Блок интерфейса с опторазвязкой LPT порта для станка с ЧПУ V2.1
В данном материале представлен, используемый в блоке управления CNC Controller, блок интерфейса для 3-х координатного станка с ЧПУ (информация была взята с сайта RoboZone). Блок интерфейса имеет опторазвязку LPT порта от электронной части станка, что обеспечивает сохранность порта компьютера в случае аварийных ситуаций. Данный блок имеет полную опторазвязку, включая входящие сигналы. Так же блок имеет релейное управление различными силовыми нагрузками (шпиндель, охлаждение и т.п.).
Блок интерфейса позволяющий управлять тремя любыми контроллерами двигателей для станков ЧПУ (CNC) с поддержкой сигналов STEP, DIR, ENABLE, силовым релейным управлением и позволяет подключать разнообразные датчики (LIMIT, HOME, E-STOP) в необходимых комбинациях.
На линиях управления STEP и DIR используются высокоскоростные оптроны HCPL2630, это позволяет подавать на контроллеры двигателей сигналы с более высокими частотами. На остальных линиях управления и входящих сигналах установлены недорогие PC817, так как тут высокая скорость работы не требуется.
Питание части схемы со стороны станка обеспечивает линейный стабилизатор L7805 (либо любой другой аналог). Питание со стороны LPT порта компьютера можно реализовать двумя способами – с помощью гальванически развязанного DC-DC конвертера AM1D-0505SZ либо от USB порта (через шнур USB A-B). На печатной плате эти варианты реализованы (использовать необходимо только один из них!). Так же возможна установка реле с напряжением срабатывания 5 или 12 вольт, при этом для 5 вольтовых устанавлевается перемычка P1, а для 12 вольтовых P2. Тип реле к примеру такой: SRUDH series, SRU TV-5 series, HJR-21FF-S-Z series и им подобные с учетом посадочных мест, рабочего напряжения и тока контактной группы.
Для снижения нагрузки на LPT порт в схему дополнительно были включены микросхемы 74HC14(инвертирующий триггер Шмитта), что так же позволяет стабильно управлять ЧПУ (CNC) станком в случае «слаботочности» LPT порта компьютера.
Данная схема была основательно обкатана в программах K-Cam и Mach3 (на разных компьютерах). Пропуска шагов и сбоев не выявлено.
Рекомендуемая схема сопряжения электронных блоков и элементов для 3-х координатного станка с ЧПУ (CNC) приведена ниже.
Печатная плата интерфейса выполнена в двухстороннем варианте с небольшим количеством переходных отверстий, что позволило сильно уменьшить габариты. Это конечно усложнило процесс изготовления, но при должной аккуратности проблем не возникнет. Разводка выходных разъемов выполнена для оптимального подключения блока контроллера шагового двигателя на базе PIC18F2320 V4.1.
Печатная плата была изготовлена по технологии ЛУТ, был использован лазерный принтер HP 1010, утюг и прозрачная пленка для лазерных принтеров (пленку желательно брать ту у которой есть белая подложка например XEROX)
Процес изготовления блока интерфейса
При повторении схемы:
1. в разумных пределах допустимо изменение номиналов резисторов.
2. возможно использование любых аналогов транзисторов 2SC945 (NPN) для управления силовыми реле.
3. рекомендуем оптопары устанавливать в панельки.
4. диоды 1N4001 можно заменить на любые из линейки 1N400x
Скачать схему в формате sPlan 6.0 (rus) и разводку печатной платы в формате Sprint Layout 5.0 вы можете скачать здесь.
P1,P2 - означает перемычка (джампер). Ставится либо P1 либо P2 (одновременно, нельзя, при данной разводке монтажа это невозможно). L1 - это индуктивность 15 мкГн. Она на монтажной схеме находится возле разъёма USB и используется при отсутствии преобразователя VR1 используемый для развязки по питанию компьютера и плат ЧПУ станка.
Я не вижу где на схеме индуктивность? L1 это оно? Если да, то какой номинал Гн? И что означает P1 и P2 на схеме? Если это переменный резистор, то зачем?
Светодиоды LED 1,2,3 не должны гореть. Транзисторы VT, VT2, VT3 при открытии которых они загораются ( так же срабатывают соответствующие реле) не должны быть открыты т.к., вы говорите, нет оптронов. Через оптроны только, в этой схеме, может быть подан плюс от источника который открывает соответствующий транзистор ( npn ).
А что делать, если при проверке светодиодами, все светодиоды светятся? даже без оптронов... так и должно быть?
62. BBB-Masters 19.03.2015 20:34 Четверг
Это керамический конденсатор, меленькие обычно идут на 50В. То что в пунктирном прямоугольнике не обязательно впаивать если вы используете DC-DC преобразователь AM1D-0505SZ. Если вы его не устанавливаете то необходимо использовать питание от USB и соответственно впаять компоненты находящиеся в пунктирном прямоугольнике.
Подскажите пожалуйста, вот в программе mach3 в разделе диагностика показывает входные сигналы только (step,did,enable) по оси x. А остальные сигналы не показывает. Так должно быть или нет?
56. BBB-Masters 07.03.2015 15:25 Суббота
Открыли программу Mach3, кнопка RESET не нажата (светодиод мигает над кнопкой), соответственно на выходе интерфейсной платы XYZ Enable логический 0 (ноль), контроллер ШД работать не будет. Нажимаете кнопку RESET (светодиод не мигает над кнопкой) соответственно на выходе интерфейсной платы XYZ Enable появится логическая 1 (единица), контроллер ШД активируется. Инверсию сигнала можно изменить в настройках Mach3.
Да не свето диоды для проверки выходных сигналов. Вот как там написано(.чтобы проверить выходные сигналы можно подключить светодиод к выходам XYZ Dir, XYZ Enable и в ручном режиме нажимая кнопки координат смотреть на реакцию светодиода, при нажатии на RESET в программе, светодиод на выходе XYZ Enable засветится) понять не могу как это? Кто знает подскажите пожалуйста.
На фотографии платы есть еще и разьём для подключения внешних светодиодов, которых нет на принципиальной схеме. При желании можно внести изменение в монтажную плату и все это добавить. Этот вопрос, помнится, здесь задавали.