Бюджетный usb-контроллер для mach3 - кому интересно присоединяйтесь.

[Leg]

Решил тут соорудить USB-контроллер для мача. Вернее железо сделал давно но как то забросил. Т.к. достройка собственного станка откладывается на весну решил пока покодить слегка чтоб из темы не выпадать (а то заброшу и будет полуЧПУ пылиться в уголке как половина бывших хобби ).

Основная рабочая часть кода написана и протестирована всеми доступными методами (пока только на соответствие траектории, повторюсь собственного ЧПУ нет).

Основные задачи контроллера:
- Уход от реалтайма с ПК (ну не люблю этого - чисто мой заскок, с другими мнениями спорить не буду).
- Расширение пинов ввода/вывода(например подключить полнофункциональную операторскою панель)
- И основное: "Сглаживание" шаговой последовательности.

Что касается последнего пункта - основная часть кода тратилась именно на него. В результате при достигнутой частоте степов всего 50Кгц дискретность формирователя временных интервалов - 16Мгц. В отличие от ЛПТ у которого дискретность равна частоте ядра - 100Кгц макс, т.е. шаговая последовательность не кратная 10мкс будет рваться. Пример, шаги 45кГц от ЛПТ и от контроллера - использовался один и тот же УП и настройки для мача:

Зачем создан этот пост:
Коммерческой цели не преследую, если есть энтузиасты кому интересно продолжение разработки - присоединяйтесь, проект можно сделать открытым.

P.S. Ссылками на готовые решения (SS, Kflop, ncPod, etc.. ) и вопросами "А на зачем это надо? " просьба не заваливать. Мне иногда нравится покодить - если больше никому не интересно - закроем тему.

[Baha]

Интересно! Могу только как тестер поучаствовать, можно и финансами.

[mura]

а плагин для Mach какой?
а камень какой стоит?

[Leg]

Интересно! Могу только как тестер поучаствовать, можно и финансами.

Собственно тестеры как раз нужны т.к. у меня не всегда есть время хорошо оттеснить какую-нить функцию, основное время уходит на написание кода, а баги вываливаются как всегда когда уже и забыл про написанный функционал.

Желательно разбираться в электронике хоть поверхностно, еще лучше - если человек сам сможет собрать девайс.
Если нет возможности самостоятельно собрать, а хочется поучаствовать как тестер уже готового девайса - могу делать по себестоимости - но, Вы должны понимать что это не готовое решение а только в процессе разработки.

а плагин для Mach какой? а камень какой стоит?

Плагин естественно пишу сам, для пользователя все прозрачно - никаких окон настройки, все через стандартные настройки мача, только номероа пинов можно задавать от 1 до 32 причем пин может работать как на ввод так и на вывод в зависимости от настройки мача.
Пины движков (всего 4 оси) - жесткие и в настройке не нуждаются, на вкладку мотороут можно не обращать внимание. Пины чержпамп и ШИМ тоже жесткие. Остальные 32 - настраиваются мачем.

Камень AT90USB1287, программатор не нужен, бутится по USB, новую версию всегда можно залить без проблем.

[Baha]

Желательно разбираться в электронике хоть поверхностно, еще лучше - если человек сам сможет собрать девайс. Если нет возможности самостоятельно собрать, а хочется поучаствовать как тестер уже готового девайса - могу делать по себестоимости - но, Вы должны понимать что это не готовое решение а только в процессе разработки.

Да , это дело без проблем, все есть, даже руки.

[mura]

а на AT90USBKEY пойдет?

[Leg]

Да , это дело без проблем, все есть, даже руки.

ОК. Ближе к ночи выложу схему. Плату тоже могу выложить, но, она требует металлизации под компонентами. Разводка простая и вполне ляжет на одну сторону - если у кого-то есть желание переразвести, делалась на две стороны скорее по привычке.
К концу недели дошлифую кое-что из уже реализованного в прошивке и плагине и тоже выложу.

Пока реализовано:
- 4-оси, 50Кгц, активный уровень - низкий, пока не настраивается, но скоро будет.
- Движение по УП,
- ручные переезды с ПК или с внешних сигналов JOG.
- Отработка лимитов - датчики вешаются на любые из 32 пинов - настраиваются стандартно мачем.
- 32 линии ввода/вывода(работа линий на ввод) стандартно настраиваемые в маче - настраивал лимты, джоггинг, старт, фид-холд, стоп, выбор скорости, одиночный-мулти шаг, эмерженси и т.п. - все сразу и все работает.
- Переключение линий на вывод - работает, но пока линии на вывод не конфигурятся через мач (проверял вывод конфигуря линии в прошивке) - скоро будет конфигурация через мач
- ШИМ работает, но пока нормально не конфигурится - скоро


Не реализовано:
- Возврат на базу, пока только обнуление осей. Сейчас вожусь - основная головная боль.
- Сигналы энкодеров серв - не планирую вообще, ресурсов мало, только для ШД
- Сигналы MPG - планирую в будущем.
- Обратная связь от шпинделя (сигнал Index) - незнаю как подобраться, попробую дергать поддержку артсофт.
- THC для лазера - не знаю как работает и с чем едет, пока не разбирался.
- Charge Pump - вроде не проблема, но пока руки не дошли, планирую.

