Dro magnétique pour schaublin 102 ou fraiseuse

[pailpoe]

Bonjour à tous,

J'ai depuis un petit moment dans le tête de mettre une dro sur le chariot de mon schaublin 102.
Pour information, je suis électronicien hardware depuis 15ans et je programme un peu sur des petits projets pour le Taff
Mon cahier des charges :
- Faible cout pour l'ensemble (moins de 40€)
- 2 règles X-Y magnétque avec une précision absolue 1/100mm sur l'ensemble de la course, l'intégration doit être la plus discrète possible.
- Afficheur indépendant, j'ai évalué l'utilisation d'Android dro mais je ne veux pas utiliser de téléphone dans l'atelier et j'ai envie de faire le décodage et l'affichage pour le fun.
- Faible encombrement de l'ensemble donc tout CMS avec pcb perso.

Pour la partie capteur magnétique :
Je suis parti sur des capteurs magnétique de chez AMS, le AS5311
Le circuit est en boitier TSSOP20 et a une sortie en quadrature ou SPI mais je vais partir sur la sortie quadrature pour pouvoir utiliser d'autres règles si besoin.
La résolution est de 1024 pas pour 2mm et la précision absolu doit pas être loin du 1/100 mais dépend beaucoup de la précision de l'encodage du ruban magnétique.
J'ai donc récupéré des échantillons du capteur et du ruban magnétique qui va bien. Je lancerai les pcbs à mon retour de vacances.

Pour la partie décodage et affichage :
J'ai regardé ce qu'il me fallait pour décoder 3-4 capteurs en quadrature (on sait jamais) avec une fréquence assez élevé et l'affichage en dotmatrix.
Je suis tombé sur les petites carte "blue pill" à base de STM32F103C8T6 qui peuvent décoder jusqu'a 4 capteurs en quadrature, Cortex M3. Après essai et programmation en Arduino pour simplifier la prog qui est vite galère sur le STM32, ça se programme tout seul.

Pour l'affichage, je suis parti sur un petit écran oled de 128x64 SSD1306 piloté en I2C et géré dans la libraire de l'arduino donc sans soucis. Il est dispo partout sur Ebay pour quelques euros. Il est pas très grand mais avec une très bonne visibilité car Oled

La partie décodage et affichage fonctionne bien mais je dois maintenant réalisé un pcb sur mesure intégrable dans un boitier Alu que je placerai à l'avant du chariot schaublin.

A suivre mais j'espère que je ne vais pas vous ennuyer.

 

[pailpoe]

Maj le 7/07/2017 : Ajout des fichiers du pcb de la carte capteur mégnétique
Le pcb capteur:
Taille : 21,6mm x 9,5mm
Matière : 1,6mm FR4

Fixation par 2vis M2.
Erreur sur la fixation de droite qui est à 2,05mm...
Erreur aussi sur les 2 leds qui sont en collecteur ouvert. Mais bon, cela se corrigera facilement sur le pcb en coupant la piste et en reliant au Vdd.
Le fichier Gerber, les fichiers eagle source.
Le schéma :

Preview du pcb :

L'implantation bottom :

Maj le 18/07/2017 : Reception des pcbs et premier essai
Ci joint les premiers pcbs :

J'ai dégagé le vernis épargne sur le dessous pour ne pas avoir son épaisseur dans le positionnement du capteur :

Après montage des composants :

Après essai, une erreur est présente avec l'absence de connection de la pin 14 (CS) au 0v pour activer les 2 sorties en quadrature. Connecter les pins 11-12-13-14 ensemble et souder à l'extrémité au plan de masse en l'ayant préalablement gratté.
Maj le 25/08/2017 : Ajout BOM du PCBA de la carte capteur + plan du boitier métallique pour le capteur Y

Sur le plan mécanique, la côte de 2,6mm (mesuré sur mes pcbs) permet d'avoir le dessus du capteur affleurant au boitier.
La côte de 2,8mm est bonne pour le Y. Pour le X avec le décalage de 1,2mm elle devrait être de 2,9mm.

