homepage Gesch ftsf hrer Dr Bernt G t
66. gle number of cycles 0 to 2 2 default 0 permanent r w ganoi generator amplitude noise 0 to 100 r w gonoi amplitude offset noise 0 to 100 r w gaswe generator amplitude sweep 0 to 100 r w goswe amplitude offset sweep 0 to 100 r w gsswe Gen sweeping starting frequency 1 0 lt gsswe lt 10 0kHz r w geswe Gen sweeping end frequency 1 0 lt gsswe lt geswe lt 10 0kHz r w gtswe Gen sweeping time 0 4 to 800 s r w gcswe Gen sweeping number of cycles 0 to 27 2 default 0 permanent r w gmswe Gen sweeping marker starting 1 0 lt gsswe lt 10 0kHz r w frequency gnswe Gen sweeping marker end 1 0 lt gsswe lt geswe lt 10 0kHz r w frequency garbload Gen arbitrary file loading garbload path file name w gsarb Gen arbitrary starting index O to 1000001 r w gearb Gen arbitrary end index O to 1000001 r w gcarb Gen arbitrary number of cycles 0 to 2 2 default 0 permanent r w gtarb Gen arbitrary output factor 1 to 2 2 r w goarb Gen arbitrary offset 0 to gearb gsarb r w gvecload Gen vector file loading gvecload channel path file name W gcvec Gen vector number of cycles 0 to 2 2 default 0 permanent r w grun Generators start stop alone or grun channel1 channel2 channel3 r w synchronously 0 stop 1 start 60 Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de D prezosystemyjena unglaublich pr zise
67. h ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 34 D p ezosystemjena unglaublich pr zise vorzunehmen Speicherbetrieb Zeitbasis 0 05s cm und Eingangsspannung 1V cm Am Verst rker ist durch Druck auf die OL CL Taste der Regler einzuschalten closed loop Die OL CL LED leuchtet gelb Das Bild am Oszilloskop zeigt die Sprungfunktion des Aktorsystems gemessen mit dem integrierten Messsystem Ist die Anstiegsgeschwindigkeit zu gering kann man dies durch Erh hung des ki Wertes ndern Das Uberschwingen nach dem Anstieg der Kurve sollte auf lt 1 des Gesamtsprunges eingestellt werden Bei diesen Einstellungen kann es zum Aufschwingen des gesamten Systems kommen Sofort ist die Regelung durch Druck auf die OL CL Taste des betreffenden Verst rkers auszuschalten und die Werte nderung r ckg ngig zu machen Im Zweifelsfall sind die Standardwerte neu zu laden L ngerer Betrieb in Resonanz kann den Aktor zerst ren Jetzt kann man versuchen die Anstiegsgeschwindigkeit zu erh hen solange kein Aufschwingen bzw gr eres Uberschwingen auftritt Mit dem Tiefpassfilter Ipon Ipf kann die Einschwingkurve beruhigt werden pf reduzieren Einschwingen ruhiger Jedoch vergr ert eine niedrige Tiefpassfrequenz die Zeitverz gerung zwischen Soll und Positionswert 15 Fehlersuche Bei Nicht oder Fehlfunktion des Ger tes trotz scheinbar intakter Anzeigen kontrollieren Sie bitte die Kabel auf
68. he state of all amplifiers status register 32bit r shows the configuration of the configuration register 16bit r mg device ipaddr IP address necessary for 000 000 000 000 to 255 255 255 255 r w network default 192 168 010 050 56 Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de D unglaublich pr zise p ezosystemjena submask sub mask necessary for network 000 000 000 000 to 255 255 255 255 r w y default 255 255 255 000 ge port address necessary for 0 9999 default 9000 r w H network waddi gateway address necessary for 000 000 000 000 to 255 255 255 255 r w gd network default 000 000 000 000 dhcp switch DHCP on off i e SSES ES hostname only necessary for active DHCP max 32 characters r w GE DD MM YYYY hh mm ss r w datetime set date and time US MM DD YYYY hh mm ss GE DD MM YYYY r w ES EEN US MM DD YYYY GE hh mm ss r w time set time HSC s_prompt RS232 USB TCP r w s_prompt Prompt at empty command Enter 0 off 1 on s_okmsg RS232 USB TCP r w Sms shows command acknowledgment o off OKMS9 OK RS232 USB TCP ics ical s_status RS232 USB TCP r w s sidi automatical output of status 0 off RS232 USB TCP an s_error RS232 USB TCP r w Saat automatical output of error 0 off e RS232 USB TCP ese s_cmderr RS232 USB TCP r w ender automatical output
69. he user manual and the USB driver are also stored All these functions and the 24bit resolution with 50 kSa 50 kHz sampling rate make the d Drive an excellent choice for more axes nano positioning and scanning applications including scanning microscopy metrology surface profiling cell tracking nanotechnology and many other applications Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 48 D p ezosystemjena unglaublich pr zise 8 2 function groups The d Drive consists of the following function groups For the processing of analog signals as the measurement system or modulation input 18 bit optional 20 bit AD converter is provided Due to the quick processing of the digital signals with FPGA Field Programmable Gate Array an oversampling of 24 bit with a sampling rate of 50 kSa can be reached The processing of the digital values occurs in a fast DSP Digital Signal Processor where the data is prepared and feed into the PID modulator Here is where the comparison between the nominal and current values occurs The function generator is produced here The calculated modulator output value is being re converted into a voltage over an 18 bit DA converter and added to the power end stage The end stage contains two channels the normal output for standard actuators and the nanoX output inverse operation for nanoX actuators The actuator output voltage comes through a
70. ice Operating voltage 90 to 240 VAC 50 to 60 Hz Input current typ 2 4A 115V typ 1 2A 230V Power consumption max 175W full load Standby current lt 1mA Power On LED green blinking Standby green ON Status LED Orange busy green ready Primary fuses 2x 6 3A slow blow 250V 5x20mm Power connector IEC 60320 C13 Safety functions short circuit proof temperature fuse Features Standby active cooling auto power on operating temperature max 35 C 98F operating humidity max 90 RH non condensing Channels channels 3 A 20 to 130V puiput vonage 130V to 20V for nanoX actuators 120mA output current continuous 2x 60mA nanoX actuators optional one channel 300mA output noise lt 0 1 5mVams actuator measurement connector DSUB plug 15pin possible position sensors strain gage capacitive user specific sensors adaptable modulation input 010 10 J disconnectable modulation input impedance 25kQ f 0 to 10V monitor output signal source programmable 500 monitor output impedance Triggereingang OV 3 3V input resistance 1 5kQ trigger output low active OV 5V output current 25mA CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 75 D piezosystemjena unglaublich pr zise
71. in Aktor mit einer Dehnung von 80um im geregelten Betrieb soll mit einer Rechteckfrequenz von 5Hz eine Sprungfunktion im geregelten Betrieb von 20um auf 50um ausf hren Der Aktor steckt am Verst rkerkanal 3 Dabei soll er 50ms auf 20um und 150ms auf 50um verharren Die Reaktion des Messsystems soll am Monitorausgang sichtbar gemacht werden Befehle Kanalnummer 2 Verst rkerkanal 3 cl 2 1 Enter Regelung einschalten gfkt 2 3 Enter Frequenzgenerator auf Rechteck gfrec 2 5 Enter Rechteckfrequenz 1 50ms 150ms 5 Hz garec 2 37 5 Enter Rechteckamplitude 50um 201m 80um 100 37 5 gorec 2 25 Enter Rechteckamplitudenoffset 201m 80um 100 25 gsrec 2 25 Enter Symmetrie des Rechteckes 50ms 50ms 150ms 100 25 monsrc 2 0 Enter Monitorbuchse auf Positionswert im CL setzen 10 3 Funktionsgenerator Jeder Verst rkerkanal ist mit einem eigenen programmierbaren Funktionsgenerator ausgestattet mit dem unter anderem Scannfunktionen realisiert werden k nnen Die zu dem Funktionsgenerator geh renden Parameter werden im ID Chip des Aktorsteckers nichtfl chtig gespeichert und werden mit Aktivierung der jeweiligen Funktion ausgew hlt Fl chtige Parameter sind der Inhalt des Arbitrary und des Vektor Puffers Die Programmierung erfolgt ber oo Befehle Folgende Funktionen sind realisierbar Funktionstyp Sinus Dreieck Rechteck Rauschen Wobbeln 0 au
