EL2595、EL2596 LED控制模塊使用注意事項

第4頁ELEL2595/EL2596LED控制模塊使用注意事項摘要：本文檔主要簡述了EL2595/EL2596模塊使用的注意事項附件：序號文件名備注歷史版本：免責(zé)聲明：我們已對本文檔描述的內(nèi)容做測試。但是差錯在所難免，無法保證絕對正確并完全滿足您的使用需求。本文檔的內(nèi)容可能隨時更新，如有改動，恕不事先通知，也歡迎您提出改進(jìn)建議。參考信息：目錄1. 使用前的注意事項 31.1. LED簡介 31.2. 電壓模式 31.3. 電流模式 41.4. PWM 51.5. 總線系統(tǒng)控制 52. EL2595 62.1. 基本內(nèi)容 62.2. 其它基本參數(shù) 72.3. 其它參數(shù) 72.4. 使用案例 83. EL2596 93.1. 基本內(nèi)容 93.2. 其它基本參數(shù) 103.3. 其它參數(shù) 113.4. 使用案例 114. 附錄 13

使用前的注意事項（1）在使用EL2595之前請確保firmware已經(jīng)更新到最新的版本。（2）在條件允許的情況下請盡可能明確LED的電路連接和額定參數(shù)以避免參數(shù)設(shè)置不當(dāng)造成的負(fù)載損壞。（3）LED的電路基本控制模式有兩種：電壓控制和電流控制。電壓控制需要外接電阻，控制簡單但對負(fù)載的損耗較大：電流控制無需外接負(fù)載，控制復(fù)雜但精度較高。建議使用電流控制模式。以上幾點皆為建議，如果不遵守也有可能使光源工作在正常狀態(tài)下?？梢詤⒖糂asicsofLEDtechnologyLED簡介LED發(fā)光二極管是一種具有很強(qiáng)非線性的電子元件，當(dāng)外加的正向壓降大于LED的導(dǎo)通壓降時，LED正向?qū)?。LED元件的伏安特性曲線如下圖，電壓的小變化會引起電流的大變化。而由于光通量和電流強(qiáng)度有著一定的比例關(guān)系，LED的發(fā)光會發(fā)生劇烈變化。這意味著led必須一般使用某種形式的電流限制器進(jìn)行操作，否則即使是輕微的波動也適用電壓會破壞LED。 LED控制有四種模式：電壓模式，電流模式，PWM，總線系統(tǒng)控制。每種控制模式對于某些應(yīng)用都有優(yōu)缺點，因此用戶必須決定使用哪種模式。LED照明的應(yīng)用領(lǐng)域包括建筑、舞臺應(yīng)用、機(jī)器照明、機(jī)器狀態(tài)可視化和機(jī)器視覺。電壓模式這種控制方法的缺點是不能精確控制光強(qiáng)。如上所述，電壓的微小變化會導(dǎo)致電流的巨大變化，從而導(dǎo)致發(fā)光強(qiáng)度的強(qiáng)烈變化。使用電壓控制時，電源電壓的波動會直接影響LED的發(fā)光強(qiáng)度。這種光強(qiáng)的變化會導(dǎo)致溫度的快速上升，從而影響電阻的使用壽命。（１）單色LED所有標(biāo)準(zhǔn)輸出端子都可以用于單色led，無論它們是接地還是正開關(guān)。串聯(lián)電阻必須針對具體的應(yīng)用進(jìn)行計算。數(shù)字輸出端子上的LED串接是被允許的，但在計算時必須將串聯(lián)電阻考慮在內(nèi)。以操作所使用的LED單色LED的連接以EL2004(正極切換)和單色LED為例，如下圖所示（２）多色LED對于多色led，必須考慮到其連接的類型。為了節(jié)省連接線，正連接(陽極)通常組合在一條線上，稱為共陽極。集成串聯(lián)電阻的多色LED可直接連接到電壓控制的數(shù)字輸出端子上。否則，必須連接串聯(lián)電阻，以避免損壞LED。下圖以EL2004(正開關(guān))和EL2084(接地開關(guān))為例，介紹了多色led的連接。必須計算每種顏色的串聯(lián)電阻，因為不同的顏色有不同的特性(導(dǎo)電電壓等)。電流模式使用電流源可以直接操作LED。電流控制，LED的光通量可通過指定的電流值直接調(diào)節(jié)，無需電阻。