Reparation CharlyRobot

De Kernel Fablab Lannion
Aller à : navigation, rechercher

Les Montages Electroniques

Puissance

CharlyPuiss.jpg

Alimentation

CharlyPuiss.jpg

Panneau de contrôle

CharlyPanno.jpg

Breakout de commande

CharlyBreak.jpg

BeagleBone

CharlyBeagle.jpg

Moteurs

grandeurs nécessaires pour la configuration de LinuxCNC :

voltage 65 48 24 12
tours/min 3000 2215 1108 554
tours/s 50 37 18 9
MAX_VELOCITY mm/s* 250 185 92 46
MAX_VELOCITY mm/min* 15000 11100 5550 2775
MAX_ACCELERATIONmm/s²** 3750 2769 1385 6925
BASE_THREAD_PERIODns*** 20 000 27 000 55 000 110 000

*x et y vis au pas de 5mm et Z au pas de 2,5mm

** Accélération ??? 15 "fois" la vitesse ??? : a determiner empiriquement

*** Basé sur la période d'une impulsion (quadrature donc /4 )

Encodeur 1000 imp/tr(en quadrature donc *4) soit 800 imp/mm (INPUT_SCALE) pour X et Y et 1600 imp/mm (INPUT_SCALE) pour Z

et donc 1 impulsion = 0,00125mm ou 1,25µm pour les axes X et Y et 0,625µm pour les Z.


Dimension de la zone de travail 515*515mm MIN_LIMIT&MAX_LIMIT

LinuxCNC sur BeagleBone

Intro

Après pas mal de recherche, le portage est deja fait pour cette carte. Un gros travail a été fait pour décorrélé linuxcnc de la couche temps réel et de la distrib. On repart donc logiquement du travail effectué ici (blog) et google group .

Comme nous utilisons des servo-moteur, nous allons devoir recompiler le noyau pour qu'il prenne en compte l'EQEP (fonction présente sur le chip TI dédiée à la gestion des encoder). Encore une fois beaucoup de travail déjà réalisé ici

il en sera de même pour l'ehrpwm.

on pourra peut-être implémenter aussi la gestion PID dans les PRU dispos sur la carte.

Il serait aussi intéressant de voir comment utiliser le port HDMI tout en désactivant les PIN IO LCD (nécessaire pour gerer les 3 cannaux EQEP. : impossible

Pour finir, la fabrication d'un pupitre de contrôle (deplacement des axes, un potar pour les Jog et un bouton d'arret d'urgence), permettra de faciliter l'utilisation de la machine...

allez y a plus qu'à

Compilation du noyau pour supporté xenomai et eqep

*creation d'un rep de travail
mkdir bbb
cd bbb
* téléchargement du package Beaglbone*
git clone https://github.com/RobertCNelson/linux-dev
* télechargement du package temps reel (xenomai ici, mais rtai marcherait aussi((en théorie>> non testé)))
wget http://download.gna.org/xenomai/stable/xenomai-2.6.3.tar.bz2
tar xvjf xenomai-2.6.3.tar.bz2

*téléchargement des drivers eqep :
 File:beaglebot-master.zip ou sur https://github.com/Teknoman117/beaglebot/
* compilation du noyau
cd linux-dev
git checkout origin/am33x-v3.8 -b am33x-v3.8
./build_kernel.sh >>> s'il y a des pb , installer les packages manquants ( par exemple avec apt-get). Il est peuetre necessaire d'installer un cross compilateur/ou si vous voulez en utiliser un specifique : nano system.sh et completer la ligne CC= avec le chemin vers le CrossCompilateur

Ici, le script télécharge les sources, (c'est long !! >> si vous les avec déjà qqpart il faut l'indiquer dans le fichier system.sh)). Ensuite le menu de configuration du noyau apparait. normalement, il n'y a pas de partie temps réel. Je pensais aussi que eqep n’était pas dispo, mais si (devices driver -> misc il est bien présent).

* installation du temps reel
cd KERNEL/
patch -p1 < ../../xenomai-2.6.3/ksrc/arch/arm/patches/beaglebone/ipipe-core-3.8.13-beaglebone-pre.patch
patch -p1 < ../../xenomai-2.6.3/ksrc/arch/arm/patches/ipipe-core-3.8.13-arm-3.patch
patch -p1 < ../../xenomai-2.6.3/ksrc/arch/arm/patches/beaglebone/ipipe-core-3.8.13-beaglebone-post.patch
cd ../../xenomai-2.6.3/scripts/
./prepare-kernel.sh --arch=arm --linux=../../linux-dev/KERNEL/kernel/

cd ../../linux-dev/
./tool/rebuild.sh>>> Dans le menu configuration l'onglet temps réel apparaît.


