User-Projekt

@ mar3kus
Wie lang werden denn die Leitungen das man I²C Repeater braucht?

Ich dachte das wir hier doch im 5V bereich arbeiten mit kurzen Verbindungen(<10cm).
Und das ganze mit einem Netzteil.

Wenn aber lange Wege zwischen den Modulen sind empfehle ich eine RS485 Verbindung (wie DMX). Die ist bekanntermaßen recht gut.
Um ganz sicher zu gehen kann man ihn ja noch Galvanisch trennen.

Was für ein Protokoll da gefahren wird ist erstmal uninteressant.

Aber egal für welchen Bus man sich entscheidet, Hardware wird immer gebraucht und die kostet halt meistens etwas.

Dirk

Zur Positionsrückmeldung:
Integrierte Absolut-Encoder basierend auf Hall-Effekt. Auf die Welle kommt ein Magnet und darunter ein Käfer, der z.B. 8 bit absolut ausgibt. Suchworte könnten "Hall angular sensor" oder "Magnetic absolute encoder" sein.

Zur Motorentechnik:
Vergleichbar zur Stepper-Technik gibt es elektronisch kommutierte Gleichstrom-Antriebe. Der Unterschied zu einem Stepper in Mikro-Schritt-Technik ist sehr fließend. Ein Antriebsstrang mit EC bedarf allerdings auf jeden Fall einer Positionsrückführung, weil die daraus die Feldschaltung ausrechnen. Sehr laufruhig und auch verschleißfrei und weil grundsätzlich geregelt gibt's keine "verlorenen Schritte".

Mal bei Maxon reingeschaut? Wie viele andere Antriebshersteller haben die ein breites Spektrum kleiner EC-Motoren und auch die ganze Verstärkertechnik / Regler dazu.

Hab mir den Thread gerade mal durchgelesen und teile euch mal meine Gedanken dazu mit:

- relative vs. absolute Position: Ich würde auf jeden Fall einen relativen incrementalgeber direkt an der Achse der Schrittmotoren verwenden. Absolute Geber haben doch das Problem, dass dann immer nur ein bestimmter Winkelbereich abgedeckt werden kann. Was wenn jemand mal 180 Grad TILT will, oder 540 Grad PAN? Wenn man nen relativen Geber (so ne Scheibe und die Doppellichtschranke kostet ja nu wirklich nix) direkt an die Motorachse schraubt hat man da schon mal ne universell taugbare Sache, von der dann Riemen, Getrieb oder auch direkt der Kopf angetrieben werden kann. Wie weit man dreht, hängt nur von der Programmierung ab. Zusätzlich natürlich noch zwei Endschalter pro Motor, denn der relative Geber braucht ja ne Startposition, dann kann der Controller absolute Werte zählen. Sollte auch nicht so wild sein, mehr als einstelliger KHz-Bereich wird so ne Scheibe ohne Bohrmaschine nit machen. Und die direkt an paar Interrupteingänge, bischen asm Code und feddisch.

- Stepper vs. DC Motor: DC Motoren ohne Getriebe sehr langsam laufen zu lassen geht zwar, is aber nicht trivial. Son flotten PID Regler brauchst dafür glaub ich schon.

- Kommunikation: Ich würde von I²C oder SPI bei mehreren Boards die Finger lassen. In so nem MH, oder was es letztendlich mal geben soll, können durchaus auch mal 230V bei 10A mit Phasenanschnittssteuerung rumwuseln und wenn da Busleistung und anschlusskabel paar cm nebeneinander laufen wird das wohl schwierig...
Ich entwickel gerade mit Soon5 an ner Steuerung/Überwachung für nen Stromverteiler. Da ham wir jetzt auch n abgesetztes Board zur Bedienung als Controller, welches mit dem eigentlichen Sensorboard über zwei RS485 Verbindungen kommuniziert (Full Duplex, MAX488). Dieser Controller soll vielleicht auch mal für andere Projekte herhalten, deshalb hammer den auch üppig ausgestattet: ATmega128 mit 128KB externem RAM (in zwei Bänken), ENC28J60 Ethernetcontroller, Realtimeclock, Anschluss für Textdisplay, 16 Tasten, Piezosummer, 64 KByte EEPROM, DMX In/Out, RDM fähig (halt ein 75176 wie bei Henne angeschlossen) und halt der Fullduplex RS485 Kanal, dem auch noch 5V Versorgung mitgeführt wird (6 Pol Flachbandverbindung), für weitere Hardwaremodule. Der Fullduplexmodus lässt sich auch schön optisch trennen, man muss dann bei mehreren Modulen nur beachten, dass der Downlink vom Controller immer an alle Module geht und die Module auf dem Uplink nur antworten wenn angesprochen und ansonsten den Uplink frei geben.
Wenn mal wirklich irgendwo I2C oder SPI braucht würde ich das über ne kleine Bridge machen, die direkt neben den entsprechenden Komponenten sitzt. Das könnte dann z.B. von nem ATtiny2313 übernommen werden. Der braucht übrigens auch nicht zwangsläufig nen externen quarz, man kann auch den int. oszillator trimmen, indem man das empfangssignal am UART vermisst.