72. ines Integral Anteiles l Term entsteht ein Pl Regler Gegen ber dem P Regler wird die bleibende Regelabweichung beseitigt Die charakteristische Kenngr e des I Anteiles ist die Nachstellzeit ki Das ist die Zeit die der I Anteil bei einer sprunghaften Anderung der Regelabweichung ben tigt um das Stellglied in die vorgegebene Position zu bringen Die Eingabe gro er Werte von ki ergeben kleine Nachstellzeiten und damit k rzere Regelzeiten yi 1 ki err Ts Ts 1 Samplefrequenz 50kHz 1 ki Ts Nachstellzeit 1 ki einstellbarer Faktor der Nachstellzeit yi Ausgangsspannung des I Anteiles Um die Reaktionsgeschwindigkeit eines Pl Reglers zu erh hen kann ein D Regler zugeschaltet werden Der Differential Anteil D Term erzeugt ein Signal das der Anderungsgeschwindigkeit des Fehlerwertes proportional ist d h die Reaktionsst rke richtet sich nach der Geschwindigkeit der Regelabweichung In der Praxis wirkt sich der D Anteil als Verminderung der h herfrequenten Schwingungsanteile auf der Einschwingkurve aus yd kd 1 Ts err err n 1 err n 1 Fehlerwert vorheriges Sample kd 1 Ts 1 Vorhaltezeit kd einstellbarer Faktor yd Ausgangsspannung des D Anteiles Beim Einsatz eines D Anteiles besteht jedoch die Gefahr dass kleine durch stochastische St rungen z B Rauschen bedingte Anderungen der Regelabweichung eine zu starke Reaktion der Stellgr e hervorrufen Die Summe dieser drei Terme ergibt die Eigenschaften
73. ing their position If none of the described troubleshooting has worked turn off the system and contact our support team Please do not CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 71 D p ezosystemjena unglaublich pr zise continue working after your actuator has been damaged The values of calibration are valid only for a specified assembly configuration Any change in the assembly configuration can cause the modes OVL or UDL Please provide us with your assembly configuration in advance 14 controller adjustment When any actuator made by piezosystem jena is connected to the d Drive their specific values are read from the actuator s ID chip The Digital Signal Processor DSP of the device is set with these values automatically These parameters were investigated in the piezosystem jena laboratory and ensure safe function of the actuator There are no kp ki and kd values for actuators without a measurement system because the closed loop mode is impossible in this configuration Closed loop is automatically switched off To adapt the controller properties to your special application please start with the default values First turn on the closed loop mode by pressing the OL CL button Change one parameter step by step and check the result with the oscilloscope on the ANALOG socket of the pertaining amplifier You must install the monitoring output to Upos OL with the monsre
74. it trgss untere Position und trgse obere Position bestimmt Der Abstand der Triggerpunkte wird mittels trgsi Intervall festgelegt Es ist m glich den Trigger auf eine steigende trgedge Kanal 1 eine fallende trgedge Kanal 2 oder beide Flanken trgedge Kanal 3 zu setzen mit trgedge Kanal 0 wird der Trigger deaktiviert Die Ma einheit f r trgss trgse trgsi ist die aktorspezifische Einheit im geregelten Betrieb um mrad die Lange der Triggerimpulse ist als ganzzahliges Vielfaches von 20us default 1 20us einstellbar Es muss darauf geachtet werden dass sich Triggerimpulse nicht berschneiden dazu ist ggf die Dauer der Impulse auf Minimum trglen Kanal 1 zu setzen und die Verfahr geschwindigkeit des Aktors zu verringern Weiterhin muss sichergestellt werden dass der von trgss und trgse eingegrenzte Bereich vollst ndig durchlaufen wird zuz glich 0 2 des Gesamthubes andernfalls werden keine Triggerpunkte generiert da kein Flankenwechsel erkannt wird Achtung W hrend der Betriebsart Wobbeln muss die Ausgabe von Triggersignalen deaktiviert werden trgedge 0 Beispiel trgedge 1 3 Ein Aktor hat einen geregelten Hub von 80um Flanke steigend trgedge Kanal 1 trgss 10 um trgse 30 um trgsi 5 um das hei t die Triggerpunkte liegen bei 10 15 20 25 30um Nach Erreichen der Position trgss Messwert gt 10um wird der Triggerimpuls gesetzt und der n chste Triggerpunkt berechnet 15um der Tri
75. itte sofort aus und ziehen Sie den Netzstecker Nehmen Sie mit unseren technischen Service Kontakt auf CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com iy prezosystem ena unglaublich prdzise 6 3 Pflege und Wartung ACHTUNG A e Schalten Sie das Ger t immer aus und ziehen Sie den Netzstecker bevor Sie das u ere Geh use reinigen e Verwenden Sie zum Reinigen ein gut ausgewrungenes Tuch Verwenden Sie niemals Alkohol Benzin Verd nner oder andere leicht entflammbare Substanzen Ansonsten besteht Feuergefahr oder die Gefahr eines elektrischen Schlages 6 4 Umgebungsbedingungen Das Ger t ist unter folgenden Umgebungsbedingungen einsetzbar Verwendung nur in Innenr umen bei einer H he bis zu 2000 m Temperaturbereich 5 35 C relative Luftfeuchte 5 95 nicht kondensierend Die empfohlenen Einsatzbedingungen sind Verwendung nur in Innenr umen bei einer H he bis zu 2000 m Temperaturbereich 20 22 C relative Luftfeuchte 5 80 nicht kondensierend 7 Kurzanleitung Funktionskontrolle Bitte berpr fen Sie die Lieferung auf Vollst ndigkeit siehe Packliste und auf Unversehrtheit aller angegebenen Lieferpositionen Sichtpr fung Aktor und Digitalsystem Kopf und Deckplatte des Aktors wenn vorhanden m ssen parallel zueinander stehen keine Kratzer auf Grund und Deckplatte Bitte informieren Sie piezosystem jena sofort bei Besch digungen des Systems
76. kanal gt Enter ohne Werteingabe gibt den aktuell eingestellten Wert aus Tabelle 2 Globale Befehle Standby Verst rkerkanal 0 2 v I n r Parametertrenner ist immer ein Komma Dezimalpunkt ist immer ein Punkt Aktorspannung ol Dehnung cl 20 130 000 V 0 xxx xxx um mrad max Aktorhub CL Befehl Beschreibung Wertebereich lesen schreib rgver gibt die Versionsnummer und Datum des Digitalreglers aus fenable Aktorformatierung Softstart 0 Aktorformatierung deaktiviert s nach dem Einschalten 1 Aktorformatierung aktiv aktivieren sinit initialer Sollwert nach ol 0 100 V Ve Einschalten cl 0 100 um mrad set Wertevorgabe S CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 19 D p ezosystemjena unglaublich pr zise 1 eingeschaltet mov Wertevorgabe in Us Aktorspannung ol 0 100 V Dehnung cl 0 100 um mrad pos Abfrage der Aktorposition min Aktorhub max Aktorhub um mrad pos3 Abfrage der Aktorposition aller Eingabe ohne Kanalnummer drei Kan le siehe pos upa Abfrage der Aktorspannung V l upa3 Abfrage der Aktorspannung Eingabe ohne Kanalnummer l aller drei Kan le siehe upa mess Abfrage des Messwertes in OL Aktorspannung V in CL Positionswert in CL um mrad mess3 Abfrage des Messwertes aller