因此，電源電壓的波動不會影響LED的光通量。例如，在機(jī)器視覺應(yīng)用中建議使用電流控制。單色LED的控制類似電壓模式。多色LED只能在EL2596-00x0上工作(帶或不帶PWM)，連接方式見下圖。只能使用共陽極LED。如果要在電壓模式下使用LED，必須使用串聯(lián)電阻。PWM使用串聯(lián)電阻快速開關(guān)恒流或恒壓稱為PWM模式。亮度可以通過脈寬調(diào)制(PWM)在真彩色調(diào)整。通過以足夠高的頻率和預(yù)設(shè)的占空比(0…100%)開關(guān)電源，LED的快速閃爍在人眼看來就像在連續(xù)的發(fā)光。通過改變占空比，LED可以降低或增加隨時間推移的平均電流，從而調(diào)節(jié)亮度?？偩€系統(tǒng)控制LED可以用用于建筑和舞臺技術(shù)的總線系統(tǒng)來控制，如EIB/KNX((EuropeanInstallationBus),DMX(DigitalMultiplex)和DALI(DigitalAddressableLightingInterface)。DMX和DALI是用于照明技術(shù)的總線系統(tǒng)，而EIB/KNX描述了用于建筑自動化的通用總線系統(tǒng)。在總線接收器后面安裝在LED上的是用于照明應(yīng)用的電流或電壓模式的LED驅(qū)動器。這些總線系統(tǒng)的確切功能和它們用于LED控制的用途超出了本文檔的范圍。在倍福自動化網(wǎng)站的應(yīng)用說明下載區(qū)可以找到DMX、EIB和DALI的單獨文檔，這些文檔描述了公交系統(tǒng)的功能。一個示例應(yīng)用程序是像素LED的使用。所謂的像素系統(tǒng)是一種智能的多LED控制方法。像素LED是一種集成電路的LED。在一個LED矩陣或LED條中，幾個LED通常不是串聯(lián)起來的，但每個LED都可以通過總線通信接收單獨的信號，因此每個LED都可以單獨控制。這些LED或LED條需要一個LED控制器，該控制器以>100KHz串行傳輸通信信號。這樣的像素LED條可以通過DMX進(jìn)行控制。在通信方面，必須使用EL6851EtherCAT通信端子作為DMX主終端。DMX控制器必須用作DMX主控制器和LED條之間的接口。選擇控制器和LED條時必須驗證兼容性。

EL2595EL2595EtherCAT端子包含一個LED恒流源，用于控制一個或多個串聯(lián)的LED。用戶指定所需的設(shè)置電流，集成電源單元然后根據(jù)所連接的led提供所需的正向電壓。電流可以快速切換為短時間照明，可以產(chǎn)生極短的閃光。脈沖持續(xù)時間可調(diào)，從200us到無窮大。與EL2252一樣，flash時間本身可以通過分布式時鐘時間戳來設(shè)置；此外，模塊也可以使用外部觸發(fā)器輸入。模塊擁有大量的輸入電流/電壓和輸出電流/電壓實時診斷功能，可精細(xì)控制LED光強(qiáng)?？刂颇Ｊ街挥羞B續(xù)量電流控制，它有三種常用工作模式，分別是nominalinput，triggerinput，DCinput，此外還有一個emergencyflash模式。接線圖如下基本內(nèi)容初始化模塊，注意三個參數(shù)8000:02是holdcurrent，請大致計算一個最大電流以保證負(fù)載不會損壞，建議數(shù)值選擇在300mA-700mA，不同的firmware版本的區(qū)間略有差異。請不要擅自修改8000:03的supplyvoltage的值，由于我們的模塊都是24v供電的，所以設(shè)置為其它參數(shù)會導(dǎo)致錯誤。8000:04是outputvoltage，由于EL2595內(nèi)部有一個恒流源，所以輸出電壓（即給負(fù)載供電的電壓）不能升壓或者降壓在±1v內(nèi)，具體內(nèi)容詳見EL2595/commissioning/CoEData例如：Holdcurrent=500mA,outputvoltage=27V則supplyvoltage可能不在26V到28V的范圍內(nèi)。