Was würdest du denn dann statt I2C (=TWI) nehmen? Direkt die UARTs zusammen? Bei der Buslänge verschätz dich da mal nicht. Wenn der über drei Module in der Base geht, dann noch in den Bügel und bischen im Kopf rum. Dann will mal jemand n Teil mit zwei Bügeln und Köpfen bauen usw...

Was bei den relativen Gebern halt auch schön is: Man bastelt sich einmal ne Motor-Sensor Kombination (also mechanisch mein ich das) und die kannste dann immer genau so verwenden.

Was den Verteiler angeht, lasst den mal hier raus, den hab ich nur als Beispiel genannt, wie wir mal son Controller-Board aufgebaut haben. Layout is schon fertig und die Teile kommen morgen. Von daher wird da nix mehr geändert.
Die Ansteuerung soll auch primär per Ethernet, also TCP/IP über HTTP bzw. telnet laufen und ich glaub nit, dass das alles in 2h gemacht is...
Der DMX Port is nur noch dran, weils um den zweiten UART sonst so schade gewesen wäre und man so den Controller alleine auch als Artnet Gateway nutzen kann bzw. wenn er mal in nem Dimmer steckt z.B. Artnet und DMX empfangen kann usw...
Wenn der Null abreisst merkt die Elektronik das natürlich und schaltet die Schütze ab. Die Versorgung der Elektronik selbst is 400V fest und kann von beliebigen Phasen kommen. Wir können sogar Widerstände als Testlasten vor dem Einschalten der Schütze zuschalten..

Quote

Original von Hendrik Hölscher

Zu den Absolutgebern: Die können alle full turn. 540° werden aber in jedem Fall problematisch - spätestens bei der Referenzfahrt.

Da hilft auch kein Endschalter mehr mit Anschlag.
Da hilft nur ein Multiturn-Encoder - die haben ein kleines Getriebe oder (bäh) einen Umdrehungszähler mit einer langlebigen Batterie.
Vielleicht könnt Ihr diese Mimik ja nachbauen. Bei 540 ° würde Euch eine Untersetzung von 1:2 reichen, d.h. die Geberwelle macht ne halbe Umdrehung während der Yoke eine macht. Die benötigte Auflösung wäre dann halt die doppelte. Oder nur den "Endanschlag" über eine solche Mimik anlenken.

Wieso trennst du Dimmer und Schrittmoter in 2 Adressbereiche auf? Ein normaler Scanner oder MH hat auch nur eine Adresse. Ich denke das wird auf jeden Fall reichen und ist ja auch irgendwie Standard.

Wie soll das dann mit dem RDM laufen? Soll man darüber dann auch die Adresse Konfigurieren können? Dann kann oder muss man sich ja die DIP-Schlater sparen.

Das mit dem Dimmerkruven ist eine super Sache, va wenn es um LEDs gehen soll ist eine Ausgleichskurve immer schön. Deswegen wäre es auch ratsam intern vllt sogar mit 16bit PWM zu arbeiten, wenn das unsere CPU packt.

Markus

also nur kurz als anmerkung: ich find ethernet viel sinnvoller als usb. über ethernet könnte man dann noch artnet integrieren, über usb geht das überhauipt nicht. firmware updates gehen auch über ethernet.