77. konformitaetserklaerungen 4 Lieferumfang Bitte pr fen Sie nach Erhalt die Vollst ndigkeit der Lieferung bestehend aus Digitalsystem d Drive MOD MON Kabel Netzkabel RS232 Kabel USB Kabel Bedienungsanleitung CD ROM mit Treiber Software und Bedienungsanleitung Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de D prezosystemyjena unglaublich pr zise 5 Allgemeine Hinweise zu Piezoaktoren und Spannungsverst rkern e Piezoaktoren von piezosystem jena werden mit Spannungen bis 150V angesteuert Beachten Sie bitte die Sicherheitsvorschriften beim Umgang mit diesen Spannungen e Nach dem Transport von Piezoaktoren sollten sich diese vor dem Einschalten ca 2h der Raumtemperatur anpassen k nnen e Piezoaktoren sind stoB und schlagempfindlich Bruchgefahr Vermeiden Sie auch bei eingebauten Piezoaktoren derartige Einwirkungen Durch den piezoelektrischen Effekt k nnen bei Sto oder Schlageinwirkungen Spannungen erzeugt werden die zu berschl gen f hren k nnen e Piezoaktoren sind mit hohen Druckkr ften belastbar Ohne Vorspannung d rfen sie nicht auf Zug belastet werden Beachten Sie dass bei StoBeinwirkungen z B Herunterfallen und bei hochdynamischen Anwendungen Beschleunigungen des Keramikmaterials und somit auch Zugkr fte auftreten Piezoaktoren mit mechanischer Vorspannung k nnen im Rahmen der Vorspannung auf Zug belastet werden e Bei Ansteuerung der A
78. ktor hat einen ID Chip der vom Hauptcontroller ausgelesen wird und die dort abgespeicherten Parameter dem DSP zugef hrt werden Bei geregelten Aktoren wird zus tzlich das gewonnene Sensorsignal des Messsystems ber diesen Stecker bertragen und zum AD Wandler geleitet siehe oben Der Hauptcontroller steuert alle Baugruppen und berwacht das Kundeninterface Ein intelligentes Netzteil erzeugt alle im System ben tigten Spannungen und schaltet sie sequenziell zu bzw ab 8 2 1 Bedienelemente In der folgenden Abbildung sind die Bedienelemente des d Drive dargestellt pro d Drive DIGITAL 1 0 6 OL CL Z5 OL CL ZA e a ETHERNET USB RS232 5 ANALOG WER rei _ ns PIEZO PIEZO Power ON mit LED Interface Abbildung 1 Bedienelemente Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 10 p ezosystemjena unglaublich pr zise 8 2 2 Blockschaltbild Im folgenden Blockschaltbild sind die Funktionsgruppen des d Drive zusammengefasst 22121 Od NON LNO DAL uqg va IZ I d xouru dayydury mod aayydury mod JOPIO 18 d I suour mmm N sod ua modas Om Ces ajgeus no jenuew pear ene peas op ip dI pied xouru Kouru ed cometary ed ZHODS ZHNS PIO 1S P10 PUT dI dT NQOTS i A07E 19U93 uondung xoueu ul ed
79. ktoren mit einer Spannung im oberen Stellbereich kann bei Abschaltung der Steuerspannung allein durch die noch erfolgende Bewegung der Keramik eine betr chtliche elektrische Gegenspannung erzeugt werden die zu Uberschlagen f hren kann e Durch strukturbedingte Verlustprozesse innerhalb der Keramik kommt es zu einer Erw rmung beim dynamischen Betrieb Bei ungen genden K hlungsma nahmen kann es zu Ausf llen kommen Eine Erw rmung ber der Curietemperatur bliche Werte ca 140 C 250 C l sst den piezoelektrischen Effekt verschwinden e Piezoaktoren k nnen elektrisch als Kondensatoren angesehen werden Die Entladungszeiten liegen im Bereich von Stunden bis Tagen Deshalb k nnen auch nach Trennung der Piezoaktoren von der Spannungsversorgung hohe Spannungen anliegen Bleibt der Aktor mit der Elektronik verbunden so wird er innerhalb einer Sekunde nach dem Abschalten auf ungef hrliche Spannungswerte entladen e Piezoaktoren k nnen durch Erw rmung oder Abk hlung und der damit verbundenen L ngen nderung eine Spannung an den Anschl ssen erzeugen Bedingt durch die Eigenkapazit t ist das Entladungspotential nicht zu vernachl ssigen Bei blicher Raumtemperatur ist dieser Effekt unbedeutend e Piezoaktoren von piezosystem jena sind justiert und verklebt Ein ffnen der Stellelemente f hrt zur Dejustage Eine Besch digung des inneren Aufbaus ist dabei nicht auszuschlie en Dieses kann zur Funktionsunf higkeit f hren Ger te von
80. len trigger length this values depends on the duration of a trigger n 20 us n 1 to 255 impulse trgedge trigger edge 0 trigger disabled this value depends on which direction the 1 trigger at rising edge trigger point must be reached for trigger 2 trigger at falling edge generation 3 trigger at both edges trgedge trigger edge 0 trigger disabled The level changes at the trigger output if an H de inversion of the direction occurs Ce g 7 like 4 with trglen 68 Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de table 5 parameters of trigger D p ezosystemjena unglaublich pr zise 10 5 data recorder The data recorder is a 3 channel recording device which writes cyclical selected values in a data buffer every 20us These three channels run synchronously Maximal 500000 values can be recorded per channel This corresponds to a recording time of 10s at 50kS s Each channel of the data recorder can be connected with a data source see below Please note These channels are not to be confused with the amplifier channels The following sources are selectable command parameter data source see 10 2 commands in ON mode recsrc 0 pos channel1 1 pos channel2 2 pos channel3 3 mod channel1 4 mod channel2 5 mod channel3 6 upa channel1 7 upananoX cha
81. lich prdzise 8 2 Beschreibung der Funktionsgruppen Das d Drive besteht aus folgenden Funktionsgruppen F r die Verarbeitung von analogen Signalen wie dem Messsystem oder dem Modulationseingang stehen 18bit optional 20bit AD Wandler zur Verf gung Durch die schnelle Verarbeitung der digitalen Signale mittels FPGA Field Programmable Gate Array kann ein Oversampling von 24bit mit einer Samplingrate von 50kSa erreicht werden Die Verarbeitung der digitalen Werte erfolgt in einem schnellen DSP Digitaler Signal Prozessor Hier werden die Daten aufbereitet filtern skalieren und einem PID Regler zugef hrt der den Soll Istwert Vergleich macht Weiterhin wird hier der umfangreich ausgestatte Funktionsgenerator erzeugt Der errechnete Reglerausgangswert wird ber einen 18bit DA Wandler wieder in eine Spannung zur ck gewandelt und der Leistungsendstufe zugef hrt Die Endstufe besteht aus 2 Kan len dem normalen Ausgang f r nicht nanoX Aktoren und dem nanoX Ausgang inverser Betrieb f r nanoX Aktoren Die Aktorausgangsspannung wird an der Frontplatte ber Sicherheitsrelais an den 15pol DSUB Stecker ausgegeben F r nanoX Aktoren stehen 2x 60mA Ladestrom zur Verf gung f r nicht nanoX Aktoren 120mA Optional kann ein Kanal 2x 150mA 300mA liefern Die beiden anderen Kan le k nnen dann je 120mA liefern Zu beachten ist dass in dieser Konfiguration der Gesamtstrom von 360mA nicht dauerhaft berschritten wird Der angeschlossene A
82. ller adjustment ee Sener Ome ee ee eee as 72 15 TROUBIE SIG GUNG elek 73 15 1 EIOFTEGISIET Sn een een neigen 74 15 2 command Ee nennen 74 16 technical data TE 75 17 vllt DEE 76 18 Important information anne EERE A EENE EEEREN EEE T EEEE 78 19 el Igel CT 79 Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 42 1 D p ezosystemjena unglaublich pr zise introduction This manual describes the d Drive piezo digital system from piezosystem jena You will also find additional information regarding piezoelectric products Definition All systems from piezosystem jena such as electronics actuators and optical systems are called units If you have any problems please contact the manufacturer of the system piezosystem jena GmbH Stockholmer Strasse 12 07747 Jena Phone 49 36 41 66 88 0 2 certification of piezosystem jena A nona Ge SS Tove Si The company piezosystem jena GmbH has worked according to a ei De KR DIN EN ISO 9001 certified quality management system since 1999 Its Y SERIL Zi effectiveness is verified and proven by periodic audits by the TUV This instruction manual includes important information about using piezo actuators Please take the time to read this information Piezo positioning systems are mechanical systems that offer the highest precision Correct handling guarantees the maintenance of this precision over a long period of time