使用PDO中的DOXcontrol控制位的output和DOXcurrent控制位（單位mA），默認(rèn)電量大于（小于）設(shè)定值的5%會報警、20%會報錯。其它基本參數(shù)8000:09/0A是Pulseontime/offtime，可以調(diào)整脈沖開啟或者關(guān)斷的時間以保護(hù)負(fù)載。此外，可以配合PDO中的DOXimpulselength控制位對控制信號進(jìn)行延時定時，具體內(nèi)容詳見EL2595/commissioning/BasicFunctionPrinciples/Generalprocedure。8001是PID參數(shù)，可以監(jiān)控輸出電量的波形以進(jìn)行PID參數(shù)的整定。8002:11和8002:19可以設(shè)置兩個infodata監(jiān)控所需要的變量，對應(yīng)的PDO數(shù)據(jù)可以在SM2中的input查看。在8002:32中可以設(shè)置數(shù)字量輸入模式（即工作模式）。在trigger模式下，收到高電平信號即為一次輸入響應(yīng)，使用PDO中的DOXcontrol控制位的inputtriggerenable和output，工作時序見下圖此外，可以使用PDO中的DOXtriggerdelay控制位配合CoE中的8000:0B的triggerdelay對控制信號進(jìn)行延時定時，具體內(nèi)容詳見EL2595/commissioning/BasicFunctionPrinciples/Externaltriggerinput。DC模式下，首先，在EL2595的DC選項卡中激活分布式時鐘，接著在device->EtherCAT->advancedsetting->distributedclocks勾選ShowDCSystemTime(64-bit)。具體內(nèi)容請詳見EL2595/commissioning/DistributedClockSettings/ExampleofasequencewithactivatedDistributedClocks。其它參數(shù)具體內(nèi)容詳見EL2595/commissioning/Objectdescriptionandparameterization使用案例連接方式見上圖，紅色框為LED接入方式，藍(lán)色框為trigger信號?；緟?shù)如下使用定制的白色燈珠板，firmware版本006，定制板的參數(shù)導(dǎo)入startup自啟動項中。Standard模式下，將outputcurrent設(shè)置為50mA，將output位置1，光源亮起切換到trigger模式，將EL2004的兩路數(shù)字量輸出連接到triggerinput+和triggerinput-。將outputcurrent設(shè)置為50mA，將inputtriggerenable和output都置為1，光源亮起。DC的使用請詳見EL2596。

EL2596控制模式有連續(xù)量和脈沖量（PWM）的電流控制和電壓控制，有三種工作模式，此外還有電壓測量模式并支持多色LED。對于LED照明的高精度控制，建議使用較短的電纜長度。EL2596-xxxxEtherCAT端子包含一個可調(diào)的LED電源，用于控制一個或多個串聯(lián)的連續(xù)光或脈沖模式的LED。用戶指定所需的設(shè)置電流。集成電源單元然后根據(jù)所連接的led提供必要的正向電壓。為此，EL2596-xxxx端子有一個降壓電源單元，提供所需的輸出電壓?？梢允褂谜螂妷旱陀贓L2596輸入電壓的LED。LED的工作具有短期過驅(qū)動電流，即所謂的“過驅(qū)動”，只要輸出電壓保持在電源電壓以下也是可能的。EL2596-xxxx具有多用途的觸發(fā)選項。觸發(fā)器輸入輸出可同時使用:觸發(fā)輸出觸發(fā)攝像頭；觸發(fā)輸入(可參數(shù)化)由相機(jī)或傳感器觸發(fā)；將LED控制器EL2596-xxxx集成到EtherCAT系統(tǒng)中；單閃光燈控制；運(yùn)行過程中電流/電壓參數(shù)的變化接線圖如下，注意EL2596需要24V供電，建議使用EL9576外接電阻，經(jīng)由此模塊供電?