N5 EtherCAT Online Handbuch V1.5.1

Anschlussbelegung

Übersicht

Anschluss Funktion
X1 Ethernet
X2 Encoder und Hall-Sensor Anschluss
X3 Digitale/Analoge Ein- und Ausgänge
X4 Bremsen-Anschluss
X5 Motoranschluss
X6 Spannungsversorgung
X7 EtherCAT IN
X8 EtherCAT OUT
X9 Externe Logikversorgung, Eingangsspannung +24V DC
Spannungsversorgung für Encoder, Eingangsspannung +24V DC

X1 – Ethernet

Typ: RJ45-Buchse

Pin 1 ist mit einem Stern "*" markiert.

X2 – Encoder/Hall Sensor

Anmerkung:

Es werden zwei Typen von Encoder/Hallsensor unterstützt:

  1. Encoder/Hallsensor mit 5 V Versorgungsspannung. In diesem Fall ist nichts an den X9 anzuschließen, das Objekt 2059h muss auf den Wert "0" gesetzt werden (Werkseinstellung).
  2. Encoder/Hallsensor mit 24 V Versorgungsspannung. In diesem Fall müssen Sie eine Spannung von 24 V DC an den X9 (siehe X9 – Spannungsversorgung Encoder/Hallsensor, externe Logikversorgung) anschließen und das Objekt 2059h auf den Wert "1" setzen.
  • Typ: JST S12B-PADSS-1
  • Gegenstecker (im Lieferumfang nicht enthalten):
    • Gehäuse: JST PADP-12V-1-S (oder äquivalent)
    • Buchsenkontakte: JST SPH-001T-P0.5L (oder äquivalent)

Pin 1 und Pin 2 sind im Bild markiert.

Pin Funktion Bemerkung
1 GND
2 Vcc +5 V DC (Werkseinstellung) oder +24 V DC, Ausgangsspannung per Software umschaltbar mit Objekt 2059h.
3 A 5/24 V Signal, max. 1 MHz
4 B 5/24 V Signal, max. 1 MHz
5 A\ 5/24 V Signal, max. 1 MHz
6 B\ 5/24 V Signal, max. 1 MHz
7 I 5/24 V Signal
8 I\ 5/24 V Signal
9 Hall 1 5/24 V Signal
10 Hall 2 5/24 V Signal
11 Hall 3 5/24 V Signal
12 Shielding Schirmung

Es muss sichergestellt sein, dass der Encoder die unten angegebenen Schaltschwellen erreicht. Andernfalls ist eine zusätzliche, externe Schaltung nötig.

Typ Schaltschwellen
Ein Aus
Single-ended 5 V > 3,8 V < 0,26 V
Differenziell 5 V > 3,8 V < 0,26 V
Single-ended 24 V > 14,42 V < 4,16 V
Differenziell 24 V > 14,42 V < 4,16 V

Die interne Beschaltung der Encoder-Eingänge ist nachfolgend dargestellt.

X3 – Ein- und Ausgänge

  • Typ: Phoenix Contact MC 0,5/12-G-2,5
  • Gegenstecker (im Lieferumfang enthalten): Phoenix Contact FK-MC 0,5/12-ST-2,5 (oder äquivalent)

Pin 1 ist mit einem Stern "*" markiert.