83. lossen Es gehen gleichzeitig die Steuerspannung zum Piezoaktor das vom integrierten Messsystem generierte Positionssignal zum digitalen Regler und die im ID Chip des Aktors gespeicherten spezifischen Kennwerte seriell zum DSP Wichtig ist dass die Verriegelungsschrauben der SUB D Griffschale an der Frontplatte angeschraubt sind Sowohl die gef hrlichen Spannungen als auch die brigen Versorgungsspannungen werden nur bei angestecktem Aktorstecker freigeschalten Bei abgezogenem Steckverbinder werden die gef hrlichen Spannungen durch ein Sicherheitsrelais von der Quelle getrennt RS232 9pol SUB D Buchse Pin Bezeichnung Beschreibung TxD RS232 Sender RxD RS232 Empf nger GND RS232 Masse Tabelle 15 Pinbelegung RS232 USB Stecker Serie A Pin Bezeichnung Beschreibung 1 VCC Betriebsspannung 5V 2 D Daten 3 D Daten 4 GND Betriebsspannungsmasse Tabelle 16 Pinbelegung USB CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 39 D p ezosystemjena unglaublich pr zise 18 _ Wichtige Informationen Das Ger t wird vor der Auslieferung kalibriert Die Aktoren mit integriertem Messsystem sind kalibriert und besitzen zus tzlich einen ID Chip in dem alle aktorspezifischen Werte abgespeichert sind Diese werden beim Einschalten an den jeweiligen Verst rker bergeben plug amp play Zur Durchf hrung hochgenauer Verstellungen im s
84. m s manual A serial connection cable included is required to connect to your computer The following settings are needed Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 54 D p ezosystemjena unglaublich pr zise Eigenschaften von COM1 2 x Anschlusseinstellungen Bits pro Sekunde fs 000 Datenbits fe H Paritat keine d Stoppbits bh d Flusssteuerung ez Standard wiederherstellen Abbrechen bernehmen 115200 baud 8 bit no parity 1 stop bit no handshake All commands and responses of the system are encoded in ASCII code enabling easy reading and writing 9 2 communication via USB interface Two drivers are necessary to use the device The first is responsible for the USB connection between PC and digital amplifier unit the second is responsible for communication by the RS232 COM interface Please use the document for installation Installation USB d DrivePro pdf You can download it here http www piezosystem com nanopositioning downloads_publications technical_information drivers_and_programs 9 3 communication via Ethernet To use TCP IP different parameters have to be adjusted The adjustment can be done in standby or during operation ARS232 or USB connection with the host computer The connection setup is described in the sections 9 1 and 9 2 The following parameters are all preset default
85. mst nden m ssen die Ger te sofort vom Netz getrennt und ein Servicetechniker konsultiert werden besch digte Kabel z B Netzkabel Fl ssigkeiten sind in das Ger t gelangt das Ger t war Regen ausgesetzt oder ist mit Wasser in Ber hrung gekommen das Ger t funktioniert bei Bedienung entsprechend der Bedienungsanleitung nicht ordnungsgem Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 6 1 D p ezosystemjena unglaublich pr zise Installation Stromanschluss GEFAHR Greifen Sie niemals mit nassen H nden an den Netzstecker Es besteht die Gefahr eines elektrischen Schlages Nicht in R umen installieren in denen leicht entz ndliche Substanzen gelagert werden Kommen leicht entz ndliche Substanzen mit elektrischen Bauteilen in Kontakt besteht die Gefahr von Feuer oder einem elektrischen Schlag Nehmen Sie keine Ver nderungen am Netzkabel vor Stellen Sie keine schweren Gegenst nde auf das Netzkabel und verlegen Sie es so dass es nicht berm ig gespannt oder geknickt ist Das Netzkabel k nnte sonst besch digt werden und es besteht die Gefahr eines elektrischen Schlages bzw Brandgefahr Ziehen Sie niemals am Kabel um den Netzstecker zu ziehen Dadurch k nnte das Netzkabel besch digt werden und es besteht die Gefahr eines elektrischen Schlages oder Brandgefahr ACHTUNG AA Verwenden Sie nur das mitgelieferte Zubeh r Stecken Sie die Netzkabel ausschlie
86. n OV 4 Uerrabs Der Betrag der Regelabweichung ist interessant f r Kunden die zeitgenau wissen wollen wann eine bestimmte Schwelle der Regelabweichung unterschritten ist 10V ist entweder der maximale positive oder der maximale negative Fehler Bei OV ist die Regelabweichung 0 Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 14 D p ezosystemjena unglaublich pr zise 5 Upos OL Im Gegensatz zum geregelten Betrieb wo der Nullpunkt des Aktorhubes auf den Positionswert OV kalibriert ist liegt die minimale Dehnung im ungeregelten Betrieb OL unter OV siehe unten Damit diese Position und der max ungeregelte Hub im Bereich von 0 10V dargestellt werden kann wird der Positionswert halbiert und um 2 5V angehoben Der ungeregelte Positionswert kann wie folgt aus der gemessenen Monitorspannung r ckgerechnet werden Upos OL Umon 2 5V 2 6 Upa1 Hier wird die direkt gemessene Aktorspannung Ausgang Endstufe1 ausgegeben Diese ist im Gegensatz zur Reglerausgangsspannung im Punkt 2 von der Dynamik der Endstufe und der Aktorkapazitat abh ngig 20V 130V entsprechen 0 10V Monitorspannung Die Aktorspannung kann wie folgt aus der gemessenen Monitorspannung r ckgerechnet werden Uaktor Umon 15 20V geregelt ungeregelt ungeregelt Upos 0 Upos Original Upos scaliert 6 Umon GG Umon 10V 10V Aktorhub geregelt Aktorhub ungeregelt Aktorh
87. n bzw zu lesen 9 2 Kommunikation ber USB Interface Zum Betrieb des Ger tes werden zwei Treiber ben tigt ein Treiber stellt die USB Verbindung zwischen Digitalsystem und PC her der zweite Treiber erm glicht dem Anwender den einfachen Zugriff auf das Ger t ber eine serielle COM Schnittstelle Hilfe bei der Installation der Treiber gibt das Dokument Installation USB d DrivePro pdf Dieses finden Sie auf unserer Webseite http www piezosystem de piezo_nanopositionierung downloads technische_informationen treiber_und_software 9 3 Kommunikation ber Ethernet Um TCP IP verwenden zu k nnen m ssen verschiedene Parameter eingestellt werden Dies ist im Standby und On Betrieb m glich Notwendig ist eine RS232 bzw USB Verbindung mit dem Host PC Der Verbindungsaufbau ist in den Abschnitten 9 1 und 9 2 beschrieben Folgende Parameter sind voreingestellt default IP Adresse 192 168 010 050 Sub Mask 255 255 255 000 Port 9000 Gateway 000 000 000 000 Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 16 D p ezosystemjena unglaublich pr zise Um die Kommunikation zum Kundennetzwerk herzustellen m ssen eventuell diese Parameter ge ndert werden Ein Weg w re den DHCP einzuschalten Dazu muss aber gew hrleistet sein dass das angeschlossene Netzwerk einen aktiven DHCP Server besitzt Falls kein Server aktiv ist bzw ein PC direkt ber Ethernet ang
