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BeagleboneのeQEPを使ったMachinekitでの直交エンコーダーの読取り

BeaglebonGreenのMCUの機能として載っているハードウエア直交エンコーダーインターフェースで、Machinekit/LinuxCNC上のHALとPyVCPを使い直交エンコーダーの出力を読み取って数値を数字とグラフで表示してみました。

HAL上で表示できるとゆうことは、HALを使って校正されているMachinekit/LinuxCNCにも組み込むことができるとゆうこと。



作動を試したのは、前記事にてインストールしてあるディスクイメージのMachinekit
PCとの接続はLAN経由(USBを使ったPCとの接続ではない)

設定ファイルを貼り付けておきます。
eQEP0のピンは

P9_42 eQEP0A_IN
P9_27 eQEP0B_IN
P9_41 eQEP0_INDEX
P9_25 eQEP0_STROBE

です。


ブログにXMLファイル貼り付けたら、見えなくなってしまいました^^;
実際に貼り付けてあるのですが、、どうしましょ。。
こうなりました。
コピペできませんが、短いので打ってください^^;



testhal.hal

# components

loadusr -w ./setup.sh
loadusr -Wn testhal-vcp pyvcp testhal-vcp.xml

#show pin testhal-vcp

loadrt hal_arm335xQEP encoders=eQEP0

# parameter values
setp eQEP0.min-speed-estimate 0
setp eQEP0.counter-mode false
setp eQEP0.x2-mode false
setp eQEP0.invert-A true
setp eQEP0.invert-B true
setp eQEP0.invert-Z true
setp eQEP0.reset false
setp eQEP0.position-scale 4

# param aliases
# pin aliases
# signals
# nets
net countout0 eQEP0.counts => testhal-vcp.encoder-count-00
net posout0 eQEP0.position => testhal-vcp.encoder-pos-00 testhal-vcp.encoder-pos-00a
net velout0 eQEP0.velocity => testhal-vcp.encoder-vel-00 testhal-vcp.encoder-vel-00a



# realtime thread/function links

loadrt threads name1=thread1 period1=1000000
addf eqep.update thread1
start


testhal-vcp.xml

testhal-vcp.png



setup.sh


#!/bin/bash
# Copyright 2013
# Charles Steinkuehler
#
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
# the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
# (at your option) any later version.
#
# This program is distributed in the hope that it will be useful,
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
# GNU General Public License for more details.
#
# You should have received a copy of the GNU General Public License
# along with this program; if not, write to the Free Software
# Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA

dtbo_err () {
echo "Error loading device tree overlay file: $DTBO" >&2
exit 1
}

pin_err () {
echo "Error exporting pin:$PIN" >&2
exit 1
}

dir_err () {
echo "Error setting direction:$DIR on pin:$PIN" >&2
exit 1
}

SLOTS=/sys/devices/bone_capemgr.*/slots

# Make sure required device tree overlay(s) are loaded


for DTBO in cape-universalh cape-bone-iio; do

if grep -q $DTBO $SLOTS ; then
echo $DTBO overlay found
else
echo Loading $DTBO overlay
sudo -A su -c "echo $DTBO > $SLOTS" || dtbo_err
sleep 1
fi
done;

if [ ! -r /sys/devices/ocp.*/helper.*/AIN0 ] ; then
echo Analog input files not found in /sys/devices/ocp.*/helper.* >&2
exit 1;
fi

if [ ! -r /sys/class/uio/uio0 ] ; then
echo PRU control files not found in /sys/class/uio/uio0 >&2
exit 1;
fi

# Export GPIO pins:
# One pin needs to be exported to enable the low-level clocks for the GPIO
# modules (there is probably a better way to do this)
#
# Any GPIO pins driven by the PRU need to have their direction set properly
# here. The PRU does not do any setup of the GPIO, it just yanks on the
# pins and assumes you have the output enables configured already
#
# Direct PRU inputs and outputs do not need to be configured here, the pin
# mux setup (which is handled by the device tree overlay) should be all
# the setup needed.
#
# Any GPIO pins driven by the hal_bb_gpio driver do not need to be
# configured here. The hal_bb_gpio module handles setting the output
# enable bits properly. These pins _can_ however be set here without
# causing problems. You may wish to do this for documentation or to make
# sure the pin starts with a known value as soon as possible.

sudo $(which config-pin) -f - <<- EOF

P8.07 in # X Max
P8.08 in # X Min
P8.09 in # Y Max
P8.10 in # Y Min
P8.11 low # FET 1 : Heated Bed
P8.12 low # X Dir
P8.13 low # X Step
P8.14 low # Y Dir
P8.15 low # Y Step
P8.16 high # eMMC Enable
P8.17 in # ESTOP
P8.18 low # Z Dir
P8.19 low # Z Step


# eMMC signals, uncomment *ONLY* if you have disabled the on-board eMMC!
# Machinekit images disable eMMC and HDMI audio by default in uEnv.txt:
# capemgr.disable_partno=BB-BONELT-HDMI,BB-BONE-EMMC-2G
# P8.22 low # Servo 4
# P8.23 low # Servo 3
# P8.24 low # Servo 2
# P8.25 low # Servo 1