PIN Funktion Bemerkung
1 GND
2 Eingang 1 Digitaleingang 5 V / 24 V umschaltbar per Software mit Objekt 3240h
3 Eingang 2 Digitaleingang 5 V / 24 V umschaltbar per Software mit Objekt 3240
4 Eingang 3 Digitaleingang 5 V / 24 V umschaltbar per Software mit Objekt 3240, max. 1 MHz, Richtungseingang in Takt-Richtungs-Modus
5 Eingang 4 Digitaleingang 5 V / 24 V umschaltbar per Software mit Objekt 3240, max. 1 MHz, Takteingang in Takt-Richtungs-Modus
6 Eingang 5 Digitaleingang 5 V bis 24 V, nicht umschaltbar per Software
7 Eingang 6 Digitaleingang 5 V bis 24 V, nicht umschaltbar per Software
8 Analogeingang 1 -10 V…+10 V oder 0…20 mA, umschaltbar per Software mit Objekt 3221h
9 Analogeingang 2 -10 V…+10 V oder 0…20 mA, umschaltbar per Software mit Objekt 3221h
10 Ausgang 1 Digitalausgang, Open Drain, max. 24 V / 0,5 A
11 Ausgang 2 Digitalausgang, Open Drain, max. 24 V / 0,5 A
12 Shielding Schirmung
Für Eingang 1 bis 4 gelten folgende Schaltschwellen:
Max. Spannung Schaltschwellen
sicheres Einschalten sicheres Ausschalten
5 V > 3,8 V < 0,26 V
24 V > 14,42 V < 4,16 V
Für Eingang 5 und 6 (Weitbereichseingänge von 5-24 V) gelten folgende Schaltschwellen:
Schaltschwellen
sicheres Einschalten sicheres Ausschalten
> 3,25 V < ca. 2 V
Anschlussdaten min max
Leiterquerschnitt starr min 0,14 mm2 0,5 mm2
Leiterquerschnitt flexibel min. 0,14 mm2 0,5 mm2
Leiterquerschnitt flexibel m. Aderendhülse ohne Kunststoffhülse min 0,25 mm2 0,5 mm2
Leiterquerschnitt AWG min 26 20
AWG nach UL/CUL min 28 20

X4 – Bremsen-Anschluss

  • Typ: Phoenix Contact MC 0,5/2-G-2,5
  • Gegenstecker (im Lieferumfang enthalten): Phoenix Contact FK-MC 0,5/2-ST-2,5 (oder äquivalent)

Pin 1 ist mit einem Stern "*" markiert.

PIN Funktion Bemerkung
1 Bremse + Intern mit +UB verbunden
2 Bremse - PWM-gesteuerter Open Drain-Ausgang, max. 1,5A
Anschlussdaten min max
Leiterquerschnitt starr min 0,14 mm2 0,5 mm2
Leiterquerschnitt flexibel min. 0,14 mm2 0,5 mm2
Leiterquerschnitt flexibel m. Aderendhülse ohne Kunststoffhülse min 0,25 mm2 0,5 mm2
Leiterquerschnitt AWG min 26 20
AWG nach UL/CUL min 28 20

X5 – Motoranschluss

  • Typ: Würth Elektronik 691313710006
  • Gegenstecker (im Lieferumfang enthalten): Würth Elektronik 691352710006 (oder äquivalent)

Pin 1 ist mit einem Stern "*" markiert.

PIN Funktion (Schrittmotor) Funktion (BLDC-Motor) Bemerkung
1 Shielding Shielding Schirmung
2 A U
3 A\ V
4 B W
5 B\ nicht benutzt
6 Shielding Shielding Schirmung
Anschlussdaten min max
Leiterquerschnitt starr 0,2 mm2 2,5 mm2
Leiterquerschnitt flexibel 0,2 mm2 2,5 mm2
Leiterquerschnitt flexibel m. Aderendhülse ohne Kunststoffhülse 0,25 mm2 2,5 mm2
Leiterquerschnitt flexibel m. Aderendhülse m. Kunststoffhülse 0,25 mm2 1,5 mm2
Leiterquerschnitt AWG 24 12
2 Leiter gleichen Querschnitts flexibel m. TWIN-AEH mit Kunststoffhülse 0,5 mm2 1,5 mm2
AWG nach UL/CUL 26 12

X6 – Spannungsversorgung

  • Typ: Würth Elektronik 691313710003
  • Gegenstecker (im Lieferumfang enthalten): Würth Elektronik 691352710003 (oder äquivalent)

Spannungsquelle

Die Betriebs- oder Versorgungsspannung liefert eine Batterie, ein Transformator mit Gleichrichtung und Siebung, oder ein Schaltnetzteil.

Anmerkung:
  • EMV: Bei einer DC-Stromversorgungsleitung mit einer Länge von >30 m oder Verwendung des Motors an einem DC-Bus sind zusätzliche Entstör- und Schutzmaßnahmen notwendig.
  • Ein EMI-Filter ist in die DC-Zuleitung mit möglichst geringem Abstand zur Steuerung/Motor einzufügen.
  • Lange Daten- oder Versorgungsleitungen sind durch Ferrite zu führen.

Anschlüsse

Pin 1 ist mit einem Stern "*" markiert.