* remplacement du noyau de l'image initiale machinekit :

brancher la carte µsd contenant l'image machinekit, via un adaptater usb (commande dmesg pour obtenir le nom ((sdd par exemple)
dans le fichier system.sh :  decommenter ZRELADDR=0x80008000 et indiquer le noom de la carte dans MMC=  (par exemple :/dev/sdd)puis execution du script
./tool/install_kernel.sh


*si besoin 
git config --global user.email "you@example.com"
git config --global http.proxy http://x.x.x.x:xxx
si le pb de résolution de nom persiste : modifier dans le script les @ git:// en http://(ou https://)

utilisation des canaux eqep (gestion des encoder)

Ca fonctionne. les instructions sont ici

utilisation des canaux pwm

ça fonctionne aussi attention pour pouvoir modifier la frequence lorsque l'on utilise les 2 canaux d'un paire, il faut recompiler en applicant ce patch. Puis, lors de l'initialisation configurer la période souhaitée, puis activer les cannaux.

Lors de la compilation du noyau j'avais défini les driver pwm comme module, du coup je n'ai pas eu a recompiler le noyaux, j'ai simplement compiler le nouveau driver puis remplacé celui présent dans /lib/modules/3.8xxx/kerner/drivers/pwm.


le plus simple : http://www.blaess.fr/christophe/2013/07/06/beaglebone-black-et-pwm/ base  : https://github.com/SaadAhmad/beaglebone-black-cpp-PWM

PwM et GPIO : http://www.itk.ntnu.no/smrt/rtdm.php

écriture des modules linuxcnc pour eqep et pwm

pour ce faire, l’écriture de driver temps réel a été faite (drivers RTDM pour xenomai). Ceux-ci permettent de lire les compteurs eqep, la fréquence des canaux pwm et d’écrire la période idle du signal pwm.

toute la partie initialisation des fonctions eqep et pwm est faite grâce aux drivers linux classic. CF ci-dessus. les sources sont sur le github fu fablab

lien utile : http://linuxcnc.org/docs/html/hal/comp.html



spec du pupitre

à compléter

entrées BBB analogiques :

  • 1 potar pour le jog
  • 1 potar pour la vitesse d'execution
  • 3 entrées pour 2 joystick, 1 pour X et Y l'autre pour Z)

entrées BBB numeriques :

  • 1 inter home
  • 1 inter compensation outils Z
  • BP aret urgence

réalisation du pupitre

la gestion de joystick fonctionne.

la gestion du type de jog ( continue/ pas de 0,01/0,05 ....)fonctionne.

la gestion de la vitesse de fonctionnement ne fonctionne pas correctement, la vitesse est bien modifiée, mais la position initiale du potar influe sur les valeurs... à creuser.

il faut faire un pupitre plus fonctionnelle.


  • BBB

line interessant :

IO et linuxcnc sur PC (obsolet)

Linuxcnc permet l'utilisation des pins du port // et série pour transmettre ou recevoir des informations.

la réparation pins in et out n'est pas libre :

  • port // :
  • 5 (n°10,11,12,13,15) in et 12 out en mode ou
  • 13 in et 4(n°1,14,16,17) out en mode in
  • port série:
  • 4 in et 3 out (n°3,4,7)

besoins(obsolet)

3 moteurs avec pour chaque moteur 3 signaux de commande (up/down/enable) et à minima 3 signaux de contrôle (encodeur a/b et fin de course fc). Pour accroitre la robustesse, il faudrait aussi utiliser les signaux de controle abar et bbar, voir z et zbar.

soit 9 in et 9 out.

utilisation de 2 ports paralleles :

Port 1 (out) // 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18-25
signal en X up X down X en Y up Y down Y (en A) (up A) (down A) - - - - en Z - up Z down Z GND
Port 2(in) // 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18-25
signal - aX bX - - aY bY - - aZ bZ - - - - - - GND

développement sous kicad

projet File:Charly2.zip >> split des ponts (2 cartes à faire) et de la connectique (2 port // & 3 RJ45)

+ lib st File:st-lib-comp.zip

File:back.ngc.zip >> pour test fraisage pcb : Pas de fraiseuse dispo donc réalisation en chimique à partir du projet Kicad ci-dessus : quelqu'un de motivé ?

Remise en route

La carte pour 2 axes est réalisée. Le debuggage peut commencer, ainsi que la mise au point de linuxcnc

La charly fonctionne sur 3 axes. PAr contre l'utilisation du module encoder limite fortement les vitesse de deplacement de la machine. Le PC ne supporte pas la fréquence d'interruption nécessaire pour voir tous les fronts des encodeurs, ce qui genere des erreur de jointure.