88. nected 19 actuator 3 has a measurement system 20 actuator 3 is a nanoX actuator 21 actuator 3 is closed loop CL 22 actuator 3 arbitrary file is loaded 23 actuator 3 generator runs 24 actuator 3 data recorder runs 25 actuator 3 softstart runs 26 27 28 not used static low 29 device in ON mode and runs 30 device in boot mode during bit 29 is low 31 device in Standby mode table 7 status register Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 70 D prezosystemyjena unglaublich pr zise 12 configuration register The configuration register is a 16bit register The single bits describe the different settings of the device Read out the register with the command config bit Description 0 device sends date and time every minute 1 device needs time input after reset 2 time format 0 GE 1 US 3 number format 0 floating point 1 scientific 4 5 6 auto Power ON output format of status and error in hex global soft start 7 dprp active 8 13 not used 14 internal used static 1 15 internal used static 0 table 8 configuration register 13 handling The actuator is connected to the PIEZO plug The ANALOG plug offers an analog interface to control the amplifier using a voltage between 0 and 10 V Please remove any analog input voltage from the amplifier before you turn the system on or off to avoid damage
89. nerator des jeweiligen Kanals ein grun 1 1 1 startet die aktivierten Kan le synchron Ein Beispiel f r einen 2 D Scan mit Vektor Generator folgende Dateien werden benutzt Kanal 1 scanxy_x2 txt Kanal 2 scanxy_y2 txt folgende Befehle werden zur Initialisierung benutzt grun 0 0 0 stoppt alle Generatoren gvecload 0 wav_gen scanxy_x2 txt ladt die Daten in den Puffer von Kanal 1 gvecload 1 wav_gen scanxy_y2 txt ladt die Daten in den Puffer von Kanal 2 gcvec 0 0 Generator l uft dauerhaft gcvec 1 0 Generator l uft dauerhaft gfkt 0 7 schaltet den Vektor Generator f r Kanal 1 ein gfkt 1 7 schaltet den Vektor Generator f r Kanal 2 ein grun 1 1 0 startet die Generators synchron F 45 Cl Nee I amp X CH2 2V 2 SON Pr L apadt ap a ang aa a crc E een k J nn ln nn 0 Roh NBA RE 1 CH1 2V By Abbildung 9 xy Plot eines 2 D Scans CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 27 D p ezosystemjena unglaublich pr zise 10 4 Ausgabe von Triggersignalen Die Verwendung des Triggersignales erm glicht es bei Erreichen oder berschreiten eines vorgegebenen Wertes ein elektrisches Signal auszugeben Die Triggerpunkte beziehen sich immer auf den Positionswert Weg Das Triggersignal ist Low aktiv d h eine H L Flanke zeigt das Erreichen eines Triggerpunktes an Der Bereich in dem Triggerpunkte generiert werden wird m
90. nnel 8 upa channel2 9 upananoX channel2 10 upa channel3 11 upananoX channel3 12 ipa channel1 13 ipananoX channel1 14 ipa channel2 15 ipananoX channel2 16 ipa channel3 17 ipananoX channel3 18 stell channel1 19 stell channel2 20 stell channel3 22 soll channel1 23 soll channel2 24 soll channel3 26 set value channel1 27 set value channel2 28 set value channels 30 error value channel1 31 error value channel2 32 error value channel3 34 monitor voltage channel 35 monitor voltage channel2 36 monitor voltage channel3 table 6 data recorder After the selection of the data sources recsrc offset at least one has to be selected the number of the desired samples per channel is adjustable with reclen number For the reduction of the number of values to read out can be also recorded in longer intervals n 20us recstr 20us recstr Teiler 1 to 2 2 The recorder can be started per command recstart For the recording of bounds respectively control behavior the auto boot can be activated recast 1 The recording begins automatically after the next sent set command The recording ends if the set number of values in reclen was A CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com Bl S 69 D piezosystemjena unglaublich pr zise recorded Alternatively the recording can be canceled with recstop The current writing position is reada
91. nt temperature is beneficial Consider that a variation of 5 Kelvin results in an elongation of 13 micron in steel with a length of 200 mm The best results for resolution and accuracy can only be achieved by setting the digital target values Therefore please switch off the analog modulation input when it s not being used Equipment customization makes adaptations according customer preferences which are possible in terms of the technical threshold values e g the main voltage or the output voltage Please contact our technical service department in order to find out the possibilities for your specific application Special adaptations must be paid for by the customer Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 78 D p ezosystemjena unglaublich pr zise 19 your notes CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 79
92. oad or the temperature or by such actions as those described above Piezoelectric actuators are able to work under high compressive forces Only actuators with a pre load can be used under tensile loads these tensile forces must be less than the pre load given in the data sheet Please note that the acceleration of the ceramic material e g caused by fall down discharging or high dynamic application will occur After excitation of the actuators by a voltage in the upper control range the ceramic will move and generate an opposite high voltage after disconnection Heating of the ceramic material will occur during dynamic operation and is caused by structure conditional loss processes This may cause failure if the temperature exceeds the specified values cited below With increasing temperature up to the Curie temperature Te usual values approx 140 C to 250 C the piezoelectric effect disappears We recommend working in temperatures up to T 2 normally up to 80 C Piezoelectric actuators such as stacks or other devices work electrically as a capacitor These elements are able to store electrical energy over a long period of time up to some days and the stored energy may be dangerous If the actuator remains connected to the drive electronics it will be unloaded within a second after shutdown and quickly reaches harmless voltage values Piezo actuators can only generate voltages by warming or cooling caused by the longitudinal ch
93. of command 0 off error RS232 USB TCP ion s_usb USB prompt max 8 characters default USB r w s_rs2 RS232 promt max 8 characters default RS2 r w s_tcp Telnet prompt max 8 characters default TCP r w switch between floating point and 0 floating point default 0 r w setg Re ER scientific format config 8 1 scientific anon switch on off Auto Power On 0 off default 0 r w H config 16 1 on ss dh status error in hexadecimal 0 integer r w format config 32 1 hex switch on off the cyclic output of 0 off default 0 r w calsend l time per minute config 1 1 on time request after Power On 0 off default 0 r w calreq config 2 1 on calfor Calendar format config 4 i _ GE ES CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 57 iy prezosystem ena unglaublich prdzise dprp parameter value r w value 0 off default 0 switch on off the cyclic output of Ton dprp the current position of one or all parameter 0 channel 1 actuators 1 channel 2 2 channel 3 3 all 3 channels mtim on output of the current position 50 999 r w fready switch on off the global softstart 0 off default 1 r w config 64 1 on version lt controller number gt r request on version numbers of all Bilis nn T implemented firmwares power SUPPIY Controller version 4 front controller 8 display
