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HEDS-5505-S06

器件型号:HEDS-5505-S06
厂商名称:HP(Keysight)
厂商官网:http://www.semiconductor.agilent.com/
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器件描述

Quick Assembly Two and Three Channel Optical Encoders

HEDS-5505-S06器件文档内容

Quick Assembly
Two and Three Channel Optical
Encoders

Technical Data                                                          HEDM-550x/560x
                                                                        HEDS-550x/554x
                                                                        HEDS-560x/564x

Features                           HEDS-5500/5600 and HEDM-             Applications
                                   5500/ 5600 are two square waves
Two Channel Quadrature           in quadrature. The HEDS-5540         The HEDS-5500, 5540, 5600,
  Output with Optional Index       and 5640 also have a third chan-     5640, and the HEDM-5500, 5600
  Pulse                            nel index output in addition to the  provide motion detection at a low
                                   two channel quadrature. This         cost, making them ideal for high
Quick and Easy Assembly          index output is a 90 electrical      volume applications. Typical
No Signal Adjustment             degree, high true index pulse        applications include printers,
                                   which is generated once for each     plotters, tape drives, positioning
  Required                         full rotation of the codewheel.      tables, and automatic handlers.
External Mounting Ears
                                   The HEDS series utilizes metal       Note: Agilent Technologies
  Available                        codewheels, while the HEDM           encoders are not recommended
Low Cost                         series utilizes a film codewheel     for use in safety critical
Resolutions Up to 1024           allowing for resolutions to 1024     applications. Eg. ABS braking
                                   CPR. The HEDM series is nont         systems, power steering, life
  Counts Per Revolution            available with a third channel       support systems and critical care
Small Size                       index.                               medical equipment. Please
-40C to 100C Operating                                              contact sales representative if
                                   These encoders may be quickly        more clarification is needed.
  Temperature                      and easily mounted to a motor.
TTL Compatible                   For larger diameter motors, the
Single 5 V Supply                HEDM-5600, and HEDS-5600/
                                   5640 feature external mounting
Description                        ears.

The HEDS-5500/5540, HEDS-          The quadrature signals and the
5600/5640, and HEDM-5500/          index pulse are accessed through
5600 are high performance, low     five 0.025 inch square pins
cost, two and three channel        located on 0.1 inch centers.
optical incremental encoders.
These encoders emphasize high      Standard resolutions between 96
reliability, high resolution, and  and 1024 counts per revolution
easy assembly.                     are presently available. Consult
                                   local Agilent sales representatives
Each encoder contains a lensed     for other resolutions.
LED source, an integrated circuit
with detectors and output
circuitry, and a codewheel which
rotates between the emitter and
detector IC. The outputs of the

ESD WARNING: NORMAL HANDLING PRECAUTIONS SHOULD BE TAKEN TO AVOID STATIC DISCHARGE.
                                                                                                    2

Package Dimensions

HEDS-5500/5540, HEDM-5500

*Note: For the HEDS-5500 and HEDM-5500, Pin #2 is a No Connect. For the HEDS-5540, Pin #2 is CH. I, the index output.
HEDS-5600/5640, HEDM-5600

*Note: For the HEDS-5600 and HEDM-5600, Pin #2 is a No Connect. For the HEDS-5640, Pin #2 is CH. I, the index output.
                                                                           3

Theory of Operation                   Block Diagram

The HEDS-5500, 5540, 5600,
5640, and HEDM-5500, 5600
translate the rotary motion of a
shaft into either a two- or a three-
channel digital output.