La solution que l'on a mis en oeuvre est l'utilisation d'un beagle bone. (cf § dedié)

A FAIRE

* sur tous les axes : RJ45 blindés à sertir sur les câbles signaux (+5V;0V,a,b,abar,bbar,fc+,fc-), j'ai la pince, mais pas les embouts.

  • chassis (IPN) car les tables actuelles ne sont pas assez costaud.

* fichiers de test : File:logo-coube.ngc.zip File:logoSeul.ngc.zip * calcul avance et vitesse de rotation File:calcul-cnc.xls

Amelioration

  • utilisation abar,bbar,fc
  • ajout d'optocoupleur entre les port // et les drivers >>>> l'utilisation des optocouleur sparkfun ne fonctionne pas (limite à 1kHz). d'autre sont en test
  • régulation du ventillo (PWM) des alim
  • sortir du 5v des alims et 3,3V pinout alim sun
  • realisation pcb/connecteur pour avoir un connectique sur les alim plus propre
  • réalisation d'un palpeur d'outil

Alimentation

utilisation de plusieurs alimentations montées en série.

le 24V est dispo

à voir pour du 36V et 48V. >>> implique un réajustement des paramètres PID et vitesse /acceleration sur linuxcnc

Pb Axe Z

Le problème intermittent sur l'axe Z (Erreur suivit de jointure 2) a été résolu par la reprise du câblage de puissance du moteur (en haut de l'axe)


Moteurs

testés avec les alims ci-dessus. Tous les moteurs sont OK. l'avancée est 2 fois plus rapide en 24V qu'en 12V.... ça parait logique !

contrôle moteur

* achat 2 * L6205. reçu * montage électronique de mise en œuvre à faire : fait pour 2 axes

  • ajout optocouleurs (optionnel dans un premier temps ?)

* pour l'utilisation du port serie Linuxcnc, il faudra prévoir une adaptation des tensions. Les circuits max232 seront utilisés. >> on utilise finalement 2 ports // : merci David

Linuxcnc

* écriture de la conf. encours ** ébauche faite pour la gestion de 3 axes. tar à décompresser dans linuxcnc/configs maj .hal : changement mode pwmgen ** tester le port parallèle du pc pour avoir l'adresse et savoir si pin à collecteur ouvert.[[:File:parallele_check.txt | instructions]<s>] <s>** pins du port parallèle à revoir fonction du résultat (fichier .hal)

    • .tbl à revoir fonction des (futures) fraises utilisées

cablage de la doc

Pin Couleur coté moteur Couleur coté electr Cable RJ45 Fonction
 ?? noir épais  ???
masse bleu épais masse
1 rouge épais +moteur
2 noir épais -moteur
3 noir fin marron(8) contact FC
4 Non utilisé NA NA
5 noir/rouge fin Blanc épais Gris (1) Masse TTL codeur + blindage
6 Non utilisé NA NA
7 jaune blanc fin marron(8) Contact FC
8 rouge marron épais blanc (2) +5 codeur
9 Non utilisé NA NA
10 noir/bleu fin rose jaune (5) Codeur A_
11 jaune/noir vert bleu (6) Codeur B_
12 bleu fin gris vert (3) Codeur A
13 jaune fin marron orange (4) Codeur B
14 blanc orange jaune violet(7) Commun contacts FC

cablage Axe Y

Pin Couleur coté moteur Couleur coté electr Cable RJ45 Fonction
13 Jaune fin Codeur B
11 Noir Jaune Codeur B
12 Bleu Codeur A
10 Bleu noir Codeur A
NA Vert Codeur Z
NA Vert noir Codeur Z
8 Rouge fin codeur Moteur
5 Rouge Noir Masse codeur Moteur
Masse Gros Bleu Masse Terre
3 Noir moyen Contact FC Y1
7 jaune moyen Contact FC Y2
14 blanc orange moyen Commun Fin de Course
12 bleu fin Codeur A
2 Gros noir Masse
1 Gros Rouge Alim +5

La charly robot reprend vie

http://www.dailymotion.com/video/x160zd2_charlyrobot-pilotage-de-l-axe-y-first-step_tech

http://www.dailymotion.com/video/x16fltu_charly-robot-axes-x-y-ok_tech

http://www.dailymotion.com/video/x19u453_fablab-lannion-la-charlyrobot-est-fonctionnelle-3-axes_tech

http://www.dailymotion.com/video/x2rcj2a_formation-charlyrobot_tech

http://www.dailymotion.com/video/x2rqcko_formation-charlyrobot-partie-2_tech

http://www.dailymotion.com/video/x2rqjt5_formation-charlyrobot-partie-3