а на AT90USBKEY пойдет?

Сама прошивка естественно ляжет - но на плате много лишнего что подключено на IO - могут быть конфликты с датафлеш и т.п. , пока не смотрел в эту сторону, выложу схему посмотрите сами, если все выводы необходимые для железа выведены и ничего не мешает(в крайнем случае спаять) - то не вижу проблем,если есть AT90USBKEY.

[Dj_smart]

"Лёд тронулся, господа присяжные..." Готов присоединиться. Станок есть. И есть пара вопросов:
AT90USB1287-AU- доступен ИМЕННО такой камень. Годится? Плату вручную сделать всё-таки можно?

[Leg]

AT90USB1287-AU- доступен ИМЕННО такой камень. Годится?

Ну так это он и есть.

Плату вручную сделать всё-таки можно?

Если один в один как на фото - я писал там два слоя и металлизация. Делать самому - зависит от качества достигнутой Вами технологии. Но как правило - хорошая домашняя металлизация пока еще скорее исключение. Хотя уже все больше любителей осваивают. Что касается самой трассировки - делается на ура левой ногой в домашних условиях. Я пользуюсь фотометодом, ЛУТ тоже должно получится.

Я все же рекомендую для домашнего изготовления переразвести на одну сторону, там трассировка простая, думаю на форуме найдется кто-то кто возьмется. Будет время разведу сам, может на выходных.

[Baha]

ОК. Ближе к ночи выложу схему. Плату тоже могу выложить, но, она требует металлизации под компонентами.

Ждем схему, и свою разводку выкладывай, лишним не будет.

[boldive]

Переходных отверстий не сильно много. Можно и проволочкой пропаять. Сама плата не сложная. Дома с фоторезистом получится без проблемм. Не совсем нравится идея с выходными разьемами на IO. Наверно лучше использовать разьемные соединения. Но это дело вкуса. В чем рисовали плату? Если в Altium Designer то выложите пожалуйста проект. Проще будет с разводкой ковыряться.
А в целом готов присоединится. Сделать плату и протестировать на станке смогу достаточно быстро. Я бы на выходе еще буфера поставил. Они дорого не стоят а вот пользы от них будет много.

[VRV]

Насколько я понял это своеобразный переходник USB-LPT? Или передаются команды G-кода, а девайс генерирует сигналы шаг/направление?

[boldive]

Для желающих начать прямо сейчас схему ждать не надо. Практически вся схема видна на фотке выше.

[Leg]

схема
плата - формат Gerber под печать (сверловка и контур уже на слоях)

[Dj_smart]

Leg, плату в pdf'е можно?

[arisov77]

Ещё прошивочку МК и плагин под Масн осталось выложить... - хочется посмотреть, как в Масн это всё будет настраивается.
Без подключенного "железа" это возможно?

[Leg]

Насколько я понял это своеобразный переходник USB-LPT? Или передаются команды G-кода, а девайс генерирует сигналы шаг/направление?

Ни то и не другое.
С переходниками мач работать не будет, как и любое ПО использующее ЛПТ не для печати. По крайней мере о реализации нормального ЛПТ-переходника работающего как чистый ЛПТ я пока ничего не слышал.
ЛПТ драйвер при использовании плагина вообще отключен.

Что бы понимать как работает железка нужно представлять как устроен мач. Если коротко то так: Мач при загрузке УП делает вычисление этого УП и создает по нему траекторию, что-то типа растровой картинки - только каждый элемент это точка не на плоскости а во времени - фактически постоянная скорость движения по каждой оси в данный момент времени.
Этот массив в последствии передается драйверу который делает из него шаговую последовательность - в случае ЛПТ этим занимается лпт-драйвер, в моем случае железо.

Ну а остальные функции - интерфейс с оператором и станком, тут думаю и так все понятно.

[arisov77]

...Ну а остальные функции - интерфейс с оператором и станком, тут думаю и так все понятно.

