MT系列

MT 5V2 双端口通讯磁编码器 (24mm)

产品说明书

Version: 1V0  |  Ø24mm / 4-6VDC / 16bit分辨率 / 双端口级联 / 多摩川 & Modbus协议

1 简介

1.1 产品概述

MT 5V2 (24mm) 是一款基于磁电传感技术的高精度绝对值编码器,通过RS485总线差分方式输出位置数据。

核心特色:配备两个独立通讯端口(Port A 和 Port B),支持一进一出级联连接,可通过总线串联多个编码器,大幅简化多轴系统的布线复杂度,降低线缆成本。

可广泛应用于多关节机器人、伺服电机群控、自动化生产线、精密仪器多轴角度测量等需要多个编码器协同工作的场景。

1.2 产品特性

2 规格参数

参数 说明
产品系列 MT 5V2 24mm双端口通讯磁编码器
通讯接口 RS485 半双工 × 2(Port A + Port B)
双端口独立接口
通讯协议 多摩川协议 / Modbus RTU
根据型号选择
传输速率 RS485: 2.5Mbps (多摩川) / 9600bps~2.5Mbps (Modbus, 默认38400)
接口响应时间 25μs
输出驱动器 RS485总线差分
级联方式 Port A 进 / Port B 出,总线并联
支持菊花链级联
主电源电压 4~6VDC
工作电流消耗 <50mA
传感器技术 磁电
单圈分辨率 14位硬件分辨率,8倍过采样扩展为16位有效(65536) · 16位格式输出(角度当量≈0.0055°/LSB)
码制 二进制码
工作温度 -40°C~+105°C
存储温度 -40°C~+125°C
湿度 98%相对湿度, 无凝结状态
安装方式 在电机轴末端固定径向充磁圆饼磁铁或磁环
产品直径 Ø24mm
安装孔 Ø2mm
产品厚度 5mm (含接线端子)
最高旋转速度 12000 rpm
重量 20g
连接方式 GH1.25mm 5P端子 × 2(Port A + Port B)

3 硬件说明

3.1 Port A 引脚定义(输入端 / 上行端口)

Port A 通常连接至主控制器或上一级编码器的 Port B,作为数据输入端口。

引脚 定义 说明
1 VCC 主电源 DC 4~6V
2 GND 电源共用地
3 RS485A RS485接口A
4 RS485B RS485接口B
5 NC 预留接口

3.1 Port B 引脚定义(输出端 / 下行端口)

Port B 通常连接至下一级编码器的 Port A,作为数据输出端口,实现级联扩展。

引脚 定义 说明
1 VCC 电源输出(与Port A直通) DC 4~6V(直通)
2 GND 电源共用地
3 RS485A RS485接口A(与Port A直通)
4 RS485B RS485接口B(与Port A直通)
5 NC 预留接口
注意:Port A 和 Port B 的 RS485 信号线在模块内部是并联直通的,两个端口在电气上等价,共同挂载在同一条 RS485 总线上。级联时只需注意为每个编码器设置不同的站号即可。

3.2 状态指示灯

PWR:电源指示灯;D2:通讯指示灯,闪烁表示正在通讯读取数据

3.3 尺寸图

MT 5V2A 外形尺寸:直径 Ø30mm,含双 GH1.25 端子接口。

尺寸参数数值
产品直径Ø30mm
安装孔直径Ø2mm
安装孔间距28.18mm
端子接口GH1.25 5Pin × 2(Port A + Port B)

详细尺寸请参考 MT_5V2A 尺寸图。

4 级联功能

4.1 级联拓扑结构

MT 5V2A 的双端口设计支持菊花链(Daisy Chain)级联方式,多个编码器通过 RS485 总线串联,只需从主控制器引出一组 RS485 线缆即可访问总线上所有编码器。

主控制器
(MCU/PLC)
编码器 #1站号1
Port A ← 主控 | Port B → 下一级
编码器 #2站号2
Port A ← 上一级 | Port B → 下一级
编码器 #N站号N
Port A ← 上一级 | Port B → (终端)

级联要点:

  • 主控制器连接至第一个编码器的 Port A
  • 第一个编码器的 Port B 连接至第二个编码器的 Port A
  • 以此类推,最后一个编码器的 Port B 可悬空或接终端电阻
  • 每个编码器必须设置不同的站号,否则会发生总线冲突

4.2 级联 vs 星型接线对比

对比项传统星型接线MT 5V2A 级联方式
线缆数量每个编码器独立走线到主控只需一组总线贯穿所有编码器
布线复杂度高,线束多而乱低,一根总线串联即可
扩展便利性需重新拉线到主控直接接入总线末端
适合场景编码器分散布置多轴集中布置(如机械臂关节)

