作れないものは購入するしか無いのです。。

Spartan®-6 FPGA LX9マイクロボードや、Pluto-P、その他FPGA、CPLDを触ってみて、高速信号処理にはFPGAやCPLDが適しているとゆうのが解りましたが、ロジックのプログラミングなぞ、一長一短で覚えられるはずはなく、ましてや、FPGAを利用したPCのインターフェースなんぞ構築できないので、LinuxCNCでサポートされているMESAElectoronicsの5I25 Superport FPGA based PCI Anything I/O cardを購入しました。

mesa5i25.jpg

メインのPCIカードです。
ザイリンクスのFPGA、Spartan6を使用し、使用するドーターカードに応じて入出力できる信号をFPGAのプログラムを書き換えることにより、変えることができるようです。
ボード上のヘッダーピンを利用することによりD-Sub25ピンのIOをもう一つ増やせます。

海外のサイトでは、使用例があり、また、LinuxCNCで公式にサポートされているので、なんとかなるだろうと思い購入。

価格も、単体の販売価格は$89と、この手の入出力ボードからいくと、お安め。。



mesa7i85S.jpg

ドーターカードは7i85s。
8chの差動出力と、4chのエンコーダー入力が可能。のようです。
ドーターカードは入出力する信号さえ解れば、後々自作できそうな感じだったので、予算の都合上、一枚のみの購入です。。


取り敢えず、入手して、PCに刺してあるだけ。作動確認等はおいおい。。

購入の手続きはウェブショップでポチリ、ではなく、直接のメールのみのようです。

また、支払いはメールにクレジットカード番号等を記載しなければなりません。
が、Mesa側がメールを受信した段階でプリントアウト、メールを削除してくれます。
最終的に送られてきた商品に、Mesa側がカード会社へこれだけ請求したと証明するレシートが付いてきます。

購入時のやり取りにて、盛んにPlag-N-Go Kit(FPGAの設定がしてあるドーターカード、ケーブルのセットで、多分差し込んで、LinuxCNCの設定をするだけとゆうキット)を勧められましたが、FPGAのコンフィギュレーションはなんとかできそうな気がしたので、単品づつで購入しました。

計算すると、Plag-N-Go Kitは$10程度高かったので^^;

決まった入出力で使用するにはキットでの購入が手間が省けて良いかもしれません。


あと、今回はコレにケーブル類を購入して、送料がFedexインターナショナルエコノミーで$50程度でした。


国内にもPCI接続な高速入出力が可能なI/Oカードが結構な数各社から販売されてますが、作動させるソフトウエアが独自なもので、LinuxCNCで作動させるにはドライバや、その他中間的な物を書かなければならないような気がしたので、サポートされているもの、を選びました。


国内でも、産業用からみればおもちゃのような物だとはおもいますが、オープンソースなCNCコントロールプログラムや、互換性のある入出力機器などなどがあれば、こんな、海外から取り寄せたりしなくてもよいのになぁ、、、と思います。。


ところで、SmoothStepperもEthernetな物はSpartan6ですが、Alteraでないのは、どのような理由があるのでしょうかね?。。




Grblコントローラーでも、確かにGコードによるマシンコントロールは可能です。多分Smoothieボードでも。。



追記。

動かしてパルスを出してみました。

設定は、取り敢えずのステップ/Dirの信号のみの出力のみ。

LinuxCNCのサポートフォーラム内のhttp://www.linuxcnc.org/index.php/german/forum/27-driver-boards/25864-5i25-7i85s-7i66-8-setupを参考に、.iniを3行変えただけ。


例のごとく、どう考えてもステッピングモータードライバICのスペックを超えるStepパルスの出力。。

パラレルポートを使った出力では、PCをつかってのパルス生成なので、PCのジッタによって最大パルス周波数が変わってきますが、外部ハードウエアパルスジェネレーターを利用することにより、トンデモナイ事に。。

ステップパルス幅、1μSにて、400kHz。。。

画層処理等で使用されるFPGAからいけば、そう大した周波数ではないと思うのですが、お手軽系CNCからすると、とんでもないパルス。

内部のデータがどうなって、このパルスが出ているかは把握してませんが、ピッチの小さな送りネジを使っても十分な送り速度を確保出来るパルス数です。

設定の仕方によっては、もっとトンデモナイことにできるのかもしれません。

LinuxCNCがUSB接続を嫌うのも、解るような気がします。。


エンコーダーを繋ぐと、どの程度までの制御できるのかどうかは今後の課題です。





今回は5i25と、ドーターカード7i85Sを購入しましたがどちらかと言えば中途半端な製品なので、、5軸のStep/Dirと、スピンドル制御のPWMとエンコーダー、等がある、7i76や、4軸のStep/Dirのある7i78の方がより汎用的だと思います。

また、5i25の場合、FPGAの書き換えが面倒そうなので、頻繁に機能を書き換えたい場合は5i20や5i22、5i23のようなPCから毎回FPGAの設定をロードするタイプの方が、便利かも知れません。。(少々お高くなりますが。)





こんなPCIカード、ノートPCには挿せないし、普段使いのデスクトップPCには必要のない負荷となって?しまうので、こうゆうものを使う場合、専用PCを仕立てないと、と思います。

通常の小型なCNCフライスであるならば、パラレルポートでも十分に駆動すると思います。

SmoothStepperとかもそうですが、入出力が足らなくなったり、パラレルポートに不満が出てからの購入でも、遅くないと思います。。

ドーターカードの類も、資料をよく読めば自作可能だと思われるので、電気に詳しい方は作っても良いかもです。
(実際LinuxCNCWiki内にOptoisolator cards for Mesa 5i20 servocardとゆう、サーボ駆動用の光絶縁タイプのドーターカードの作例記事へのリンクがあります。。





テーマ : 自作・改造
ジャンル : コンピュータ

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木工用CNCルーターフレームと、ステッピングモータードライバを作ってみました。
たぶん記事は一般的な人には殆ど必要のない事ばかりなの、かも。

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