Т.е. какой ножке ЛПТ (в настройках Масн) будет соответсвовать определённая ножка AT90USB1287?

[Dj_smart]

Пины движков (всего 4 оси) - жесткие и в настройке не нуждаются, на вкладку мотороут можно не обращать внимание.

Думаю так.

[arisov77]

Может кому пригодиться - здесь http://item.taobao.com/item.htm?id=5794265317 есть схемки и фото китайского Mach3 USB. Там везде по In/Out стоит опторазвязка, думаю и для этого контроллера она будет не лишней.
По фото также видно, что к плате "подцеплен" переменник, для чего он там я не знаю, предполагаю что для таймера СОЖ. Если есть возможность, то неплохо бы эту "фичу" добавить.

[Leg]

Leg, плату в pdf'е можно?

К сожалению доступный мне вариант конвертации в пдф дает некоторые искажения окружности падов. В общем вот если устроит.

Ещё прошивочку МК и плагин под Масн осталось выложить... - хочется посмотреть, как в Масн это всё будет настраивается. Без подключенного "железа" это возможно?

Читайте выше, к концу недели-выходные выложу. Там много моих отладочно-проверочных кодов типа вывода кода состояния в окне координат и т.п. которые надо почистить. Дошлифую выложу.

Настраиваться в маче все будет так как и было. Все на том же месте. Только номер пина в портах может быть до 32, то что еще не реализовано просто не будет реагировать на настройку.

[Dj_smart]

В общем вот если устроит.

Спасибо, устроит конечно. Ставить ПО, в котором ничерта не смыслишь... Подправим.

[Leg]

Там везде по In/Out стоит опторазвязка, думаю и для этого контроллера она будет не лишней.

Это уже все снаружи делается, у многих драйверов развязка есть.
К тому же выводы могут работать как на ввод так и на вывод - какой стороной оптрон ставить? Это уже пользователю решать.

Т.е. какой ножке ЛПТ (в настройках Масн) будет соответсвовать определённая ножка AT90USB1287?

Заходим на вкладку Input(или Output) - Делаем все ровно то же - только в поле PIN# можем писать от 1 до 32 - это будет номер вывода подписанный на плате(см.фото). В поле PORT# пишем что кому нравится - ЛПТ отключен, эта информация не используется.

На вкладке Motor толкь включаем оси и выбираем активный уроветь, порт и пин до лампочки, пишем что хотим - выводы жостко прописаны в контроллере.

предполагаю что для таймера СОЖ. Если есть возможность, то неплохо бы эту "фичу" добавить.

Объясните как это должно функционироват, я не специалист по станкам. Мне станок нужен для доработки пластиковых корпусов под электронику и сверления плат. Во все тонкости работы ЧПУ я не внедрялся, делаю пока только то что понимаю.

Я только за - добавить новый функционал, но мне надо понимать с чем его есть.

В чем рисовали плату? Если в Altium Designer то выложите пожалуйста проект. Проще будет с разводкой ковыряться.

Плата в pcad2004, Altium Designer естественно ее поймет. Скиньте свое мыло на мыло в pdf, вышлю(я не любитель держать в открытом доступе "исходники" и библиотеки даже самых простых проектов).
Кому тоже надо в PCAD - на мыло.

Не совсем нравится идея с выходными разьемами на IO. Наверно лучше использовать разьемные соединения. Но это дело вкуса.

Да дело вкуса. Но не забывайте что их там 52. С таким шагом пойдут только типа мелких PWL или IDC с которыми на мой взгляд пользователь больше намучается с пайкой-обжимом чем с пружинными контактами - особенно если надо будет быстро перетыкнуть. Я исходил из этого.

Я бы на выходе еще буфера поставил. Они дорого не стоят а вот пользы от них будет много.

Для тех кто собирает девайс и смотрел схему поясню мой ход мыслей:
Как видно из схемы выводы контроллера на прямую идут на выходные разъемы есть только защитные резисторы. Нету даже подтяжки. Это не удешевление:
1. Это пилот, и как первая версия он должен быть максимально комфортный для дальнейшей доработки. Все согласование можно общими усилиями разработать, оттестить снаружи, реализовать во второй версии если есть необходимость.
2. Буфера оптроны и т.п. - повторюсь, выводы работают как на ввод так и на вывод, и не группой а каждый отдельно, продумать буферизированные двунаправленные пины можно, но на пилоте я бы не заморачивался - основная задача сейчас софт.

[arisov77]

...Объясните как это должно функционироват, я не специалист по станкам. Мне станок нужен для доработки пластиковых корпусов под электронику и сверления плат. Во все тонкости работы ЧПУ я не внедрялся, делаю пока только то что понимаю.