As seen in the block diagram,         The final output of channel I is an  revolution.
these encoders contain a single       index pulse PO which is generated
Light Emitting Diode (LED) as its     once for each full rotation of the   Pulse Width (P): The number of
light source. The light is            codewheel. This output PO is a       electrical degrees that an output
collimated into a parallel beam by    one state width (nominally 90        is high during 1 cycle. This value
means of a single polycarbonate       electrical degrees), high true       is nominally 180e or 1/2 cycle.
lens located directly over the        index pulse which is coincident
LED. Opposite the emitter is the      with the low states of channels A    Pulse Width Error ( P): The
integrated detector circuit. This     and B.                               deviation, in electrical degrees, of
IC consists of multiple sets of                                            the pulse width from its ideal
photodetectors and the signal         Definitions                          value of 180e.
processing circuitry necessary to
produce the digital waveforms.        Count (N): The number of bar         State Width (S): The number of
                                      and window pairs or counts per       electrical degrees between a
The codewheel rotates between         revolution (CPR) of the              transition in the output of channel
the emitter and detector, causing     codewheel.                           A and the neighboring transition
the light beam to be interrupted                                           in the output of channel B. There
by the pattern of spaces and bars     One Cycle (C): 360 electrical        are 4 states per cycle, each
on the codewheel. The                 degrees (e), 1 bar and window       nominally 90e.
photodiodes which detect these        pair.
interruptions are arranged in a                                            State Width Error ( S): The
pattern that corresponds to the       One Shaft Rotation: 360              deviation, in electrical degrees, of
radius and design of the              mechanical degrees, N cycles.        each state width from its ideal
codewheel. These detectors are                                             value of 90e.
also spaced such that a light         Position Error ( ): The
period on one pair of detectors       normalized angular difference        Phase (): The number of
corresponds to a dark period on       between the actual shaft position    electrical degrees between the
the adjacent pair of detectors. The   and the position indicated by the    center of the high state of channel
photodiode outputs are then fed       encoder cycle count.                 A and the center of the high state
through the signal processing                                              of channel B. This value is
circuitry resulting in A, A, B and B  Cycle Error (C): An indication       nominally 90e for quadrature
(also I and I in the HEDS-5540        of cycle uniformity. The differ-     output.
and 5640). Comparators receive        ence between an observed shaft
these signals and produce the         angle which gives rise to one        Phase Error (): The deviation
final outputs for channels A and      electrical cycle, and the nominal    of the phase from its ideal value
B. Due to this integrated phasing     angular increment of 1/N of a        of 90e.
technique, the digital output of
channel A is in quadrature with
that of channel B (90 degrees out
of phase).

In the HEDS-5540 and 5640, the
output of the comparator for I
and I is sent to the index
processing circuitry along with
the outputs of channels A and B.
                                                                   4

Absolute Maximum Ratings                   HEDS-55XX/56XX                HEDM-550X/560X
                                          -40C to 100C              -40C to +70C
                    Parameter             -40C to 100C              -40C to +70C
     Storage Temperature, TS              -0.5 V to 7 V               -0.5 V to 7 V
     Operating Temperature, TA            -0.5 V to VCC               -0.5 V to VCC
     Supply Voltage, VCC                  -1.0 mA to 5 mA             -1.0 mA to 5 mA
     Output Voltage, VO                   20 g, 5 to 1000 Hz          20 g, 5 to 1000 Hz
     Output Current per Channel, IOUT      0.25 mm ( 0.010 in.)      0.175 mm ( 0.007 in.)
     Vibration                            0.1 mm (0.004 in.) TIR      0.04 mm (0.0015 in.) TIR
     Shaft Axial Play                     30,000 RPM                  30,000 RPM
     Shaft Eccentricity Plus Radial Play  250,000 rad/sec2            250,000 rad/sec2
     Velocity
     Acceleration

Direction of Rotation: When the      Output Waveforms
codewheel rotates in the counter-
clockwise direction (as viewed
from the encoder end of the
motor), channel A will lead
channel B. If the codewheel
rotates in the clockwise direction,
channel B will lead channel A.

Index Pulse Width (PO): The
number of electrical degrees that
an index output is high during
one full shaft rotation. This value
is nominally 90e or 1/4 cycle.
                                                                                5

Recommended Operating Conditions

Parameter                        Symbol Min. Typ. Max.                  Units                  Notes

Temperature HEDS Series          TA     -40                    100       C        non-condensing atmosphere
Temperature HEDM Series                                                  C        Ripple < 100 mVp-p
Supply Voltage                   TA     -40                    70       Volts      2.7 k pull-up
Load Capacitance                                                         pF        Velocity (rpm) x N/60
Count Frequency                  VCC    4.5 5.0                5.5      kHz        6.9 mm (0.27 in.) from
                                                                                   mounting surface
                                 CL                            100                 6.9 mm (0.27 in.) from
                                                                                   mounting surface
                                 f                             100                 6.9 mm (0.27 in.) from
                                                                                   mounting surface
Shaft Perpendicularity                                           0.25 mm         6.9 mm (0.27 in.) from
Plus Axial Play (HEDS Series)                                  ( 0.010) (in.)     mounting surface

Shaft Eccentricity Plus                                          0.04 mm (in.)
Radial Play (HEDS Series)                                      (0.0015) TIR

Shaft Perpendicularity                                           0.175 mm
Plus Axial Play (HEDM Series)                                  ( 0.007) (in.)

Shaft Eccentricity Plus                                          0.04 mm (in.)
Radial Play(HEDM Series)                                       (0.0015) TIR

Note: The module performance is guaranteed to 100 kHz but can operate at higher frequencies. 2.7 k pull-up resistors
required for HEDS-5540 and 5640.