 

[pailpoe]

Maj le 02/09/2017 : Ajout BOM du PCBA de la carte affichage avec gerber et fichier eagle.
Donc je vous mets les fichiers pour la carte d'affichage à base de STM32 avec un écran Oled 128 x 64.

Maj le 05/09/2017 : Ajout Lien dépôt GitHub pour le code Arduino pour la platine d'affichage.
Lien du dépôt : https://github.com/pailpoe/Mini_Dro

Maj le 13/01/2019 : Ajout documents / plans afficheur + Fichier programme en V1.000
L'afficheur en version finale :

Assignation du connecteur :

 

[vibram]

Tu m'intéresses énormément
J'ai déjà les stm32 mais pas le reste. Selon la réussite du projet je te copierai ou non
Merci de partager tes avancées

 

[metalux]

hello
intéressant ton projet!
je m'était penché dessus il y a un certain temps avec ces fameux circuits de chez AMS, mais le hic! c'est que tu vas vite déchanter quand tu vas voir le prix des bandes magnétiques! c'est d'ailleurs ça qui m'a fait mette "en veille " mon projet.

concernant ton afficheur, il sera beaucoup trop petit!
tu devrais partir sur du TFT 3 pouces, mais ce n'est que mon humble avis..

 

[vax]

Chouette projet !

Je pense que tu as eu l'occasion de lire le sujet de Bernard ici :
https://www.usinages.com/threads/vi...aux-4-chariots-tour-a-m-c.97279/#post-1103088
Ce n'est "qu'une" installation mais avec des règles magnétiques aussi.
Pour avoir vu la machine sur place c'est super. La précision est bien suffisante pour une telle machine et l'intégration est juste bluffante.
(Bernard doit nous montrer la suite de ses améliorations, on touche au custom mais c'est extra je trouve)

Pour tes écrans, s'ils sont très bon marché comme tu dis, pourquoi ne pas en mettre un par axe avec de très grands chiffres ?

Bon courage,
Vax, captivé.

 

[vibram]

Pour avoir déjà un peu réfléchi à l'ensemble je pense que la difficulté principale sur le 102 c'est l'intégration. On a pas énormément de place et c'est assez exposé
Il y a ce site que j'ai dans mes favoris
https://pcm52.com/about/

 

[jpbbricole]

je ne veux pas utiliser de téléphone dans l'atelier

Pourquoi ne pas utiliser une "vieille" tablette Android? C'est un petit plus "classe" q'un petit affichage LCD et en plus sur un schaublin 102

et j'ai envie de faire le décodage et l'affichage pour le fun.

C'est super simple d'afficher des données sur ce type d'affichage TouchDRO.
Il faut juste une liaison Bluetooth, assez facile à mettre en oeuvre.

Cordialement
jpbbricole

 

[pinou29]

Bonjour.
Sujet intéressant.
Bernard.

 

[pailpoe]

Alors, pour la partie règle magnétique, j'ai regardé ce qui existait et j'ai eu le même sentiment que vous sur l'intégration.
C'est beaucoup trop gros et chère, c'est pour cela que je refais les capteurs avec un circuit AMS qui coute 4-5€ pièce plus quelques composants passif et le pcb. Je ne vais pas mettre de symétriseur en sortie des signaux A-B pour ne pas alourdir le cout et sachant que la liaison avec la partie décodage va être très courte.
Mon pcb fait 12mm x 20mm environ et sera intégré dans un support Alu puis je coulerai de la résine dessus.
Pour la bande magnétique, j'ai eu un échantillon de chez AMS de la bande AS5000-MS20-150 qui fait 30cm de long ce qui est suffisante pour les 2 axes du chariot.
La bande fait : 10mm de large et 1,3mm d'épaisseur et possède un double face donc on peut la coller. Elles ne seront pas protégées.
Pour l'intégration sur le chariot (ce n'est pas mon chariot...):

En vert les bandes , pour le longitudinal, je serai obligé d'enlever le repère mais c'est pas très grave. On voit en violet la position des capteurs qui auront chacun un boitier différent pour une bonne intégration.
En rouge, c'est la position de l'affichage et de l'électronique.