94. responding operating time in seconds The smallest time unit is 0 00002s and its multiple The pair of values are in text file The used file must be loaded in the buffer of the d Drive using the command gvecload The parameters for this are listed in table 3 For saving the generated file on the device it has to be connected with the PC via USB The SD card is shown as a removable medium in Windows in the explorer In the folder wav_gen the self generated text file can be saved There are already some example files which can be used for the first test For the loading of the file in the vector generator the command gvecload channel path file name is used The loading process is displayed by the cyclic output lt percent xx The process is finished by pressing Ok Before starting the generator the following parameters have to be adjusted grun 0 0 0 switch off the function generator gvecload channel path file name load the file in an internal buffer gfkt channel 7 switch on the vector generator of the particular channel grun channeli channel2 channel3 starts the activated channels synchronously Example for a 2D Scan with vector generator The following files are used channel 1 scanxy_x2 txt channel 2 scanxy_y2 txt These commands are used for the initialization grun 0 0 0 stop all generators gvecload 0 wav_gen scanxy_x2 txt the data is loaded into the buffer from channel 1 gvecload 1 wav
95. s 1 2 3 4 5 Amplitude 0 100 y y y y y Offset 0 100 y y y y y Frequenz 0 1 10000Hz y y e Wobbelzeit y 0 4 800s Dek Symmetrie 0 1 99 9 y y Tabelle 4 Parameter Funktionsgenerator Die Symmetrie eines Signals Ampl Dreieckfunktion Ampl Rechteckfunktion beschreibt im Fall der Dreieckfunktion P M K das Verh ltnis von Anstiegszeit t zu 100 4 100 Periodenzeit T Damit kann zwischen schnellem Anstieg mit langsamem Abfall und langsamem Anstieg mit schnellem Abfall variiert werden Im Ca i 7 I I I I I I 17 H Fall der Rechteckfunktion wird das 0 0 Tastverhaltnis von High Zeit zu Leo tt K T t wll te T t Periodenzeit beschrieben m zB 90 50 Abbildung 5 Symmetrie CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 23 D plezosystemyena unglaublich prdzise 10 3 1 Wobbel Generator Der Generator arbeitet als Sinusgenerator logarithmisch im Bereich von 1Hz bis 10kHz Die Wobbelzeit ist einstellbar zwischen 1 und 1000s F r die Synchronisation sind Marker einstellbar Diese Marker werden am Triggerausgang der Analog Buchse als L H Pegel ausgegeben Ein Beispiel f r eine Wobbelfunktion zeigt die n chste Abbildung Folgende Parameter wurden eingestellt grun O Funktionsgenerator Kanal 1 ausschalten gaswe 0 1 1 Amplitude goswe 0 1 1 Offset gsswe 0 300 300HZz Startfrequenz geswe 0 400
96. s des Aktors bis Us lt 99 8 des Maximalhubes des Aktors trgse Trigger Wegposition Ende gt 0 2 des Maximalhubes des Aktors bis Us lt 99 8 des Maximalhubes des Aktors jedoch gr er als trgss trgsi Trigger Wegintervalle Triggerintervalle CL Hub Us gt 0 05 des Wegbereiches CL trglen Lange der Triggerimpulse n 20us n 1 255 Us trgedge Triggerflanke 0 Triggererzeugung aus Us 1 Trigger nur auf steigender Flanke 2 Trigger nur auf fallender Flanke 3 Trigger auf beiden Flanken 4 bei Bewegungsumkehr 5 wie 4 invertiert 7 wie 4 mit Impulsl nge trglen recstart Datenrecorder starten S recstop Datenrecorder stoppen S recast Datenrecorder Autostart startet mit dem n chsten set Befehl Us 0 aus default 0 1 ein recsrc3 Datenrecorder Datenquelle recsrc Quelle1 Quelle2 Quelle3 Us siehe 10 5 Datenrecorder recstr Schrittweite Aufzeichnung alle 1 2 2 Us recstr 20us Aufzeichnung alle recstr 20us recwridx aktueller Schreibindex um nach manuellem Stopp die aktuelle Schreibposition zu bestimmen recrdidx3 setzt Ausleseindex 0 reclen Us recrd liest Puffer inkrementell aus Kanal 0 3 optional Anzahl der Werte 1 reclen reclen Lange der Aufzeichnung in 1 500000 Samples je Kanal Us Samples 22 Tabelle 3 Kanal bezogene Befehle Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de D prezosystemyjena unglaublich pr zise Beispiele einiger Kommandos E
97. s per channel r w CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com table 3 commands channel depended 61 D piezosystemjena unglaublich pr zise Example of command use An actuator with 80um displacement in closed loop should have a swing of 5Hz in rectangle mode from 20um to 50um The actuator is plugged into channel 2 amplifier 3 gt right position It should stay on 20um for 50ms and on 50um for 150ms The value from measurement system is then sent to the monitor output commands cl 2 1 Enter gfkt 2 3 Enter gfrec 2 5 Enter garec 2 37 5 Enter gorec 2 25 Enter gsrec 2 25 Enter monsrc 2 0 Enter closed loop amplifier 3 on generator function rectangle frequency rectangle 1 50ms 150ms 5Hz amplitude rectangle 50um 20um 80um 100 37 5 offset rectangle 20um 80um 100 25 symmetry rectangle 50ms 50ms 150ms 100 25 set monitor source to position value in closed loop 10 3 function generator Each amplifier channel in the system contains its own function generator that is able to perform multiple functions The function generator can be programmed by using the commands detailed above The following functions can be executed function type Sine Triangle Rectangle Noise Sweep 0 off 1 2 3 4 5 amplitude 0 to 100 V V d y offset 0 to 100 V V V V V frequency y y
98. samtsystem EEN 37 17 Anschlussbelegungen en ne ne nn eee ee 38 18 Wichtige Informationen en 40 19 Ihre Notizen seen a a E EAEEREN ENA 41 CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com D piezosystemjena unglaublich pr zise 1 Gegenstand ro Diese Anleitung beschreibt das Digitalsystem d Driv von piezosystem jena GmbH Weiterhin finden Sie Sicherheitshinweise beim Umgang mit Piezoelementen Bei Problemen wenden Sie sich bitte an den Hersteller des Ger tes piezosystem jena GmbH Stockholmer Stra e 12 07747 Jena Tel 0 36 41 66 88 0 2 Zertifizierung von piezosystem jena GmbH Die Firma piezosystem jena GmbH arbeitet seit 1999 nach einem nach gt GE EI DIN EN ISO 9001 zertifizierten Qualitatsmanagementsystem dessen ch CERT JS Wirksamkeit durch regelm ige Audits durch den TUN gepr ft und Nm nachgewiesen wird Tic Diese Bedienungsanleitung enth lt wichtige Informationen f r den Betrieb und Umgang mit Piezoaktoren Bitte nehmen Sie sich die Zeit diese Informationen zu lesen Piezopositioniersysteme sind mechanische System von h chster Pr zision Durch den richtigen Umgang stellen Sie sicher dass das System die geforderte Pr zision auch ber lange Zeit einh lt 3 Konformit tserkl rung Die Konformit tserkl rung finden Sie auf unserer Homepage unter folgender URL http www piezosystem de piezo_nanopositionierung downloads technische_informationen