；緝?nèi)容EL2596的基本使用與EL2595類似，但EL2596中只提供降壓的電壓輸出，因此不能驅(qū)動正向電壓高于24V的光源，在PDO中的不同模式下，8000:02中直接設(shè)置的可以是輸出電流，也可以是標(biāo)稱/限位電流。如果電流要在脈沖模式下以高于LED的標(biāo)稱電流運(yùn)行，則由于LED的非線性和LED的電流控制能力，CoE參數(shù)8000:04中的輸出電壓需要設(shè)置為更高的值。PDO中的時間分辨率為1us，CoE中的時間分辨率為0.1us。使用PDO中的DOXcontrol控制位。建議將EL9570用于具有電壓峰值的電源。若峰值過大可以在電源端子上連接負(fù)載以將其消耗。如果不清楚光源的工作電流可以參考以下步驟自動配置電壓：切換到currentcontrol，填寫一個不太大的電流（不高于100mA），激活enable和output，在FB00的request中輸入0x0501，可以在8000:04中查看到實際電壓。有關(guān)EL2596基本設(shè)置的具體內(nèi)容詳見EL2596/commissioning/Quickstart其它基本參數(shù)在CoE的8004:01中選擇工作模式，包括currentcontrol、currentcontroltimestamppulse、currentcontroltriggerpulse、currentcontrolPLCpulse、currentcontrolPWM、voltagecontrol、voltagecontrolPWM、currentsinkPWM八種模式。此處介紹currentcontrol、currentcontroltimestamppulse、currentcontrolPLCpulse、currentcontrolPWM和voltagecontrol。其它工作模式詳見EL2596/commissioning/Settingtheoperationmodes。（1）電流控制模式下，LED輸出端的電流是連續(xù)控制的。因此，此模式可實現(xiàn)無閃爍照明。然而，與脈沖模式相比，這種操作模式是緩慢的，因此不適合短脈沖，當(dāng)電流小于10mA時請使用PWM控制模式。（2）電流控制時間戳脈沖模式，LED能夠通過分布式時鐘驅(qū)動。脈沖峰值電流、脈沖持續(xù)時間和脈沖開始時間由過程數(shù)據(jù)定義。脈沖時間通過分布式時鐘指定?？梢援a(chǎn)生25μs和10s之間的脈沖。在脈沖模式下，輸出電流的占空比必須精準(zhǔn)計算，1A-20%的占空比，2A-10%的占空比，3A-8%的占空比。建議使用電壓測量的電壓自確定功能。配置DC模式并激活分布式時鐘，在PDO中通過DOXcurrent的outputcurrent以mA為單位指定設(shè)定電流，通過DOXpulselength的pulselength以us為單位指定脈沖長度。使用CoE參數(shù)8002:31，可以將時間分辨率從1us降低到100ns。通過DOXDCStarttime中的DCStarttime指定脈沖的開始時間。通過Enable位激活DOXcontrol中的control，激活Output。（3）電流控制PLC脈沖模式，脈沖峰值電流和脈沖持續(xù)時間由過程數(shù)據(jù)定義。脈沖由PLC中的位觸發(fā)?？梢援a(chǎn)生25μs和10s之間的脈沖。（4）電流控制PWM，此操作模式提供支持PWM的恒流操作。LED的亮度可以通過PWM頻率和PWM持續(xù)時間以及輸出電流的幅度來控制。如果設(shè)置的輸出電流對應(yīng)于LED的標(biāo)稱電流，則可以通過占空比以真彩色非常精確地指定亮度。或者，也可以通過降低設(shè)定輸出電流來降低亮度。默認(rèn)PWM頻率為1050Hz。如有必要，可以在索引0x8004:04中調(diào)整該值。在DOXPWMduty中的PWMduty下指定PWMdutycycle。