4.3 级联注意事项

  • 站号唯一:级联前请确保每个编码器已通过通讯协议写入不同的站号地址,默认站号均为 1,需要逐一修改后再级联
  • 总线终端:长距离传输(>5m)建议在总线末端(最后一个编码器的 Port B)并联 120Ω 终端电阻,以抑制信号反射
  • 供电能力:级联多个编码器时,VCC/GND 通过端子直通,需确保电源能提供足够电流(每个编码器约 30mA),建议级联数量不超过 10 个或使用独立供电
  • 波特率一致:同一 RS485 总线上的所有设备必须使用相同的波特率和数据格式
  • 线缆选择:建议使用双绞屏蔽线,长距离传输时信号线和电源线分开走
首次使用建议步骤:
① 先单独连接一个编码器,通过通讯协议修改站号为 2
② 再连接第二个编码器(默认站号 1),两个一起上电
③ 主机分别向站号 1 和站号 2 发送读角度命令,确认都能正常读取
④ 确认无误后再增加更多编码器

5 使用说明

5.1 安装步骤

  1. 在电机轴末端固定径向充磁圆饼磁铁或磁环,确保居中安装
  2. 将编码器模块固定在磁铁正上方,保持磁铁表面到芯片表面 1~3mm 间距
  3. 将主控制器的 RS485 线缆连接至第一个编码器的 Port A
  4. 如有多编码器,用短排线将 Port B 连接至下一个编码器的 Port A
  5. 上电前确认所有接线正确,无短路或反接
  6. 上电,确认 PWR 指示灯亮起
  7. 通过通讯协议读取各站号编码器的角度数据

5.2 磁铁安装要求

  • 使用径向充磁(磁力方向垂直于圆面)的圆片状永磁铁
  • 推荐规格:直径Φ5mm × 厚度3mm,N35级以上钕铁硼磁铁
  • 磁铁中心应与编码器传感器中心对准
  • 磁铁表面到传感器表面的距离建议保持在1mm ~ 3mm
  • 确保磁铁固定牢固,旋转时不得松动或偏移
磁铁安装注意事项:
• 磁铁必须居中安装,偏心会导致测量误差增大
• 磁铁的N极或S极均可使用,但需垂直朝向芯片表面
• 安装后请手动旋转轴,观察输出数据变化是否平滑连续
编码器与磁铁安装示意图

编码器与磁铁安装示意图

5.3 多编码器接线示例

以 3 个编码器级联为例:

连接源端口目标端口说明
连接 1主控制器 RS485编码器#1 Port A总线入口
连接 2编码器#1 Port B编码器#2 Port A第一级级联
连接 3编码器#2 Port B编码器#3 Port A第二级级联
连接 4编码器#3 Port B(悬空或 120Ω 终端电阻)总线末端

6 Modbus RTU 通讯协议

6.1 通讯参数

出厂默认通讯参数:

  • 站号:0x01 (可设置范围 0x01~0xFE)
  • 数据首地址:1
  • 波特率:38400 / 8 / N / 1

编码器支持 0x030x060x10 三种功能码。主机可以通过Modbus RTU模式读写寄存器来设置编码器参数以及读编码器位置。

6.2 读取角度数据(功能码 0x03)

主机发送读取命令:

设备站号功能码寄存器地址高寄存器地址低寄存器个数高寄存器个数低CRC高CRC低
0x010x030x000x010x000x010xD50xCA

从机应答命令:

设备站号功能码数据长度数据高字节数据低字节CRC高CRC低
0x010x030x020x120x340xB50x33

0x12 0x34:角度分辨率值 = 0x1234 = 4660 (max. 65536/圈)

角度(°) = 读数值 × 360 ÷ 65536

6.3 写单个寄存器(功能码 0x06)

以写存储命令为例 — 主机发送:

设备站号功能码寄存器地址高寄存器地址低数据高数据低CRC高CRC低
0x010x060x000x0A0x000x010x280x08

从机应答(原样回显表示执行成功):

设备站号功能码寄存器地址高寄存器地址低数据高数据低CRC高CRC低
0x010x060x000x0A0x000x020x280x09

6.4 写多个寄存器(功能码 0x10)

示例:将波特率改为115200 — 主机发送:

站号功能码起始地址高起始地址低寄存器数高寄存器数低字节数数据高...数据低CRC高CRC低
0x010x100x000x650x000x020x040x000x010xC20x000x35
改完后需要再发存储命令,然后重新上电才生效。

6.5 Modbus 寄存器地址表

地址(十进制) 参数名称 说明 长度 读写
1 单圈角度分辨率值 65536/圈 2字节 只读
10 存储参数 1:存储参数设置
2:初始化参数
3:把当前位置设置为0位
2字节 读写
101 波特率 9600~2.5M(默认38400),设置后需存储参数设置并重启才生效 4字节 读写
104 站号地址 默认为1,设置后需存储参数设置并重启才生效 2字节 读写
105 零位偏移 编码器零位的叠加偏移值(默认为0),设置后立刻生效,可通过保存参数设置保存偏移值 2字节 读写