Encoding Characteristics

Encoding Characteristics over Recommended Operating Range and Recommended Mounting Tolerances
unless otherwise specified. Values are for the worst error over the full rotation.

Part No.                       Description                         Sym. Min. Typ.* Max. Units

HEDS-5500      Pulse Width Error                                    P              7  45                              e
HEDS-5600      Logic State Width Error
(Two Channel)  Phase Error                                          S              5  45                              e
               Position Error
               Cycle Error                                                         2  20                              e

                                                                                   10 40 min. of arc

                                                                    C              3  5.5                             e

HEDM-5500      Pulse Width Error                                    P              10 45                              e
HEDM-5600      Logic State Width Error
(Two Channel)  Phase Error                                          S              10 45                              e
               Position Error
               Cycle Error                                                         2  15                              e

                                                                                   10 40 min. of arc

                                                                    C              3  7.5                             e

HEDS-5540      Pulse Width Error                                    P              5  35                              e
HEDS-5640      Logic State Width Error
(Three         Phase Error                                          S              5  35                              e
Channel)       Position Error
               Cycle Error                                                         2  15                              e
               Index Pulse Width
                                                                                   10 40 min. of arc

                                                                    C              3  5.5                             e

                                                                    PO  55         90 125                             e

               CH. I rise after       -40C to +100C               t2 -300 100 250                                   ns

               CH. A or CH. B fall

               CH. I fall after       -40C to +100C               t2  70 150 1000                                   ns

               CH. B or CH. A rise

Note: See Mechanical Characteristics for mounting tolerances.
*Typical values specified at VCC = 5.0 V and 25C.
                                                                      6

Electrical Characteristics

Electrical Characteristics over Recommended Operating Range.

Part No.   Parameter                                Sym. Min.  Typ.*  Max.  Units           Notes
                                                                 17    40
HEDS-5500  Supply Current                            ICC               0.4   mA    IOH = -40 A max.
HEDS-5600  High Level Output Voltage                 VOH 2.4    200            V   IOL = 3.2 mA
           Low Level Output Voltage                  VOL         50    85      V   CL = 25 pF
                                                                 57    0.4         RL = 11 k pull-up
           Rise Time                                  tr                      ns
           Fall Time                                  tf        180    85     ns   IOH = -200 A max.
                                                                 40    0.4         IOL = 3.86 mA
HEDS-5540  Supply Current                            ICC 30      57          mA    CL = 25 pF
HEDS-5640  High Level Output Voltage                 VOH 2.4                   V   RL = 2.7 k pull-up
HEDM-5500  Low Level Output Voltage                  VOL        180            V
HEDM-5600                                                        40                IOH = -40 A max.
           Rise Time                                  tr                      ns   IOL = 3.86 mA
           Fall Time                                  tf                      ns   CL = 25 pF
                                                                                   RL = 3.2 k pull-up
HEDM-5500  Supply Current                            ICC 30                  mA
HEDM-5600  High Level Output Voltage                 VOH 2.4                   V
           Low Level Output Voltage                  VOL                       V

           Rise Time                                  tr                      ns
           Fall Time                                  tf                      ns

*Typical values specified at VCC = 5.0 V and 25C.
                                                                        7

Mechanical Characteristics

Parameter                           Symbol    Dimension                 Tolerance[1]        Units
                                                234                                           mm
Codewheel Fits These                            568                        +0.000
Standard Shaft Diameters                       5/32 1/8                     -0.015             in
                                               3/16 1/4
Moment of Inertia                 J                                       +0.0000     g-cm2 (oz-in-s2)
Required Shaft Length[2]                    0.6 (8.0 x 10-6)               -0.0007            mm
Bolt Circle[3]                2 screw         14.0 (0.55)                                    (in.)
                             mounting                                        0.5            mm
Mounting Screw Size[4]        3 screw             19.05                    ( 0.02)          (in.)
                             mounting            (0.750)                     0.13            mm
Encoder Base Plate            external            20.90                   ( 0.005)          (in.)
Thickness                 mounting ears          (0.823)                                      mm
Hub Set Screw                 2 screw                                        0.13           (in.)
                             mounting              46.0                   ( 0.005)
                              3 screw            (1.811)
                             mounting                                        0.13
                              external      M 2.5 or (2-56)               ( 0.005)
                          mounting ears
                                            M 1.6 or (0-80)                           mm (in.)

                                            M 2.5 or (2-56)                           mm (in.)
                                             0.33 (0.130)
                                                                                      mm (in.)
                                                  (2-56)                              mm (in.)

                                                                                      (in.)

