基于xmc4300的ethercat从站核心板,与fb1111尺寸一致
ethercat是一种工业实时以太网,广泛用于自动化设备和数控机床上。它开放协议栈、实时性好、价格低,广泛用于驱动器、控制面板和IO设备,普及程度正一步步提高。
在很多设备上,研发人员疲于应对现场问题,对IO模块往往分为两个极端:
- 基于Modbus,只需要一颗stm32f103即可,速率限制较大,稳定性也较差(普遍为光耦或三极管输出),价格低廉。
- 基于ethercat的模块,例如倍福el系列io模块,价格高昂,稳定性极佳。
但即使是采用了价格较高的倍福模块,当使用需求较高时,在电气柜内仍需要错综复杂的接线。对于标准化的设备来说,工人接线越多故障率也越高。部分厂家开始定制ethercat模块。它们主要基于以下两大平台:
- beckhoff et1100
- microchip lan9252
实际应用中这两个平台都需要外挂单片机,并且编程门槛较高,开发环境不好搭建。
使用XMC4300核心板,可以快速开发电磁阀组、面板按钮、IO模组等。
本项目仍在测试阶段,不对成品负责。
我参考了倍福官方的选型手册,fb1111原理图等,最终敲定xmc4300+DP83848做核心板,有以下几个原因:
- xmc4300自带cortex m4内核,不需要外挂单片机
- infineon的Dave软件非常完善,解压即用
- 尺寸兼容倍福fb1111,双层PCB,单面贴片,除了网口和排针外无插件原件。100批量下单件成本约130元
- 稳定性高,核心板外接线简单
- 两路i2c,一路spi(或两路spi,一路i2c,可配置)
参考了部分开源的:diebieslave 、 FreeECAT 、 arducat ,商业的:Esmacat 、 easycat 。
综合比较下,xmc4300价格更合适、更适合工业环境。
名称 | 数量 | 价格 | 链接 |
---|---|---|---|
xmc4300 | 1 | 55 | https://www.ickey.cn/detail/1003022093547/XMC4300F100K256AAXUMA1.html |
DP83848IVV | 2 | 16 | https://www.ickey.cn/detail/100300320411267/DP83848IVVX__point__NOPB.html |
HR913550A | 2 | 8 | https://item.szlcsc.com/174889.html |
其它元器件 | 1 | 10 | - |
PCB | 1 | 3 | - |
SMT | 1 | 16 | - |
合计 | - | 108 | - |
- 成本按照50台套单价计算
- XMC4300价格波动较大,最低54,最高95。
- SMT可以在立创做,单片折合约10元。第三方做一般开机费800
- 故核心板总成本在99~150之间,考虑物料折损等,一般取130为实际成本
只需要Arduino基础编程和电子基础知识,即可在数周时间内创造定制的IO模块。
1、硬件设计
2、软件编程
3、简易输出模块
核心板硬件使用立创eda创建