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Viele Hobby-CNC-Fräsenbauer mit einem Steuer-PC klagen über zuwenige digitale Eingänge für die Steuerung. Um diese Probleme erst gar nicht entstehen zu lassen, entstand die folgende Baugruppe. Sie dient als zweite Schnittstelle zum Steuer-PC und dient vor allem dem Zweck, ihm so viele digitale Eingänge wie möglich über einen IEEE 1284-Parallelport zur Verfügung zu stellen. Die Daten auf einen Blick:
Im Gegensatz zur Ersten Schnittstellenkarte, die dazu dient, dem Steuer-PC hauptsächlich die entsprechenden Ausgänge für die entsprechenden Steueraufgaben zur Verfügung zu stellen, dient diese Baugruppe primär dazu, dem Steuer-PC entsprechende Eingänge zu bieten. Da allerdings die Pins 1, 14, 16 und 17 der IEEE 1284-Schnittstelle grundsätzlich nur als Ausgang fungieren können, werden sie auch als solche benutzt.
Auf eine optische Entkopplung zwischen PC und Steuerung wurde verzichtet, da eine galvanische Trennung zwischen zwei direkt aufeinander stehenden elektrischen Geräten mit jeweils geerdetem Metallgehäuse pure Einbildung wäre. Stattdessen wird auf eine hochohmige Entkopplung mit HCT-CMOS-Treibern zurückgegriffen.
Der vorliegende Entwurf ist auf einer einseitigen Leiterplatte 100 x 100mm in Mischbestückung aus SMD und bedrahteten Bauelementen, wobei die CMOS-Treiberstufen zwecks einfacher Austauschbarkeit gesockelt sind, realisiert.
Die Spannungsversorgung der Baugruppe erfolgt über einen Schaltregler mit LM2574 (5V) in Standardbeschaltung und liefert bis zu 500mA bei einem Eingangsspannungsbereich von ca. 9-24V. Damit kann die Baugruppe die 5V-Versorgung weiterer Baugruppen bis zu ca. 400mA übernehmen.
Die Baugruppe bietet sieben frei verfügbare digitale Eingänge z.B. für Endschalter oder Drehzahlsensoren. Die Eingänge sind active low mit integriertem pull-up-Widerstand, d.h. es können direkt gegen Masse schließende Schalter angeschlossen werden. Sie sind hochohmig (4,7kΩ) 5V-24V und mit Schutzbeschaltung (Entstörglied/Entprellung und Klemmdioden).
Nebenbei bietet die Schnittstelle vier frei verfügbare Ausgänge (active low, 5V - 24V, open collector mit Klemmdioden), von denen zwei jeweils ein potenzialfreies Relais ansteuern (2polig), das alternativ als Ausgang fungiert, z.B. für die Steuerung von Spindel, Kühlung oder Absaugung.
Ein wichtiges Merkmal ist die Handrad-Schnittstelle. Vorgesehen sind sechs Eingänge, im einfachsten Fall für einen Drehgeber und vier Schalter, zwei Drehgeber und zwei Schalter oder drei Drehgeber ausreicht. Bei mir ist das Handrad mit einem optischen Drehgeber mit 128 Schritten pro Umdrehung und einem Drehschalter mit vier Stellungen, direkt an der Maschine montiert, was für die Ansteuerung von vier Achsen sehr komfortabel ist.
Das Anschlußschema für das Handrad stammt aus [1]. Der Rest der Handradschnittstelle dient nur der Entprellung und als Schutzbeschaltung.
Optional kann eine externe LED-Platine angeschlossen werden, die den logischen Zustand jeder Datenleitung auf dem Parallelport wiedergibt. An der Frontseite der Steuerung angebracht erleichtert sie die Ersteinrichtung und Fehlerdiagnose einer Maschine erheblich.
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