如果未映射PDO對象DOXPWMduty，則占空比在CoE索引8004:07中設(shè)定。（5）電壓控制，輸出端的電壓保持恒定。在這種模式下，指定了一個連續(xù)控制的設(shè)定電壓。輸出電流取決于連接的負(fù)載。輸出電流可以增加到CoE索引下8000:02中目標(biāo)電流（限制電流）的200%。 EL2596提供了一種triggeroutput的功能，它可以作為觸發(fā)相機(jī)的觸發(fā)輸出。該觸發(fā)輸出可以在每種脈沖模式下開啟（電流控制PLC脈沖、電流控制時間戳脈沖和電流控制觸發(fā)脈沖），電路連接如下設(shè)置8004:02中triggeroutmode，具體內(nèi)容見EL2596/commissioning/Useofthetriggeroutput/commissioningofthetriggeroutput。此外，triggerinput的內(nèi)容詳見EL2596/commissioning/Useofthetriggerinput。其它參數(shù)具體內(nèi)容詳見EL2596/commissioning/Objectdescriptionandparameterization使用案例以下案例都使用電流控制currentinput，如果希望使用電壓控制請連接電阻，如果希望使用脈沖請注意極值以保證負(fù)載的安全。電阻阻值的計算方法詳見BasicsofLEDtechnology。連接方式見下圖，紅色框為LED接入方式，使用的是沃德普的環(huán)形光源HDR-110。（1）連續(xù)電流控制初始化模塊，在8000:02輸入電流50mA，使用電壓自確定功能（見上文），獲得輸出電壓18.42v。（2）電流控制時間戳脈沖在8004:01中選擇currentcontroltimestamppulse模式，在PDO中選擇DCdigitaloutputwithinfodata，在DC選項卡中激活DCactive。設(shè)置PDO數(shù)據(jù)中的outputcurrent、DCstarttime的值和impulselength。設(shè)置enable和output。（3）電流PWM控制在8004:01中選擇currentcontrolPWMpulse模式，在PDO中選擇PWM，也可以選擇PWMwithcurrentandinfodata。設(shè)置PDO數(shù)據(jù)中的PWMduty和enable以及output。附錄：EL2595與EL2596（0010）的部分技術(shù)指標(biāo)的對比TechnicaldataEL2595EL2596EL2596-0010建議使用常值亮度>300mA并且是簡單的照明標(biāo)準(zhǔn)端子照明在視覺上的應(yīng)用高達(dá)24vDC標(biāo)準(zhǔn)端子照明在視覺上的應(yīng)用高達(dá)48vDC接線2線2線2線輸入電壓24VDC(-15%/+20%)24VDC(-15%/+20%)48VDC(-15%/+20%)輸出電壓2…48VDC(輸入電壓上下控制，控制模式下觀察死區(qū))連續(xù)光模式:0…UINPWM連續(xù)光:0…(UIN-0.5V)脈沖工作(0…2A):0…(UIN-2V)脈沖工作(3A*):0…(UIN-3V)*最大輸出電壓在2A和3A之間的線性表現(xiàn)0…(UIN-2V)最大輸出電流300…700mA(取決于輸出電壓和占空比)脈沖模式下0…3A(取決于輸出電壓和占空比)，連續(xù)模式下0…1.2A脈沖模式下0…3A(取決于輸出電壓和占空比)，連續(xù)模式下0…1.2A切換時間typ.TON:<1μs,typ.TOFF:<1μs,脈沖200μstyp.TON:<1μs,typ.TOFF:<1μs,脈沖25μs…10styp.TON:<1μs,typ.TOFF:<1μs,脈沖25μs…10s觸發(fā)輸出(對相機(jī))–1（電氣隔離，最大10mA推挽,10…24VDC，電壓可通過外部連接的電壓分配器調(diào)節(jié)）1(電氣隔離