Ich seh das eigentlich ähnlich wie Max. USB macht praktisch keinen Sinn, weil man damit ehr nur paar Meter vom Renchner weg kommt, und das is bei typischen VA Geräten doch ehr die Ausnahme, dass die so nah an nem Rechner stehen. Ethernet halt ich schon für gut, zumindest würd kann mans ja aufs Board mit drauf layouten, muss man ja nicht bestücken wenn mans nit will, genauso wie andere Komponenten vielleicht auch. Ansonsten würde ich z.B. Strom und Spannung auch vom Netzteilmodul messen lassen, wer n Mischpult bauen will, kann sich dann n ADC Modul bauen usw. So is das halt alles bischen sauberer getrennt, auch wenns vielleicht ein, zwei Euro mehr kostet. Der Controller macht halt die Signalverarbeitung und dient als Schnittstelle zwischen von uns genormten "Innenbus" und diversen Externen Bussen. Und jedes Slavemodul sollte halt möglichst universell einsetzbar sein, aber auch möglichst nur eine Aufgabe erfüllen, damit man die schön beliebig zusammenstecken kann, z.B. wie schon erwähnt, ein Modul für nen Dimmer, eins für ein oder zwei Stepper, und und und.
Kann könnte natürlich auch überlegen, verschiedene Controlmodul zu entwerfen. Einfache mit Dipschalter und kompliziertere mit Ethernet und LCD. Wichtig is ja nur, dass Datenübertragung über den internen Bus halbwegs genormt is. Aber wer sich ein neues Gerät aus mehreren Modulen zusammenstellen will, kommt eh nicht drumherum bischen was am Controller zu programmieren, zumindest auf High Level Ebene, Treiber für die Hardwareschnittstellen kann man ja schon beilegen.
Ob unsere Verteilerschaltung funktioniert bin ich auch mal gespannt. Bei so Mikroelektronik direkt zwischen zwei 63A Phasen mit Phasenanschnitt
Aber wenn....

Grüße aus Italien

Ich fasse die Sache mal zusammen:

wir haben dann einmal das MainBoard
- DMX Empfang, RDM fähig
- Analoge Eingänge, reicht ein Port?
- I²C
- Ethernet als Bestückungsmöglichkeite
Folgende Module habe ich zu dem Thema gefunden:
ENC28J60
CS8900
Taugen die was bzw. welches ist besser? Wie würde sich denn die SPI Version verhalten, wenn man über ISP den Controller programmiert?

- Busanbindung für die restlichen Module

Schrittmotor-Modul
Ich habe da ein ganz nettes Vorbild gefunden: RN Schrittmoter Steuerung
In dem Info-PDF sind sogar die ganzen Schaltpläne. Was ich persönlich aber nicht so ganz verstehe, wie man mit dieser Schaltung den Strom regeln können soll

Strom- und Spannungsüberwachung
Hier stellt sich die Frage, ob wir nicht gleich ein ganzes Netzteil von 230V auf 5 oder 12V Gleichstrom entwickeln und dann eben auch die Messwerte auslesen. Damit könnte man dann alle Module versorgen. Die Schrittmotoren brauchen dann wohl eine andere Versorgung.

User-Interface
Weil es jetzt sooft diekutiert wurde ob wir nun ein Display einbauen sollen, wir machen das ganz einfach: Diese Funktion wird auch eine optionale Platine, also ein Modul unseres Systemes.

Offen bleibt weiterhin der interne Bus. Mir persönlich würde eine serielle Kommunikation über den UART am besten gefallen. Wahrscheinlich werden wir um Bustreiber nicht herum kommen.
Da bietet sich der MAX232 an, ist aber etwas umständlich wegen den 4 Kondensatoren außenrum. Oder eben einen guten alten Bekannten MAX485.
Diese Verbindung sollte aber auf jeden Fall bidirektional sein.
Ich denke intern brauchen wir auch keine Optokoppler. Ich frage mich sogar ob dieser in Richtung des DMX-Busses großen Sinn macht.

Gruß
Markus

Quote

Original von mar3kus

Schrittmotor-Modul
Ich habe da ein ganz nettes Vorbild gefunden: RN Schrittmoter Steuerung
In dem Info-PDF sind sogar die ganzen Schaltpläne. Was ich persönlich aber nicht so ganz verstehe, wie man mit dieser Schaltung den Strom regeln können soll

diese karte will auch verwenden, man muss aber beachten das diese karte kein microstepping kann!!
für einige anwendungen reicht dies, aber nicht für ne Pan/Tilt einheit eines scanner's. den spiegel mit vol oder halbschritt zu betreiben, bedeutet keine ruhige spiegel fahrt möglich. bei movingheads könnte mann über die untersetzung von antriebsriemen viel machen. auch dachte ich das es ne eigene stepperkarte geben soll??

evtl. auch wenn viele dies nicht wollen, solte es 2 verschiedene versionen geben.
1. ansteuerung einer stepperkarte über schnittstelle(sollposition)
2. Step/Dir, gerade bei günstigen anwendungen besser.

