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自作インターフェース基板で "LinuxCNC on Beaglebone Black" が動作! 投稿者:oldman 投稿日:2015/08/18(Tue) 22:23 No.358

以前、以下の内容をポストしました。
>BBB上で動作する"LinxCNC on Linux" を、LAN接続したWindows PC(SSHクライアント)から制御する形態で、BBBのデジタル出力(パルス)で色々な機器を制御できそうです。
多分、寒い時期でしたね^^;
やっと、秋月電子で購入した"BeagleBone ユニバーサルプロトケープ"に とりあえず"3V→5V レベル変換機能"のみを実装して、SECさんのドライバー基板+ステッピングモーターを LinuxCNCで動かすことが出来ました。

BeagleboneBlack(以下、BBBと略します)のピンヘッダーの信号には各メーカー(装置)単位に色々と違いが有るのですが、今回は、"Open Source Hardware"で回路図が公開されている事、および 各軸の制御と温度制御の出力と リミット信号と温度情報の入力もある"インターフェース的にフルセット"であることから "CRAMPS"ケープを選択しました。
LinuxCNCの動作時に、ケープとして 『「ARM」→「BeagleBone」→「CRAMPS」→「CRAMPS」』を選択すると、oldmanの作成したピンヘッダー配置の信号で動作します。

...で、あっけなく動いてしまったのですが 動作検証としては 60点かと思っています。
理由は、サンプルデータは3軸で X,Y,Z,Eの4軸分のモーターとドライバー基板を用意したのに 3軸しかテスト出来なかった事と、使いもしない3Dプリンタ用のベッドとエクスとルーダー(吐出機構?)がデフォで動作している事、および 動作中に変なエラーメッセージが出てきた事です。

まあ、各ステッピングモーターが さもありなんという感じで"小気味良い(思ったよりうるさい?)音"で回転したので良しとしました。

写真左がテスト環境です。橙色のLANケーブルが刺さっているBBBの上に搭載されている『今回作成したインターフェース基板』から、X,Y,Z軸のドライバー基板に"方向とステップパルス"が出ています。右上がインターフェース基板の拡大図で、今回はインターフェース基板への出力信号の処理(3V→5V変換)のみのIC(クリックして拡大する名称が判ります)を実装しています。
右下が 配線が輻輳してハンダ付けの順番を考えないと配線できない可能性が高いので作成した実体配線図です(実際には この図を左右反転した物も使っています)。中央が 実際に配線したユニバーサルプロトケープの裏面です。
ピンヘッダーは 必要最小限の部分のみにしています。理由は コストダウンというのが表向きで、実際には全てのピンヘッダーを付けてしまうと 付けたり外したりするのか大変だからです。

以下は感想です。
・ 日本圧着端子製造(JST)製の2.5mmピッチコネクタの処理には エンジニアのPA-21精密圧着ペンチが必須です。
・ 大容量(?)のヒートシンクのおかげで、SLA7078MPRTは温かくすらなりませんでした。
・ ステッピングモーターは 動作していない物も含めて4台ともに40度以上になりました。制御電流を当初の2Aから1Aに変更しましたが大して変わりません。こんな物なのでしょうか?
  (サーボモーターは長時間回していてもほんのりと温かいというレベルなので気になりました。)


ここまで来ると プリント基板用のCNCマシンをでっち上げて LinuxCNCをちゃんと動かしたくなってきました。一人で Linux 及び LinuxCNCを勉強するのは辛いので どなたかご一緒しませんか?
( 実験環境は 写真のように 1.5諭吉程度と あまり高価ではありません )

BeagleBone Greenの互換品で - SEC   2015/09/03(Thu) 22:18 No.361
こんにちは

凄くシンプルなので興味があります

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-09683/

秋月で安い互換の物が出ています
「搭載された4GのeMMCフラッシュに Linux OS (Debian)が プリインストールされています。」

こんなものでも動くかどうか試してみたいです
Re: 自作インターフェース基板で "LinuxCNC on Beaglebone Black" が動作! - oldman   2015/09/03(Thu) 23:34 No.362
SECさん、こんにちは。
(ドライバー基板をわけていただいたので簡単にテスト環境が出来ました。ありがとうございます)
(見にくいけど No.358の写真をクリックして戴いて、左下のボードが SECさんからいただいたボード4枚です)