Notes:
1. These are tolerances required of the user.
2. The HEDS-55X5 and 56X5, HEDM-5505, 5605 provide an 8.9 mm (0.35 inch) diameter hole through the housing for longer motor
shafts. See Ordering Information.
3. The HEDS-5540 and 5640 must be aligned using the aligning pins as specified in Figure 3, or using the alignment tool as shown in
"Encoder Mounting and Assembly". See also "Mounting Considerations."
4. The recommended mounting screw torque for 2 screw and external ear mounting is 1.0 kg-cm (0.88 in-lbs). The recommended

mounting screw torque for 3 screw mounting is 0.50 kg-cm (0.43 in-lbs).

Electrical Interface                close to the encoder as possible    pull-up resistors on output pins 3
                                    (within 4 feet). Each of the three  and 5 (Channels A and B) are
To insure reliable encoding         encoder outputs can drive a single  recommended to improve rise
performance, the HEDS-5540 and      TTL load in this configuration.     times, especially when operating
5640 three channel encoders                                             above 100 kHz frequencies.
require 2.7 k ( 10%) pull-up       The HEDS-5500, 5600, and
resistors on output pins 2, 3, and  HEDM-5500, 5600 two channel
5 (Channels I, A, and B) as shown   encoders do not normally require
in Figure 1. These pull-up          pull-up resistors. However, 3.2 k
resistors should be located as
                                                                            8

Figure 1. Pull-up Resistors on HEDS-5X40 Encoder Outputs.

Mounting Considerations             two channel encoders are                mounting option as shown in
                                    attached to a motor with the screw      Figure 2. The optional aligning
The HEDS-5540 and 5640 three        sizes and mounting tolerances           pins shown in Figure 3 can be
channel encoders and the HEDM       specified in the mechanical             used with either mounting option.
Series high resolution encoders     characteristics section without
must be aligned using the aligning  any additional mounting bosses,         The HEDS-5600, 5640, and
pins as specified in Figure 3, or   the encoder output errors will be       HEDM-5600 have external
using the HEDS-8910 Alignment       within the maximums specified in        mounting ears which may be used
Tool as shown in Encoder            the encoding characteristics            for mounting to larger motor base
Mounting and Assembly.              section.                                plates. Figure 4 shows the
                                                                            necessary mounting holes with
The use of aligning pins or         The HEDS-5500 and 5540 can be           optional aligning pins and motor
alignment tool is recommended       mounted to a motor using either         boss.
but not required to mount the       the two screw or three screw
HEDS-5500 and 5600. If these

                                                           11.10 / 10.94
                                                           (0.438 / 0.431)

Figure 2. Mounting Holes.                                    2.39 / 2.34
                                                           (0.096 / 0.092)

                                    Figure 3. Optional Mounting Aids.
                                                                      9

                                                    2.39 / 2.34
                                                  (0.096 / 0.092)

                                                  0.25 (0.010) X
                                                 45 CHAMFER

                                                    2 PLACES
                                                  A 0.15 (0.006)

                                        0.8 (0.03) X 45 CHAMFER
                                             O A 0.05 (0.002)

                                                      11.10 / 10.94
                                                     (0.438 / 0.431)

Figure 4. Mounting with External Ears.
                                                                                                    10

Encoder Mounting and Assembly

1. For HEDS-5500 and 5600: Mount encoder base plate onto       2. Snap encoder body onto base plate locking all 4 snaps.
motor. Tighten screws. Go on to step 2.

1a. For HEDS-5540, 5640 and HEDM-5500, 5600: Slip
alignment tool onto motor shaft. With alignment tool in
place, mount encoder baseplate onto motor as shown above.
Tighten screws. Remove alignment tool.

3a. Push the hex wrench into the body of the encoder to        4. Use the center screwdriver slot, or either of the two side
ensure that it is properly seated into the code wheel hub set  slots, to rotate the encoder cap dot clockwise from the one
screws. Then apply a downward force on the end of the hex      dot position to the two dot position. Do not rotate the
wrench. This sets the code wheel gap by levering the code      encoder cap counterclockwise beyond the one dot position.
wheel hub to its upper position.
                                                               The encoder is ready for use!
3b. While continuing to apply a downward force, rotate the
hex wrench in the clockwise direction until the hub set
screw is tight against the motor shaft. The hub set screw
attaches the code wheel to the motor's shaft.