Я только за - добавить новый функционал, но мне надо понимать с чем его есть...

Таймер СОЖ (смазочно-охлаждающие жидкости) в основном нужен для работы с металлами. Вообще то для полноценной работы нужно 2 регулятора (время паузы и время включения насоса). Здесь http://www.purelogic.ru/doc/PDF/Controller/PLC4x.pdf на стр.8 и здесь http://stepmotor.ru/production/block...�%20ЧПУ.pdf можно посмотреть краткое описание и узнать значения времени вкл./выкл. помпы.
Также, если уж думать о универсальности, то неплохо бы аппаратно (в плате) предусмотреть возможность подключения преобразователя ШИМ>в напряжение 0…10В (для регулирования частоты вращения шпинделя).

… Все согласование можно общими усилиями разработать, оттестить снаружи, реализовать во второй версии если есть необходимость.
2. Буфера оптроны и т.п. - повторюсь, выводы работают как на ввод так и на вывод, и не группой а каждый отдельно, продумать буферизированные двунаправленные пины можно, но на пилоте я бы не заморачивался - основная задача сейчас софт.

Желаю Вам в успехов в написании и оттачивании софта, а «железо» – каждый может по своему реализовать. Думаю, что если будет нормальный софт, то этот usb-контроллер для mach3 может стать «хитом» среди «любителей - ЧПУшников»

[dima-357]

http://item.taobao.com/item.htm?id=5794265317 схемки и фото китайского Mach3 USB. Вот ента штучка конечно интересна, еще бы и исходник для АТмеги был бы выложен былоб круто,
а по этой диковинке на русском или хотябы на инглише у кого нибудь есть инфа? по китайски я чето плохо понимаю.

[arisov77]

Если уж и дальше мечтать о совершенствовании usb-контроллер для mach3, представленным Leg, то хотелось бы видеть на его «борту» ещё и аппаратный преобразователь ШИМ>в напряжение 0…10В, типа такого http://www.cncathome.com/vfd.html или http://robozone.su/2010/01/12/pwm-ko...ya-rev-11.html (для регулировки частоты вращения шпинделя).

OffTop: почему то моё сообщение №24 укоротилось. В нём было и про преобразователь ШИМ>10В и про то что в выше указанных ссылках (в сообщении №24) можно "подглядеть" значения времени паузы/времени работы помпы.

[mura]

Вот ента штучка конечно интересна, еще бы и исходник для АТмеги был бы выложен былоб круто,

там мегой и не пахнет, на SAM7 это.

[dima-357]

Извиняюсь конечно , но производитель то АМТЕЛ, просто я быстро глянул вижу АТ, вот и подумал

[Leg]

Кто сделает железку - отпишитесь. Начну выкладывать ПО. Пока нет железа буду дописывать ПО.

Просьба: Посоветуйте файлообменник куда выложить плагин. Драйвер и прошивка будут доступны на моем хосте. Плагин как и любое самописное ПО под PC - пока на стороннем, скоро эту проблему решу и новые версии будут лежать вместе с прошивкой у меня. Думаю причину проблемы объяснять не надо.

А теперь вопросы:
Вожусь с возвратом на базу. Дело в том что эта функция полностью реализована внутри драйвера, сам мач ничего не делает кроме вызова самой функции. Соответственно мне надо полностью реализовывать ее самому.
В доках мача написано что при вызове баз должно начаться движение до наезда на концевик, потом в обратную до съезда. По факту при использовании ЛПТ я вижу что происходит только наезд и сразу принятие базы - съезда не происходит. В чем причина? И вообще кто-то может рассказать как правильно должно функционировать - принятие баз.
В доке сказано что наезд и съезд - идут на одинаково малой скорости. Какой тогда смысл в съезде вообще? Если бы наезд шел на повышенной скорости - а съезд на малой для точного останова - я бы понял. А так че-то не понятно.

[dima-357]

Я занимался с одним станком делают москвичи, электроника китай , там у них пульт , вставляется флешка с программой обработки и вперед, так вот в базовую позицию станок идет с помощю пульта изначально база выставленна по конечникам , он запоминает эту цифру , а потом когда надо даеш команду вернуться в базовое он едет и отсчитывает цифру назад, и не доезжая до баз нуля нное растояние замедляет скорость и доезжает до баз нуля , это нное растояние можно в пульте менять , причем базу можно выставить где угодно , конечники это лиш ограничители того что ехать дальше нельзя,
Можно наехать на конечники , немного сдвинуться назад и проставить нуль т.е. базу , короче чтото типа того. И там еще есть возможность простановки до 3 базовых позиций в разном местоположении рабочего поля, допустим на первой позиции одну заготовку делаеш , сделал, переключил базу на вторую станок ушел вторую заготовку строгать.