"Green"て何? と調べたら、Blackの後継(?)機種ですね。余り使われないHDMI等が省かれているようです。
( SECさんに紹介頂いたサイトの"よくある質問"に以下がありました。
------------------------------
【質問】 BeagleBone Blackとの違いは何ですか?
[2015/09/03 10:38:29]
【回答】 BeagleBone Green[BBG]はBlack[BBB]からHDMI出力(映像/音声)機能が省かれているエコノミー版です。
このほかのハードウェアの差異は以下です。
・USBクライアント端子:マイクロUSB Bタイプ メス[BBG]、ミニUSB Bタイプ メス[BBB]
・外部電源5V入力:拡張端子(P9-5/6番ピン)のみ[BBG]、ACアダプタ用電源ジャックと拡張端子[BBB]
・UART: 4ピンGrove コネクタ[BBG]
・I2C: 4ピンGrove コネクタ[BBG]
------------------------------
これで、使い勝手(LAN経由でWin PCからアクセス)が同じで 6,800円から 4,980円になったのは凄いですね。


>「搭載された4GのeMMCフラッシュに Linux OS (Debian)が プリインストールされています。」
>こんなものでも動くかどうか試してみたいです
ぜひ、お試しください(ついでに SEC版プロトケープを作って戴くと... :-p )。

Debian + LinuxCNCをインストールするには、以下からのダウンロードが必要ですが。
http://blog.machinekit.io/p/create-machinekit-sd-card-with-windows.html


最新の情報 ありがとうございました。
BeagleBone Greenを注文しました - SEC   2015/09/04(Fri) 23:34 No.363
こんにちは

動きそうなので注文しました

ICの型番は何に成りますか
別途必要なので下記で正しいか教えていただけますか

TC74ACT244
TC74VHC9541P

て良いのでしょうか
Re: 自作インターフェース基板で "LinuxCNC on Beaglebone Black" が動作! - oldman   2015/09/05(Sat) 10:55 No.364
SECさん、こんにちは。

使用ICと購入ショップは以下です(DIP版ですが、SOPなら複数ショップが販売してます)。
【5V→3.3Vのレベル変換】
  ◆Octal Universal Schmitt Buffer with 3-State Outputs TC74VHC9541P DIP 20pin
   電源電圧:3.3V、入力信号: ViH=2.2V(max), ViL=0.9V(min)、Vin=0〜5.5V
   ttp://eleshop.jp/shop/g/gABB12H/ @124
【3.3V→5Vのレベル変換】
  ◆8-Bus Buffer Non-Inverted 3-State Outputs_ TC74ACT244P DIP 20pin
   電源電圧:5.0V、入力信号: ViH=2.0V(max), ViL=0.8V(min)
   ttp://jp.rs-online.com/web/p/buffer-line-driver-combinations/5399080/ @93.60
IC2種 - SEC   2015/09/05(Sat) 22:03 No.365
こんばんは

連絡ありがとうございます

IC2種注文完了しました

後はユニバーサル基板に半田付けと配線をして
プログラムを実行・・・メモリーカードは未だ手配していません、どこかにあるかもしれません

まだ未知の物でどのようになるか
解らない事ばかりです
ご指導お願いします
Re: 自作インターフェース基板で "LinuxCNC on Beaglebone Black" が動作! -   2015/09/06(Sun) 22:19 No.366
はじめまして こんばんは

Beagle boneでlinuxCNC動くのですね.
リモートデスクトップ環境でもいけるのであれば,今までCNC駆動に必要だったそれなりに大きさがあるPCとかディスプレイが必要なくなるので,非常にメリットが大きそうです.

