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Shield GTwo pour Arduino DUE & TinyG 2

Ce travail est la propriété de Jean-Philippe Civade (jp at civade dot com), et est mis sous licence Creative Common NonCommercial 3.0

TinyG est un système de contrôle à 6 axes développé par Synthetos pour piloter CNC, découpe laser, etcc. Il a été conçu pour fonctionner sur processeur Atmel ATxmega192. C’est un système complet (hard + soft).

Quelques caractéristiques :

  • Gestion de 6 axes (XYZABC)
  • Planification de mouvement du 3e ordre
  • Affichage des états (caractère ‘?’)
  • Gestion des protocoles de handshake XON/XOFF & RTS/CTS sur la liaison série via USB
  • Interface RESTful utilisant JSON

TinyG 2 est un portage de TinyG sur processeurs ARM, développé également par Synthetos, fonctionnant sur les processeurs ARM d’Atmel, comme celui utilisé sur la carte économique Arduino DUE. Ce portage peut être configuré pour utilisé des shields GRBL standard (format Arduino UNO), mais malheureusement pas complètement. En effet, si il est possible de commander les moteurs pas à pas, tous les autres signaux sont routés sur les connecteurs d’extension de la l’Arduino mega, ce qui rend inaccessible les commandes manuelles, de fins ds courses, de commande de broche, etc..

C’est précisément pour rendre accessible tous ces signaux qu’a été développé la shield GTwo: Permettre une utilisation facile de TinyG2 avec toutes les fonctionnalités matérielles disponibles.

GTwo assembly

Cette shield peut être utilisée de 2 façons :

  • Raccordée directement à une carte de puissance TB 6560 “Rouge”. Cela permet la commande d’un maximum de 4 axes (X,Y,Z,A) et l’usage de 4 entrées GPIO (exemple : Prise d’origine machine X,Y,Z et arrêt d’urgence)
  • Raccordée à des contrôleurs d’axes indépendants (Leadshine, Gekko, etc.,) via des connecteurs à 6 broches. C’est dans ce cas jusqu’à 6 axes qui peuvent être pilotés (X,Y,Z,A,B,C). Dans ce cas, jusqu’à 6 swiches d’origine machine ou de fin de course peuvent être raccordées.

GTwo assembly

Caracteristiques

  • Shield principalement passive, avec tous les connecteurs pour connecter broche traditionnelle ou PWM, arrosage, switches de prise d’origine et de limites, boutons de commande de l’exécution du programme, et jusqu’à 6 axes via des drivers externes.
  • Du fait que l’Arduino DUE n’est pas tolérante au 5V (3.3V seulement…), un level shifter à 8 canaux est intégré pour permettre le raccordement des fins de courses en 5V (fins de courses actifs)
  • Toutes les autres entrées (contrôle de l’exécution du programme) sont prévues pour être raccordées au 0V via des interrupteurs et ne devraient jamais être raccordées à un 5V sous peine de destruction de l’Arduino DUE.

Connexions

Lorsque raccordée à une carte de puissance TB6560 “Rouge” :
  • JP1 : Raccordement à l’entrée parallèle de la carte de puissance TB6560 “Rouge” via un cable réalisé avec un connecteur HE10/26 points > Sub D 25 broches femelle. Si ce connecteur est utilisé, ne pas utiliser M1>M6
  • JP2 : Configuration des limites pour TB6560. Ne pas équiper lors de l’utilisation de M1 > M6.
  • JP4 : Configuration du relais de la TB6560. Ne pas équiper lors de l’utilisation de M1 > M6.
Lorsque raccordée à des drivers moteurs externes via M1 à M6
  • M1 > M6 : Permet de raccorder jusqu’à 6 drivers pour moteurs pas à pas ou servo moteurs (X/Y/Z/A/B/C). Si utilisé, ne pas utiliser JP1.
  • JP3 : Entrées limites. Permet de raccorder les interrupteurs de détection de prise d’origine et de limite.(X-, X+, Y-, Y+, Z-, Z+), l’arrêt d’urgence et l’interrupteur capot ouvert. Toutes les entrées sont compatibles 5V.
  • JP6 : Configuration de l’alimentation envoyée sur M1>M6

Le brochage des connecteurs M1 à M6 est le suivant : * Broche 1 : Pas (Step) * Broche 2 : Direction (Dir) * Broche 3 : Activation moteur (Enable, pour chaque moteur) * Broche 4 : GND * Broche 5 : Activation globale (Global Enable pour tous les moteurs simultanément) * Broche 6 : VCC (3.3V ou 5V en fonction de JP6)

Autres connecteurs :
  • JP5 : Sortie broche et arrosage (3.3V). “Spindle” est pour le M/A broche, “dir” est pour le sens de rotation de la broche, “PWM” est pour raccorder une broche à contrôle de vitesse en modulation de largeur d’impulsion, “PW2” est un PWM secodaaire et “Cool” est pour raccorder la commande d’arrosage.
  • JP7 : Entrées de contrôle de l’exécution du programme. Y raccorder des poussoirs pour le Reset Soft (SR), la suspension du programme, La reprise ou le démarrage du programme (Run),l’arrêt d’urgence (ESTP) ou le reset matériel de la carte (RST)
Cavaliers de configuration:

JP2 : (si utilisation de la TB6560 rouge) Doit être équipé de 4 cavaliers permettant le routage des switches de prise d’origine machine X- ou X+ sur la broche Pin 10 du port parallèle, Y- ou Y+ à la broche 11 du port parallèle, Z-ou Z+ à la broche 12 du port parallèle, l’arrêt d’urgence ou la protection capot ouvert à la broche 13 du port parallèle. JP4 : (si utilisation de la TB6560 rouge) Doit être équipé d’un cavalier permettant de router la commande moteur ou la commande d’arrosage sur le relais intégré. JP6 : (si utilisation des connecteurs M1 à M6) Doit être équipé d’un cavalier permettant d’envoyer 3.3V ou 5V à la broche 6 des connecteurs M1 à M6.

Documents joints :
Exemple de configuration:

Cette configuration correspond à une machine dont les swiches d’origine sont en bas à gauche et en haut du Z, pour une machine de CNC. GTtwo est dans ce cas raccordée à une carte de puissance TB6560 “rouge” dont le relais est utilisé pour commander le M/A d’une broche (moteur on /off = Commandes Gcode M3/M5). Les entrées de la TB6560 sont respectivement raccordées à Xmin, Ymin, ZMax et un bouton d’arrêt d’urgence. Une alimentation 3.3V is routée vers la broche 6 des connecteurs M1 à M6 qui sont inutilisés.

GTwo Default Configuration