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XMC4300_EtherCAT_CoreBoard

基于xmc4300的ethercat从站核心板,与fb1111尺寸一致

起因

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。

选型

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:

  1. xmc4300自带cortex m4内核,不需要外挂单片机
  2. infineon的Dave软件非常完善,解压即用
  3. 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
  4. 稳定性高,核心板外接线简单
  5. 两路i2c,一路spi(或两路spi,一路i2c,可配置)

参考了部分开源的:diebieslaveFreeECATarducat ,商业的:Esmacateasycat

综合比较下,xmc4300价格更合适、更适合工业环境。

成本

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

目标

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。

引脚

教程

1、硬件设计

2、软件编程

3、简易输出模块

致谢

核心板硬件使用立创eda创建