Quote

Strom- und Spannungsüberwachung
Hier stellt sich die Frage, ob wir nicht gleich ein ganzes Netzteil von 230V auf 5 oder 12V Gleichstrom entwickeln und dann eben auch die Messwerte auslesen. Damit könnte man dann alle Module versorgen. Die Schrittmotoren brauchen dann wohl eine andere Versorgung.

Gruß
Markus

das halte ich für keine gute idee!! oder wir bauen ein schaltnetzteil mit min. 250W.
grund hirfür ist, das ein MH viele verbraucher hat. zb. Pan/Tilt/gobo/Color/Shutter/Led etc... und dann mehrere netzteile zu verwenden wäre absurt (auch aus platzgründen).
gute NT's gibbet überall fürn fuffie:D
wir sollten: auswerten ja, erzeugen nein.

mfg maik

internerBus ??

wer von euch kann etwas zum CanOpen sagen?? viele stepperkarten laufen bereits damit!
Nanotech, Trinamic, etc.....

mfg maik

Ich hatte ja nicht gesagt, dass wir diese Karte nehmen sollen, es war nur als Orientierung gedacht.
Außerdem sind die knapp 100€ auch etwas übertrieben. Wenn man mal die nötigen Teile aufaddiert kommt man vllt auf ca 20-30€.
...und Mikrostepping sollte jetzt nicht das große Problem darstellen

CAN als interner Bus? Naja nicht so überzeugend wenn du mich fragst...Wie gesagt, es wäre nicht schlecht sich auf Hardware-Komponenten der AVRs zu stützen, denn die Software muss schon genug erledigen...

Markus

CAN is zwar nicht schlecht, aber auch gut teuer, das können auch nur die größeren Controller. CanOPEN is ja nur ein mögliches übergeordenetes Protokoll so wie ich das sehe.
Für die Spannungs/Stromüberwachung würd ich ehr son kleines Modul bauen, welches paar Spannungen und Ströme messen kann, und vielleicht noch paar digitale Ausgänge für Relais hat um verschiedene Versorgungen zu schalten. Das kann man dann an beliebige Netzteile dran bauen, wenn man den Messbereich für Strom/Spannung z.B. über Spannungsteiler konfigurierbar macht.
Zwei versionen für Steppersteuerung halt ich auch für sinnvoll. Die billie macht Halbschritte direkt mit nem z.B. attiny und dient für Farb/Goboräder und die teurere halt mit Mikrostepp für PAN/TILT. Üch würd auch sämtliche Konfigurationsdaten (wie Rampen und Dimmkurven (falls nicht eh im controller berechnet)) über den int. Bus beim booten schicken, dann kann man das alles zentral am Controllermodul ändern un muss nit jedes mal an die submodule bzw. kann die auch fast beliebig austauschen.
Den CS8900 würd ich nit nehmen, der braucht zu viele Pins. Der ENC hat da schon mit SPI vorteile und bei 8 MHz braucht ein Byte auch nit so lang. Weiterhin kann der theoretisch auch IP/TCP Checksummen berechnen, falls se den Bug mittlerweile mal gefixt haben, was der CS glaub ich nit konnte.
Optische isolierungsmöglichkeit für den internen bus würd ich schon vorsehen, weil dann kann der Controller auch auf Netzspannung arbeiten. So machen wa das bei unserem Verteiler auch, dann kann der (über nen DA Wandler IC natürlich) direkt an die Spannungsteiler der drei Phasen angeschlossen werden und gescheit messen.

Vergesst CAN das ist zu teuer und zu aufwendig.
CanOpen ist ein Protokoll das nur wenige Daten pro MSG übertragen kann. Dafür aber eine Menge an Resoucen braucht.

Rs323 Würde ich auch nicht nehmen, nicht Bus fähig!

Am besten ist halt einfach der gute alte RS485 Bus.

Da DMX auch ein RS485 Bus ist kann man sogar die DMX Platinen von Henne einfach mit einbauen. Mit neuer Software logischerweise.

Eine Optische trennung würde ich auch bevorzugen.

Ich sage oft, lieber mehr vorsehen als nachher dran fummeln.
Also was auf den Platinen alles drauf ist muss man ja nicht immer alles bestücken.

Ansonsten Ihr seid auf dem richtigen weg.
Dirk