ということで,自分も暇を見て挑戦させていただきます.よろしくお願いします.
疑問 - SEC   2015/09/11(Fri) 11:33 No.367
こんにちは
大雨の影響はどのようでしたか
本日ここは久々に晴れました
工房は雨が吹き込みビショビショです

所で拡大していて気が付きました

ACT244の横にTRの様な3端子と抵抗
どの様な回路か知りたいです

最初に部品を全部乗せたいのでよろしくお願いします
Re: 疑問 ...自作インターフェース基板で "LinuxCNC on Beaglebone Black" が動作! - oldman   2015/09/11(Fri) 18:53 No.368
SECさん、こんにちは。

Proto capeの配線図を修正するのを失念してました。まさか写真をチェックされるとは^^;

ここは、BBBの回路を良く読まずに、ACT244のenable端子を SYS_5Vで制御しようとした痕跡です。
実際には、BeagleBone Black System Reference Manualの112ページに説明がありますが、
・VDD_5V:DC input jackから給電されている時に使用できる
・SYS_5V:DC supply 及び USBから給電されている時に使用できる
と言うことで、意味がありませんでした(盲腸と同じで 有っても悪さはしないか:-p)。

回路(写真右側)は、VDD 5V 〜 10KΩ 〜 デジタルトランジスタ(DTC114YKA) 〜 DGND の出力側を
SYS 5Vで on/offしているだけです(SYS 5Vが on で、ACT244のゲートを off にしている)。
写真左側のように、素直に ACT244のゲートをGNDに落としておくのが正解です。

変な回路で心配をお掛けしてしまったようで申し訳ありませんでした。

Re: 自作インターフェース基板で "LinuxCNC on Beaglebone Black" が動作! - SEC   2015/09/11(Fri) 23:42 No.369
oldman さん
こんばんは

早速返信ありがとうございます
部品無しで製作可能なので楽になります
配線前に部品を取り付けるので助かりました

大した事では無いですが
実態配線写真が全てなので
原理の回路はVersion 2.2.1を参考にすればいいでしょうか
Re: 自作インターフェース基板で "LinuxCNC on Beaglebone Black" が動作! - oldman   2015/09/12(Sat) 15:51 No.370
SECさん、こんにちは。

>原理の回路はVersion 2.2.1を参考にすればいいでしょうか
これが確実だと思います。私も このCRAMPS - RepRamWiki ( ttp://reprap.org/wiki/CRAMPS )の 'Schematic Files Version 2.2.1'の回路図を参考にして、最低限の入出力ピンのみで試作しました。

この回路図では、X,Y,Z-Min/Maxの入力部にSN74CBTD3861 10-BIT FET BUS SWITCH WITH LEVEL SHIFTINGを使用していますが、趣味:-p(とDIP版の有無)で TC74VHC9541P を使っています。

また、多少大きめ(?)のpowerスイッチをProto cape にも搭載しましたが、最新版のマシンキットソフトは 'sudo halt'で素直にシャットダウンして'電源断'の状態になってくれます(以前の版では powerスイッチを押さないとシャットダウン動作をしてくれませんでした)。また、外部5V供給で自動スタートするので、powerスイッチはいらないかも知れません。
( bone-debian-7.8-machinekit-armhf-2015-08-16-4gb.img.xzでテストしましたが、
 ttp://elinux.org/Beagleboard:BeagleBoneBlack_Debian#BBW.2FBBB_.28All_Revs.29_Machinekit
 '6 Debian Image Testing Snapshots 6.1 2015-09-06 6.1.1 BBW/BBB (All Revs) Machinekit'
 では既に’bone-debian-7.8-machinekit-armhf-2015-09-06-4gb.img.xz’と変わっています。 )

ピン配置については、以下のQ/Aのリンク先に 'pinmux.ods'という LibreOffice(OpenOffice)形式の表があります(CRAMPSを含む複数種類のcapeの情報がまとまっており判りやすい)。
ttps://groups.google.com/forum/#!topic/machinekit/sktXFY-wHvk

Re: 自作インターフェース基板で "LinuxCNC on Beaglebone Black" が動作! - sec   2015/09/13(Sun) 12:38 No.371
oldman さん
こんにちは

今日フラッシュメモリーカードが入りました
基板の配線や初期の導入まで出来る状態です
色々と判らないことを行うので
此からもご指導お願いします
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