P8.26 high # ESTOP Out

P9.11 in # Z Max
P9.12 low # E0 Dir
P9.13 in # Z Min
P9.14 high # Axis Enable, active low
P9.15 low # FET 2 : E0
P9.16 low # E0 Step
P9.17 low # E1 Step
P9.18 low # E1 Dir
# P9.19 low # I2C SCL
# P9.20 low # I2C SDA
P9.21 low # FET 4 : E1
P9.22 low # FET 6
P9.23 low # Machine Power
P9.24 low # E2 Step
# P9.25 low # LED
P9.25 qep # eQEP0_STROBE
P9.26 low # E2 Dir
P9.27 qep # eQEP0B_IN
# P9.27 low # FET 3 : E2
P9.28 low # SPI CS0
P9.29 low # SPI MISO
P9.30 low # SPI MOSI
P9.31 low # SPI SCLK

P9.41 in # FET 5
# P9.91 in # Reserved, connected to P9.41
P9.91 qep # eQEP0_INDEX

P9.42 in # SPI CS1
# P9.92 in # Reserved, connected to P9.42
P9.92 qep # eQEP0A_IN
EOF



setup.shはMachinekitを立ち上げ、SampleConfigration>ARM>BeagleBone>CRAMPS>CRAMPSを指定しOKを押すとCopyConfiguration?と聞いてきて、Yesを選択すると/home/machinekit/machinekit/configディレクトリ内にコピーされるディレクトリ、ARM.BeagleBone.CRAMPS内にあるsetup.shの中の設定内容を少し触った物です。

元のshファイル同様、ADCとその他ペリフェラルのBeagleboenの使用するハードウエア部分のI/OのOn/Off、ペリフェラルが設定されます。
BeagleboneでのMachinekit/LinuxCNCの場合、Machinekit/LinuxCNC単体ではBeagleboneの内部の作動を制御できますが、このI/O、ペリフェラルの切り替えは、BeagleboneUniversalI/Oやconfig-pinなどの外部スクリプトをMachinekit側から呼び出して設定しています。

そもそも、元となったLinuxCNC自体が、各種モジュールを組み合わせてCNC(コンピュータ数値制御)を構築できるコンポーネント群です。

LinuxCNCとして、GUI画面であるAXISのキャプチャ画面がWeb上にありますが、AXIS以外のGUIでもLinuxCNCとして作動します。

GUIはもとより、kinematic(運動学、要は3軸タイプ、デルタタイプ、スカラボットタイプなど)部分の変更や、各種入出力の接続等々、自由度が高い分、コンポーネントの接続等の設定項目が多いです。

単純3軸NCとして既存のConfigファイルを使用するGコードプレーヤーとして使用するならば、設定項目はGRBLでもMachinekit/LinuxCNCでも、基本的なGコードでコントロール出来るNCの理屈が理解できていれば、さほど変わりません。

逆にGRBLなどのUART通信にて使うNCコントローラを使うより、運用する段階では楽だと思います。


それと、ボタンを押して定形の作動をさせるようなCNC(コンピュータ数値制御)マシンを構築することも。。



現状の問題ってゆうか、自分の環境が悪いのか残念ながら上手くeQEP1,2のデバイスツリーオーバーレイを設定できず、今の所、eQEPの作動チェックはeQEP0の一つだけに留まっております。1と2はconfig-pinで設定してもエラーが出て設定できず。Universal-IOのDTSを見てみても、問題が無いように見えるのですが、、、プログラムが得意な方、宜しくお願い致します。。

ただ、HandWheelManualPulseGeneratorをLinuxCNCに入力する。とゆう記事にてUSB-UARTを使用してデスクトップタイプのPCのLinuxCNCでのPySerialを利用したHALとのUART通信をしましたが、USBを介さずBeaglebone上のUART器を使い、PSoC5LPにて前の記事のように通信のテストをして、通信できているご様子。

複数のUART器が載っているBeaglebone、ある程度はなんでもアリなんじゃ、と。
PCでも、とても速いStep/Dirパルスを要求しなければ(とはいえどもGRBLとかよりは十分速い)USB-UART等々でかなり入出力できるデータ、I/Oが。もちろんパラレルポートが付いているようなPC,シリアルポートも付いているはずなので、シリアルポートも有効活用できますよね。


2017-02-05-175055_1684x1093_scrot.png

とりあえず、Axisにエンコーダーインプットを追加。まだエンコーダー信号はパネル上のグラフの操作しかできません。
Crampsの使っているUniversalIOでは、eQEP1,2のI/O部分がONに出来なかった為、BeBoPr++のConfigファイルに3つのエンコーダーインターフェースと、2つのUARTを追加。エンコーダーインターフェース0番だけの使用ならBeagleboneBlackの場合HDMI出力が可能ですが、1番と2番はピンの割当がHDMI(RGB出力)のピンとぶつかってしまうので、モニタ出力はできません。
BePoPr++の設定を使ったせいか、処理を増やしたせいか解りませんが、USB接続のネットワーク接続でのGUIの更新がCRAMPSを使ったときよりも、重く感じました。Ethernet接続でも同じ。
制御のパルスは問題なく出ているとおもわれるので、単に表示の更新頻度が低いだけだと思われます。
BeagleboneBlackを使用したHDMIの場合だと、また多少違うのかもしれませんが、ハードウエアエンコーダーインターフェースの1番と2番が使えない、、痛し痒し。。

安価なパラレルポート(今あるのかな?)の付いたデスクトップPCの方が同じことをしても画像の更新頻度が高いので、使いやすいと思いますが、モーション系の入力を増やそうとすると今度はPCI/PCIeのFPGAボードを突っ込まねばならず、、。






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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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