本文將逐步介紹MR2之TAMAGAWA編碼器模組，如(圖1)所示，其內容涵蓋產品操作介面與編碼器資訊，並搭配TS5700N8501 Datasheet[1]，進一步介紹TAMAGAWA編碼器通信機制。
(圖1) TAMAGAWA編碼器模組之實體圖
首先從TAMAGAWA模組之信號腳位介紹，其主要透過差分信號SD進行通信，Controller將透過UART連接至外部RS-485 Transceiver輸出差分信號，將該信號與TAMAGAWA編碼器模組的SD腳位進行連接，如(圖2)所示。
(圖2) 模組接線示意圖
使用者可於產品操作介面，按滑鼠右鍵進入TAMAGAWA模組設定，如(圖3)所示，進入模組設定後，可對模組內的EEPROM數值進行初始值設定，亦或是對Status field與ALMC相關的Flag實現故障注入，如(圖4)所示。
(圖3) 進入Tamagawa Setting
(圖4) Tamagawa模組設定介面
TAMAGAWA編碼器具備三種封包格式，分別為Data readout、Access(Writing) to EEPROM與Access(Readout) from EEPROM，而通信機制採Request-response model，Controller將根據應用需求向TAMAGAWA編碼器模組發送Request，並等待編碼器模組Response，其封包格式如(圖5)、(圖6)、(圖7)所示。
(圖5) Data readout封包格式[1]
(圖6) Access(Writing) to EEPROM封包格式[1]
(圖7) Access(Readout) to EEPROM封包格式[1]
我們可以觀察到這三種封包格式是由多種Field資訊所組成，以下將簡述各Field內容。
Control field(CF)
Start bit與Delimiter可分別對應至UART之Start bit與Stop bit
Sink code為固定值
Data ID code與ID Parity，將決定如何操作編碼器，請參考(圖9)所示
(圖8) Control field結構[1]
(圖9) Data ID code類型[1]
Status field(SF)
Information、Encoder error與Communication alarm為TAMAGAWA編碼器之狀態資訊，可透過TAMAGAWA模組設定介面，對其進行故障注入實驗，如(圖4)所示，而詳細狀態資訊內容請參考TS5700N8501 Datasheet[1]
(圖10) Status field結構[1]
Data field(DF)
根據Data ID code決定Data field內容與數量，如(圖11)所示
Data field以LSB依序傳輸，如(圖12)所示
ABS: Single turn
ABM: Multi-turn
ENID: Encoder ID，可透過模組設定調整ID值
ALMC: Encoder error，可透過TAMAGAWA模組設定介面，實現故障注入，如(圖4)所示，而詳細狀態資訊內容請參考TS5700N8501 Datasheet[1]
(圖11) Data field內容[1]
(圖12) Data field結構[1]
(圖13) ALMC內容[1]
Address field
指定操作之EEPROM Address
Busy status: 由編碼器設定此Flag，表示Request是否成功
⮕ 0: 操作有效
⮕ 1: 操作無效
(圖14) Address field結構[1]
EEPROM field
Data以LSB依序傳輸
(圖15) EEPROM field結構[1]
CRC field
計算公式: G(X)=X^8 +1 (X=rc0 ~ rc7)
(圖16) CRC field結構[1]
透過前文的介紹，我們已經知悉如何連接TAMAGAWA編碼器模組、模組設定操作，以及TAMAGWA的通信協定，接著將以條列式統整此模組可傳遞編碼器資訊
Baudrate: 2.5Mbps
ABS: Single turn，最高可達24bit解析度
ABM: Multi-turn，最高可達24bit解析度
Status field與ALMC: 可於模組設定介面配置錯誤信息，實現故障注入
ENID: 可於模組設定介面配置Encoder ID
EEPROM: 可儲存80bytes (0x00~0x4F)
*備註: 對於Baudrate、Single turn與Multi-turn之解析度有其他需求，歡迎進一步聯繫我們
最後針對通信機制列出以下重點，希望可幫助讀者加速開發Controller端
Controller透過UART連接至RS-485 Transceiver輸出差分信號，將其分別連接至TAMAGAWA模組之SD+與SD-
從本文可觀察每個Field都是以1 Byte的單位，並以LSB依序傳輸，其內部的Start bit與Delimiter bit為常見的UART N81機制
交握機制採Request-response model，意味著當Controller發送Request至TAMAGAWA編碼器模組，編碼器模組會進行Response，此時Controller將接收到編碼器的資訊
可於模組設定介面，配置ALMC、Status field進行故障注入實驗，或設定Encoder ID、EEPROM等資訊
參考資料
[1]. “TS5700N8501,” http://www.bianmaqi.com/uploads/201803/2018032819044985397.PDF, Retrieved on June 2024.
凱登智動於未來不斷推出MR2相關應用與特點文章，敬請期待
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