3c. Remove the hex wrench by pulling it straight out of the
encoder body.
                                                       11

Connectors                                                 Part Number
                                            103686-4
                      Manufacturer          640442-5
   AMP                                      65039-032 with 4825X-000 term.
                                            HEDS-8902 (2 ch.) with 4-wire leads
   Dupont/Berg
   Agilent                                  HEDS-8903 (3 ch.) with 5-wire leads
   (designed to mechanically lock into the  2695 series with 2759 series term.
   HEDS-5XXX, HEDM-5X0X Series)
   Molex

                                            *

                                                                             N/A*

                                                       *

Figure 5. HEDS-8902 and 8903 Connectors.

Typical Interfaces

HEDS55XX  CH. A     HCTL-2016/                  HOST
      OR   CH. B          2020              PROCESSOR

HEDS-56XX           QUADRATURE
      OR             DECODER/
                      COUNTER
HEDM-5X0X

HEDS55XX  CH. A     HCTL-1100                   HOST
      OR   CH. B       MOTION               PROCESSOR

HEDS-56XX           CONTROL IC
      OR

HEDM-5X0X
                                                                          12

Ordering Information                                         Option

Encoders with Film Codewheels
                                                   HEDM-5 0

Mounting Type           Outputs       Through Hole             Resolution (Cycles/Rev)   Shaft Diameter
5 - Standard      0 - 2 Channel   0 - None                   B - 1000 CPR
6 - External                      5 - 8.9 mm (0.35 in.)      J - 1024 CPR                 01 - 2 mm  06 - 1/4 in.

   Mounting Ears                                                                          02 - 3 mm  11 - 4 mm

                                                                                          03 - 1/8 in. 14 - 5 mm

                                                                                          04 - 5/32 in. 12 - 6 mm

                                                                                          05 - 3/16 in. 13 - 8 mm

                                  HEDS-8910 0                Alignment Tool

                  (Included with each order of HEDM-550X/560X two channel encoders)

Encoders with Metal Codewheels                               Option
                                                  HEDS-5

Mounting Type           Outputs       Through Hole          Resolution (Cycles/Rev)      Shaft Diameter
5 - Standard      0 - 2 Channel   0 - None
6 - External      4 - 3 Channel   5 - 8.9 mm (0.35 in.)      (HEDS-550X, 560X 2 Channel)  01 - 2 mm  06 - 1/4 in.

   Mounting Ears                                             S - 50 CPR   F - 256 CPR     02 - 3 mm  11 - 4 mm

                                                             K - 96 CPR   G - 360 CPR     03 - 1/8 in. 14 - 5 mm

                                                             C - 100 CPR H - 400 CPR      04 - 5/32 in. 12 - 6 mm

                                                             D - 192 CPR A - 500 CPR      05 - 3/16 in. 13 - 8 mm

                                                             E - 200 CPR I - 512 CPR

                                                             (HEDS-554X, 564X 3 Channel)

                                                             S - 50 CPR   G - 360 CPR

                                                             K - 96 CPR   H - 400 CPR

                                                             C - 100 CPR  A - 500 CPR

                                                             E - 200 CPR  I - 512 CPR

                                                             F - 256 CPR

                                  HEDS-8910 0                Alignment Tool

                  (Included with each order of HEDS-554X/564X three channel encoders)
                                                         13

                          01 02 03 04 05 06 11 12 13 14

HEDM-5500 B * *                     * ****

J                          *        *      ***

HEDM-5505 B                      *
                      J
                              *     *         *

HEDM-5600 B                         *         *
                      J
                                    *

HEDM-5605 B                         *

J                                   *

HEDS-5500 A * * * * * * * * * *

C * * **** ****

E                          *     *** **          *

F**                              *** **          *

G                          *        **     *     *

H                                   **     *     *

I * * **** ****

K                                *** *

S                                             *

HEDS-5505 A                      *  *         **
                      C
                      E          *  *      *     *
                      F
                      G          *  *            *
                      H
                       I         *  *            *
                      K
                                 *  *

                                    *               *
                                              *
                                 *  *

                                 *

HEDS-5540 A * * * * * * * * * *

C* *                                *****

E                                   **

F*                                      *        *

G                                   *

H                                   *            *

I**                                 *****

HEDS-5545 A                                *     *
                      C
                      H                    *
                       I
                                    *            *

                                    *

HEDS-5600 A                         *      ***
                      C
                      E             *      *     *
                      G
                      H             *
                       I*
                                    *         *

                                    *      *

                                        *
                                             14

              01 02 03 40 05 06 11 12 13 14

HEDS-5605  A  *     *

HEDS-5640  C  *
HEDS-5645
           E  *

           F        *

           G  *

           H  *        *

           I  *

           A  *  **

           E  *

           F  *

           H  *

           A  *  **

           C        *

           E        *

           G        *

           H  *  *     *

           I        *
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