[Leg]

Я занимался с одним станком делают москвичи, электроника китай , там у них пульт , вставляется флешка с программой обработки и вперед,

Я имел ввиду как возврат на базу происходит именно у мача. Может я просто не так понял доку или с настройками не то.
Т.к. железка делается под мач - хочется чтобы она хотя бы реализовывала по максимуму функционал мача. А в будущем можно реализовать и другие механизмы - если не устраивает реализация это механизма в маче(типа описанного выше, если мач так не может) .

[dima-357]

Мне кажется что в маче надо макрос писать, по другому ч не знаю

или настройки какието еще есть,

[Leg]

Мне кажется что в маче надо макрос писать, по другому ч не знаю

Не надо, итак пишется плагин в которм я могу вертеть мачем как хочу. Я могу реализовать любой алгоритм возврата баз. Проблема в другом.
В посте 29 я описа что фактически полученный результат при использовании стандартного мача с ЛПТ отличается от моего понимания документации.
Что бы корректно реализовать функцию - мне надо знать как должен вести себя чистый мач с теми или иными настройками. Что бы возвращать ему результат которого он ожидает (даже если фактический алгоритм другой) - иначе мач будет жить своей жизнью а железо своей.

или настройки какието еще есть,

Это ближе, вот кто бы рассказал какие, перевертел уже все.
Мне как кодеру проще понять реализацию смотря на код а не настройки - к сожалению это одна из функций полностью скрытых внутри драйвера и увидеть ее реализацию нет возможности.

[dima-357]

Надо в мач заглянуть , давненько я его не открывал, че разведаю отпишусь

[Baha]

могу код Турбоснс скинуть.

на промышленных в основном стоят индуктивные концевики, там два раза переезжает концевик, а потом только отходит, выставляет нулевую точку. А дополнительные базы выставляются через G код, G54 и далее, к физической машине отношение не имеет.

[dima-357]

В доках мача написано что при вызове баз должно начаться движение до наезда на концевик, потом в обратную до съезда. По факту при использовании ЛПТ я вижу что происходит только наезд и сразу принятие базы - съезда не происходит. В чем причина?

Я посмотрел , это из за того что в настройках стоит галочка Auto Zero, я скинул пдф файл mach3_2 , почитайте, начиная с раздела переключение баз, в разделе параметры калибровки про Auto Zero описанно , если его выключить то будет наезжать а потом сьезжать с конечника, если включить то при наезде цыфра устанавливается по нулям.

[Leg]

Я посмотрел , это из за того что в настройках стоит галочка Auto Zero,

Проверял,если Auto Zero выкл., то при наезде на хом координата просто не обнуляется(не принимает значение home off.), реверса все равно не происходит, сразу идет к следующей оси.

Если конечник уже включен в момент попытки принять базу - ничего вообще не происходит, идет сразу на следующую ось.

[dima-357]

там еще Home Neg для Х и Y надо включить и проставить остальные значения в меню Диалог Базы и программных пределов

почитайте там все подробно написанно, нужно еще учитывать в какую сторону едет в + или в -, от этого зависят настройки

Slow Zone предел замедления скорости при движении к базе и пр.

Поэкспериментируйте, все настройки зависят от конструкции станка, соответственно ваш девайс должен быть гибким к оборудованию и к настройкам мача

А вообще мне кажется особо и заморачиваться не нужно, ваше устройство фактически является ретранслятором комманд матча через усб к станку , и как бы матч не был настроен он это станку передаст, вот и все,

[Leg]

А вообще мне кажется особо и заморачиваться не нужно, ваше устройство фактически является ретранслятором комманд матча через усб к станку , и как бы матч не был настроен он это станку передаст, вот и все,

Нет, это в корне не так. Не так все просто. Мач не дает никаких комманд. Все что происходит со станком и визуальным интерфейсом - все пишется мной. Вплоть до траектории движения на экране, всех сообщений в статусе, даижения окна УП, вывода кординат, в общем ВСЕ. Мач только вызывает функции в ответ на действия пользователя и расчитывает траеторию УП - все, все вызываемые функции я должен реализовать сам.

Если просто отключить родной драйвер мача и подсунуть пустой плагин Вы вообще не увидите ни каких изменений на экране.

[dima-357]

Может я и ошибаюсь, ну или не догоняю чего нибудь, вы посмотрите как реализованно в смут драйвере, платка такая , тут выше гдето упоминалась