99. signals frei programmierbar Ein integrierter Funktionsgenerator erm glicht Sinus Rechteck und Dreieck Signalsteuerung sowie eine Rausch und Wobbelfunktion zur Frequenzanalyse Neu sind der freiprogrammierbare Arbitrary und der Vektorgenerator In diesem Zusammenhang wurde eine SD Card eingebaut auf der selbst erzeugte Arbitrary und Vektordateien abgespeichert werden k nnen In Verbindung mit dem umfangreichen Funktionsgenerator ist eine Vielzahl von Triggerausgaben f r eine externe Prozesstriggerung m glich Perfekte Unterst tzung bei der Erfassung der Resonazfrequenzen des Gesamtsystems gibt der neu gestaltete Wobbel Funktionsgenerator Die fest eingebaute SD Card verh lt sich beim Verbinden des USB Anschlusses mit einem PC wie ein Wechseldatentr ger Auf ihm sind Beispieldateien f r den Arbitrary und Vektorgenerator hinterlegt Weiterhin sind die Bedienungsanleitung und der USB Treiber darauf gespeichert All diese Funktionen und die 24bit Aufl sung mit 50kSa Abtastrate 50kHz Samplefrequenz pr destinieren das d Drive besonders f r Nanopositionierung im Bereich von Mehrachsen Scan Anwendungen Oberfl chen und Strukturanalysen Mikroskopie und Halbleiterindustrie Durch die parallele Verarbeitung der Wandlerdaten ist das Ger t besonders gut geeignet zur synchronen Ansteuerung von 3 Achsen Systemen CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com iy prezosystem ena unglaub
100. sonanz genutzt werden Dazu lesen sie bitte den Abschnitt 10 3 1 Wobbel Generator Die Amplitude stellt man auf 5 die Offset auf 0 und die Wobbelzeit auf 1 1 s Dekade Den Piezoverst rker stellt man auf ungeregelt OL CL LED am Verst rker leuchtet gr n Mit Hilfe des MOD MON Kabels Stecker MON verbindet man das Oszilloskop mit der ANALOG Buchse des Verstarkers Nun muss mittels Befehl monsrc Kanal 5 der Monitorausgang auf Position im ungeregelten Betrieb gestellt werden Am Oszilloskop sind folgende Einstellungen vorzunehmen Speicherbetrieb Zeitbasis 0 5s cm und Eingangsspannung 0 1V cm Das Bild zeigt die bertragungsfunktion des Aktorsystems gemessen mit dem integrierten Messsystem Bevor die H llkurve ausklingt gibt es eine Stelle an der die Amplitude bis auf OV zusammenbricht und wieder ansteigt Das ist die Kerbfrequenz notch frequency Bei der Resonanzfrequenz berh ht die H llkurve stark Jetzt muss die passende Frequenz eingestellt werden bis die Kerbe an der Stelle ist wo die U berh hung war Bei Verwendung des Kerbfilters kann ein erh htes Positionsrauschen auftreten Den richtigen ki Wert Nachstellzeit ermittelt man wie folgt Den Funktionsgenerator stellt man auf Rechteck 1Hz Amplitude ca 50 oder entsprechend der sp teren Applikation und Offset 25 Der Monitorausgang wird mittels Befehl monsrc Kanal 0 auf Positionswert im geregelten Betrieb gestellt Am Oszilloskop sind folgende Einstellungen Gesc
101. t Uset 2 PID command voltage Uact 3 closed loop deviation including sign Uerr 4 absolute closed loop deviation Uerrabs 5 position in open loop Upos OL 6 actuator voltage Upat 7 actuator current Ipa1 8 actuator voltage NanoX Upa2 9 actuator current NanoX Ipa2 table 1 monitor source Please note the internal resistance of the monitor output The electrical characteristics are shown in chapter 16 technical data d Drivepro 0 Upos CL position voltage in closed loop it means an actuator with 80 um in closed loop generates 0 to 10 V 8 um V or 0 125 V um 1 Uset the reference input sum of the analog signal applied to the MOD input and the digital value via set command 2 Uact output of the controller set value for the power amplifier 3 Uerr closed loop control deviation including sign the value can be positive or negative Uset 0 to 10V Upos 0 to 10V Uerr 10V to 10V Uerr Uset Upos To generate an output of O to 10 V the control deviation is divided by 2 and added by 5 V To calculate the control deviation back from the measured monitor voltage take the following formula Uerr Umon 5V 2 Uerr 10V to 10V Umon 0 to 10V If the controller is properly adjusted the value is 5 V 4 Uerrabs absolute closed loop control deviation Uerr User Upos Uer 0 to 10V 5 Upos OL The position voltage in open loop OL is greater than in closed loop The moni
102. tor voltage would be smaller than 0 V and greater than 10 V The value gets adjusted To calculate the open loop position voltage back from the measured monitor voltage use the following formula Upos OL Umon 2 5V 2 6 Upa1 the actuator voltage 20 V to 130 V of amplifier 1 converts to 0 to 10 V to calculate the actuator voltage 1 back from the measured monitor voltage take the following formula Upa1 Umon 15 20V CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 53 D p ezosystemjena unglaublich pr zise closed loop open loop open loop Upos 0 Upos source Upos fitted 6 Umon F Umon 10V r 10V actuator displacement actuator displacement actuator displacement open loop closed loop fitted V oV A sketch 4 monitor output 7 lpa1 The directly measured actuator current output output end stage 500 to 500mA corresponds to OV to 10V monitor voltage 8 Upa2 The directly measured actuator current output output nanoX end stage see point 6 9 lpa2 The directly measured actuator current output output nanoX end stage see point 7 The default setting is the position value in closed loop 0 9 communication 9 1 communication via RS232 The d Drive can easily communicate with your PC with the use of a terminal program for example hypertrm exe with Windows XP please refers to your operating syste
103. two trigger impulses If this occurs you must minimize the length of the impulses trglen channel 1 or decrease the movement speed of the actuator Furthermore you must be sure that the trigger range between trgss and trgse passes through plus 0 2 of the total stroke otherwise no trigger will be generated because no change between the rising and falling edges will be detected Caution Do not activate trigger function in sweep mode Example trgedge 1 to 3 An actuator with a closed loop stroke of 80 microns is used as follows rising edge trgedge channel 1 start point 10 microns trgss channel 10 end point trgse channel 30 and interval 5 microns trgsi channel 5 i e trigger points are at 10 15 20 25 30 microns After reaching Position 10 microns from a lower position rising edge the trigger is set and the next trigger point will be calculated 15 microns the trigger output will be reset after n 20 us trglen channel n and the trigger function is waiting to reach the next trigger position 15 microns and so on After reaching the 30 microns position the next Trigger position is set to 10 microns the trigger impulse will be generated when the 10 microns position is reached from a lower position than 10 microns rising edge 10 4 1 extended trigger functions trgedge 4 5 7 trgedge channel 4 put out a trigger at each reversal of motion trgedge channel 5 the output is related to trgedge channel 4 inverted No par
104. ub scaliert OV z p OV Abbildung 4 open loop closed loop 7 lpa1 Hier wird der direkt gemessene Aktorstrom Ausgang Endstufe1 ausgegeben 500 500mA entsprechen OV 10V Monitorspannung 8 Upa2 Hier wird die direkt gemessene Aktorspannung Ausgang nanoX Endstufe ausgegeben siehe Punkt 6 9 Ipa2 Hier wird der direkt gemessene Aktorstrom Ausgang nanoX Endstufe ausgegeben siehe Punkt 7 Werksseitig ist der Monitorausgang auf den Positionswert des Messsystems im geregelten Betrieb eingestellt Punkt 0 CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 15 D prezosystemjena unglaublich prdzise 9 Kommunikation 9 1 Kommunikation ber RS232 Die Kommunikation mit dem d Drive kann ber den PC mit Hilfe eines beliebigen Terminalprogramms hergestellt werden Notwendig ist ein serielles Verbindungskabel 1 1 mitgeliefert zwischen der COM Schnittstelle des PC und dem DSUB Eingang des Ger tes Die Eigenschaften der Verbindung sind wie folgt einzustellen Eigenschaften von COM1 2x Anschlusseinstellungen Bits pro Sekunde hem d Datenbits jf d 2 Stoppbits Flusssteuerung ess Standard wiederherstellen Abbrechen bernehmen 115200 Baud 8 Bit keine Parit t 1 Stoppbit keine Flusssteuerung Die Befehlseingabe und die R ckmeldungen erfolgen im ASCII Code sind also einfach einzugebe