PIN Funktion Bemerkung
1 Shielding Schirmung
2 +UB
  • Für die Version N5-1 (low current): 12 V -5%…72 V +4% DC
  • Für die Version N5-2 (high current) und bis Hardware-Version w007: 12 V - 48 V ±5% DC
  • Für die Version N5-2 (high current) und ab Hardware-Version w007b: 12 V -5%…57,4 V DC
3 GND
Anschlussdaten min max
Leiterquerschnitt starr 0,2 mm2 2,5 mm2
Leiterquerschnitt flexibel 0,2 mm2 2,5 mm2
Leiterquerschnitt flexibel m. Aderendhülse ohne Kunststoffhülse 0,25 mm2 2,5 mm2
Leiterquerschnitt flexibel m. Aderendhülse m. Kunststoffhülse 0,25 mm2 1,5 mm2
Leiterquerschnitt AWG 24 12
2 Leiter gleichen Querschnitts flexibel m. TWIN-AEH mit Kunststoffhülse 0,5 mm2 1,5 mm2
AWG nach UL/CUL 26 12

Zulässige Betriebsspannung

Die maximal zulässige Spannung beträgt je nach Version:

Steigt die Eingangsspannung der Steuerung über diesen Schwellenwert, wird der Motor abgeschaltet und ein Fehler ausgelöst. Die integrierte Ballast-Schaltung (25 W Leistung) wird aktiviert ab:

Die minimale Betriebsspannung beträgt 11,4 V DC. Fällt die Eingangsspannung der Steuerung unter 10 V, wird der Motor abgeschaltet und ein Fehler ausgelöst.

Ein Ladekondensator von mindestens 4700 µF / 50 V (ca. 1000 µF pro Ampere Nennstrom) muss parallel an die Versorgungsspannung angeschlossen werden, um ein Überschreiten der zulässigen Betriebsspannung (z.B. beim Bremsvorgang) zu vermeiden.

X7 – EtherCAT IN

Typ: RJ45-Buchse

Pin 1 ist mit einem Stern "*" markiert.

X8 – EtherCAT OUT

Typ: RJ45-Buchse

Pin 1 ist mit einem Stern "*" markiert.

X9 – Spannungsversorgung Encoder/Hallsensor, externe Logikversorgung

Funktionalität

Die Spannungsversorgung an X9 muss unter einer der folgenden Bedingungen angeschlossen werden:
  1. Es kommt ein 24 V Encoder zum Einsatz. In diesem Fall muss die eine Spannung von 24 V DC an X9 angeschlossen und das Bit 0 im Objekt 2059h auf den Wert "1" gestellt werden.
  2. Es ist eine Logik-Spannungsversorgung für die Steuerung notwendig, um in Falle eines Zusammenbruchs der Stromversorgung auf Stecker X6 (siehe "X6 – Spannungsversorgung") weiter Zugriff auf folgende Funktionen zu haben:
    • Logische Funktionalität der Steuerung
    • Kommunikation der Steuerung
    • Encoder
    Anmerkung: Die Wicklungen des Motors werden nicht von der Logikversorgung versorgt.
    In diesem Fall muss die eine Spannung von 24 V DC an X9 angeschlossen werden. Bei einem 24 V-Encoder muss das Bit 0 im Objekt 2059h auf den Wert "1" gestellt werden. Im Falle eines 5 V-Encoders ist das Bit 0 im Objekt 2059h auf den Wert "0" zu setzen ().

Anschluss

  • Typ: Phoenix Contact MC 0,5/2-G-2,5
  • Gegenstecker (im Lieferumfang enthalten): Phoenix Contact FK-MC 0,5/2-ST-2,5 (oder äquivalent)

Pin 1 ist mit einem Stern "*" markiert.

PIN Funktion Bemerkung
1 +UB Logik/Encoder +24 V DC, Versorgungsspannung für Logik und Encoder/Hallsensor
2 GND
Anschlussdaten min max
Leiterquerschnitt starr min 0,14 mm2 0,5 mm2
Leiterquerschnitt flexibel min. 0,14 mm2 0,5 mm2
Leiterquerschnitt flexibel m. Aderendhülse ohne Kunststoffhülse min 0,25 mm2 0,5 mm2
Leiterquerschnitt AWG min 26 20
AWG nach UL/CUL min 28 20
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