Płyta adaptera dla Smoot Stepper Breakout board 28 out/23 in

[bubels]

Smooth Stepper - Breakout board

Projekt powstał przy okazji modernizacji tokarki Gildemeister nf280.
Smooth Stepper daje naprawdę spore możliwości w stosunku do ceny z jednym ale – bez odpowiedniej płyty adaptacyjnej jest bezużyteczny.
Autorzy tego urządzenia postawili na możliwość szybkiego połączenia ich urządzenia z płytami dedykowanymi dla LPT.
Sprytne dla osób które przesiadają się z LPT na Ethernet lub USB. Ale by wykorzystać cały potencjał to potrzeba kompleksowego podejścia.
Osobiście znalazłem dwa ciekawe rozwiązania godne uwagi.
CM106ESS
MachBob2 (MB2)
Ja postanowiłem wyważyć otwarte drzwi.
Tabela możliwości SmoothStepper oraz przyjęta w projekcie konfiguracja
Port 1 Port 1 out 28
in 23
out 1 14 out out 1 14 out
out 2 15 in out 2 15 in
out 3 16 out out 3 16 out
out 4 17 out out 4 17 out
out 5 18 gnd out 5 18 gnd
out 6 19 gnd out 6 19 gnd
out 7 20 gnd out 7 20 gnd
out 8 21 gnd out 8 21 gnd
out 9 22 gnd out 9 22 gnd
in 10 23 gnd in 10 23 gnd
in 11 24 gnd in 11 24 gnd
in 12 25 gnd in 12 25 gnd
in 13 26 5v in 13 26 5v

Port 2 Port 2

out 1 14 out out 1 14 out
bi 2 15 in out/bi 2 15 in
bi 3 16 out out/bi 3 16 out
bi 4 17 out out/bi 4 17 out
bi 5 18 gnd out/bi 5 18 gnd
bi 6 19 gnd out/bi 6 19 gnd
bi 7 20 gnd out/bi 7 20 gnd
bi 8 21 gnd out/bi 8 21 gnd
bi 9 22 gnd out/bi 9 22 gnd
in 10 23 gnd in 10 23 gnd
in 11 24 gnd in 11 24 gnd
in 12 25 gnd in 12 25 gnd
in 13 26 5v in 13 26 5v

Port 3 Port 3

out 1 14 out out 1 14 out
bi 2 15 in in/bi 2 15 in
bi 3 16 out in/bi 3 16 out
bi 4 17 out in/bi 4 17 out
bi 5 18 gnd in/bi 5 18 gnd
bi 6 19 gnd in/bi 6 19 gnd
bi 7 20 gnd in/bi 7 20 gnd
bi 8 21 gnd in/bi 8 21 gnd
bi 9 22 gnd in/bi 9 22 gnd
in 10 23 gnd in 10 23 gnd
in 11 24 gnd in 11 24 gnd
in 12 25 gnd in 12 25 gnd
in 13 26 5v in 13 26 5v


Organizacja wyjść:
Wyjście zasila anode diody transoptora. Wyjście transoptora podciągnięte jest przez rezystor do + zasilania.
I tu ważna informacja. Transoptorów wyjściowych jest łącznie 7. Każdy ma 4 wyjścia. Ich „wyjścia „ podciągnięte są grupowo dla każdego transoptora przez drabinkę rezystorową. Zasilanie drabinki wyprowadzone jest na złącze ARK. Oznacza to że to użytkownik definiuje jaki poziom wyjściowy będzie panował na wyjściu. Np. dla drivera silnika krokowego typu 5V ale już dla PLC potrzebujemy 24V.

Organizacja wejść:

Wejścia mają podobną filozofię tyle że w drugą stronę. Tutaj mamy małą ciekawostkę przy grupowym rezystorze od strony katody oraz rezystorach na anodzie. Otóż zwora od strony katody pozwala na zdefiniowanie czy poziom wejściowy będzie o napięciu 24V czy 5V. Nie jestem z tego rozwiązania dumny ponieważ dla napięcia 5V mamy prąd diody około 7mA ale już dla 24V w sytuacji gdy tylko jedna dioda z 4 świeci prąd leci do 28mA. Dopuszczalne ale mało eleganckie.
Na płycie jest też przetwornik PWM > ANALOG 0-10V na wzmacniaczu operacyjnym LM351.

SmoothStepper osadzony jest na dystansach gwintowanych nad płytą i połączony przy pomocy trzech taśm 26 – (2x13).
Na płycie mamy też zasilacz 24V – 5V. Zaprojektowany pierwotnie dla liniowego lm7805. Zmieniony na przetwornice z pololu 24V-5V 2.5A. Stabilizator liniowy pracował po prostu przy takiej różnicy napięć jak grzałka dla szafy.
Wejście zasilania jest zabezpieczone diodą przed odwróconą polaryzacją zasilania.
Jakie błędy ma projekt:
• Wyjścia dla stanu niskiego mają poziom wysoki. Mamy inwersje. Mi się to nie podoba. Owszem po stronie oprogramowania można zmienić stan sygnału dla logicznego 0 ale są sytuacje w których będzie to uciążliwe.
• Transoptor LTV847 czy PC847 ma pewne wady o których dowiedziałem się w praktyce a było przeczytać ze zrozumieniem dokumentacje. Otóż realna prędkość działania tego transoptora to około 25Khz. Powyżej mój oscyloskop pokazuje już liniowy przebieg. Wynika to z opóźnień czasowych. Ja potrzebowałem 100Khz na wyjściu. Postanowiłem przymknąć oko i wsadzić zworę zamiast jednego transoptora. W ten sposób sygnał z wyjścia SmoothStepper idzie na złacze akr wyjścia.
• Lm351 by dać nam 10V na wejściu potrzebuje na zasilaniu 12V. Oczywista oczywistość. Ja pobieram „elegancko” zasilanie z odpowiedniego wyjścia falownika 10.2V więc na wyjściu mam trochę ponad 9V. Oczywiście na falowniku można to przekonfigurować ale jw. Nie podoba mi się to.
Podkreślam że nie jestem autorytetem w kwestii elektronik. Urządzenia mojego autorstwa działają lecz z akademickiego punktu widzenia mają wady.
Projekt traktuje jako OPEN. Jeśli ktoś chcę może skorzystać.
W przypadku zainteresowania rozważę zamówienie większej partii PCB.
W razie pytań zapraszam do kontaktu.

Wnioski z działania Smooth Stepper:
Bardzo dobry produkt.

UWAGA na opublikowanej wersji PCB na ma rezystorów anod na wejściu. Zostały one do grawerowane po wykonaniu PCB i wlutowane w postaci SMD.