105. ub um Bereich ist es sinnvoll das Ger t ca 2 Stunden vor der Messung in Betrieb zu nehmen Erst nach dieser Zeit haben sich stabile Temperaturverh ltnisse eingestellt Die h chste Aufl sung und Genauigkeit ist mit der digitalen Sollwertvorgabe erreichbar Aus diesem Grund sollte der analoge Modulationseingang deaktiviert werden wenn dieser nicht benutzt wird Vorteilhaft f r pr zise Positionieraufgaben wirkt sich eine konstante Umgebungstemperatur aus Bedenken Sie dass Temperatur nderungen von AT 5K bei Stahl mit einer L nge von 20cm eine L ngen nderung von ca 13um hervorrufen In unserer Piezofibel sind die grundlegenden Eigenschaften von Piezoaktoren ausf hrlich beschrieben Zus tzliche Informationen finden Sie auf unserer Homepage F r weitere Informationen stehen wir Ihnen gern zur Verf gung Das Ger tekonzept erlaubt dem Kunden individuelle Anpassungen des Systems bez glich der technischen Eckwerte wie z B Regelparameter Um M glichkeiten f r Ihr spezielles Problem zu finden kontaktieren Sie bitte unseren technischen Service Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 40 D p ezosystemjena unglaublich pr zise 19 Ihre Notizen CEO Dr Bernt G tz phone 493641 66880 fax 493641 668866 www piezosystem com 41 D piezosystemjena unglaublich pr zise Table of contents 1 enden e E 43 2 certification of piezosystem Jeng 43 3 decl
106. usgel st wird trgse obere Triggerposition Dieser Wert gibt die obere Position an um bzw mrad bis zu der ein Triggersignal ausgel st wird trgsi Triggerintervall Dieser Wert gibt die Intervallgr e an in um bzw mrad der ab dem unteren Wegwert ein Triggersignal ausgel st wird trglen Triggerlange Dieser Wert bestimmt die zeitliche n 20us n 1 255 L nge des Triggersignales trgedge Triggerflanke 0 aus Dieser Wert gibt an in welcher Richtung 1 steigend eine Triggerschwelle passiert werden 2 fallend muss um ein Triggersignal auszul sen 3 beide Flanken trgedge Triggerflanke 0 aus Bei Richtungsumkehr wechselt der 4 nicht invertiert Pegel am Triggerausgang 5 invertiert 7 wie 4 mit Impulsl nge trglen 30 Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de Tabelle 5 Parameter Trigger D p ezosystemjena unglaublich pr zise 10 5 Datenrecorder Der Datenrecorder ist ein 3 Kanal Aufzeichnungsger t das zyklisch aller 20us drei ausgew hlte Werte in einen Datenpuffer schreibt Diese drei Kan le laufen synchron Es k nnen max 500000 Werte je Kanal aufgenommen werden das entspricht einer Aufzeichnungszeit von 10s bei 50kS s Jeder Kanal des Datenrecorders kann mit einer Datenquelle siehe unten verkn pft werden Diese Kan le haben mit den Verst rkerkan len nichts zu tun Folgende Quellen k nnen ausgew hlt werden
107. veloped for three channel functions With the fast Digital Signal Processor DSP many functions are possible The d Drive provides exchangeability between actuators and control electronics All relevant data are saved on the ID chip on the actuator and transferred to the controller Therefore it is possible to use a calibrated actuator from piezosystem jena with different systems We also implemented helpfully features such as slew rate notch filter and low pass filter A built in function generator offers sine triangular and square functions as well as noise and sweep New features on the d Drive include the freely programmable arbitrary and vector generator For this a SD card is integrated which self generated arbitrary and vector files can be saved The actuators are separable and exchangeable due to integrated ID information The actuator type linearity optimization and PID settings are stored on an ID chip in the actuator s plug The calibration is done with an integrated pre amplifier In connection with the comprehensive function generator various trigger outputs can also be generated The new designed wobble function generator provides perfect support for the recording of resonant frequencies of the whole system The handling of the integrated SD card is similar to the handling of standard removable drives such as a USB port On this medium example files for the arbitrary and vector generator can be saved Furthermore t
108. wissenschaftlich config 8 oe schaltet Auto Power On ein aus 0 aus default 0 Us H config 16 1 ein 18 Gesch ftsf hrer Dr Bernt G tz e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de D unglaublich pr zise p ezosystemjena seh Status Fehler in Hexadezimalform 0 Integer Us config 32 1 Hex ee schaltet das zyklische Senden der 0 aus default 0 Us Zeit jede Minute ein aus config 1 1 ein calreq Zeit abfragen nach Power On 0 aus default 0 Us config 2 1 ein calfor Kalenderformat config 4 A E Ge d dorp Parameter Wert Us Parameter 0 Kanal 1 schaltet die zyklische Ausgabe der 1 Kanal 2 dprp aktuellen Position eines oder aller 2 Kanal 3 Aktoren ein aus 3 alle 3 Kan le Wert 0 aus default 0 1 ein mtime zyklische Messwertausgabe in ms 50 999 Us fready schaltet den globalen Softstart 0 aus default 1 Us ein aus config 64 1 ein version lt Controllernummer gt Versionsnummer Firmware der i 2 oe version SEET 4 FP Controller 8 Display Controller 16 COM Controller 32 DSP data Versionsdatum Firmware der vdate lt Controllernummer gt eingebauten Controller siehe version serno Seriennummer des Ger t abfragen 10 2 Befehlssatz im ON Betrieb Verst rkerkanal bezogene Befehle lt Befehl gt lt Verst rkerkanal gt lt Wert gt Enter lt Befehl gt lt Verst rker
109. z e Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem de 26 D prezosystemyjena unglaublich pr zise 10 3 3 Vektor Generator Der Vektor Generator besitzt drei interne Puffer die jeweils einem Kanal fest zugeordnet sind Sie enthalten die Zielpunkte der auszugebenden Kurve in 0 100 und die zugeh rige Verfahrzeit in Sekunden Die kleinste Zeiteinheit betr gt 0 00002s und Vielfache davon Die Wertepaare stehen in einer Textdatei Die zu benutzende Datei muss mittels Befehl gvecload in den entsprechenden Puffer des d Drive geladen werden Die Parameter sind in Tabelle 3 aufgelistet Um eine erzeugte Datei auf das Ger t zu speichern muss es ber USB mit dem PC verbunden werden Unter Windows wird die SD Card im Explorer als Wechseldatentr ger abgebildet Im Ordner wav_gen kann diese selbst erzeugte Textdatei abgespeichert werden In diesem Ordner befinden sich schon einige Beispieldateien die zum ersten Test benutzt werden k nnen Zum Laden der Datei in den Vektor Generator wird der Befehl gvecload Kanal Pfad dateiname benutzt Der Ladevorgang wird durch die zyklische Ausgabe lt percent xx angezeigt Ein anschlie end ausgegebenes OK signalisiert das Ende des Ladevorgangs Vor dem Start des Generators m ssen folgende Parameter eingestellt werden grun 0 0 0 schaltet die Funktionsgeneratoren aus gvecload Kanal Pfad dateiname l dt Datei in den internen Puffer gfkt Kanal 7 schaltet den Vektor Ge

Bedienungsanleitung Digitalsystem d-Drive

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