 

[pailpoe]

Alors, pour l'affichage, le petit oled est vraiment top et très lumineux, c'est bien différent d'un lcd avec retroéclairage. Mes essais avec la police x2 sont très concluants. De plus, je vais implanter dans le soft que si il détecte un mouvement sur un axe, il zoomera les données de l'axe en cour pour augmenter la visibilité.
Je suis plutôt maintenant à réfléchir aux 2-3 boutons physique pour la remise à zéro, le mode rayon/diamètre ou de pouvoir rentrer un mesure sur un axe.

 

[EncoreUnPseudo]

C'est exactement ce que je voulais faire sur mon Haulin, le jour ou j'aurai le temps de m'y remettre
Super idée: Je vais suivre ton fil avec intérêt, et je copierai tout : Bonne chance avec ce projet

 

[pailpoe]

Chouette projet !

Je pense que tu as eu l'occasion de lire le sujet de Bernard ici :
https://www.usinages.com/threads/vi...aux-4-chariots-tour-a-m-c.97279/#post-1103088
Ce n'est "qu'une" installation mais avec des règles magnétiques aussi.
Pour avoir vu la machine sur place c'est super. La précision est bien suffisante pour une telle machine et l'intégration est juste bluffante.
(Bernard doit nous montrer la suite de ses améliorations, on touche au custom mais c'est extra je trouve)

Pour tes écrans, s'ils sont très bon marché comme tu dis, pourquoi ne pas en mettre un par axe avec de très grands chiffres ?

Bon courage,
Vax, captivé.

J'ai vu le sujet mais les capteurs sont beaucoup trop gros et je ne parle pas de l'affichage. Je souhaite que l'ensemble soit intégré sur le chariot avec juste l'alimentation qui sorte pour pouvoir enlever le chariot facilement.

Pour avoir déjà un peu réfléchi à l'ensemble je pense que la difficulté principale sur le 102 c'est l'intégration. On a pas énormément de place et c'est assez exposé
Il y a ce site que j'ai dans mes favoris
https://pcm52.com/about/

C'est ce site qui m'a fait découvrir la famille des capteurs AMS, je vais réduire au minimum la taille des capteurs.
Le pcb est vraiment petit avec juste le circuit et 2 condos.

 

[vibram]

J'ai vu le sujet mais les capteurs sont beaucoup trop gros et je ne parle pas de l'affichage. Je souhaite que l'ensemble soit intégré sur le chariot avec juste l'alimentation qui sorte pour pouvoir enlever le chariot facilement.


C'est ce site qui m'a fait découvrir la famille des capteurs AMS, je vais réduire au minimum la taille des capteurs.
Le pcb est vraiment petit avec juste le circuit et 2 condos.

Intéressant
Tu penses pouvoir éventuellement plusieurs modules si tu arrives au bout du projet ?
La règle du transversal est obligatoirement de ce côté ? Impossible de le mettre de l'autre ? Elle serait mieux protégée

 

[pailpoe]

Non, je pense que le transversal peut être de l'autre coté même si le capteur est loin du mandrin de l'autre coté.
Le problème est la hauteur pour coller la bande :

Pour les pcbs, je vais lancer par 10 ou 20 pièces car le prix est proche donc si certains veulent se lancer, pas de soucis. Les boitier seront usinés dans la masse dans de l'aluminium de 10mm que j'ai à la maison.

 

[metalux]

si les circuits AS50XX sont facile a mettre en œuvre, il en est tout autrement pour réaliser le capteur proprement dit qui doit se balader très prêt de la bande magnétique

 

[pailpoe]

Je sais, le gap entre le ci et la bande doit être de 0,3mm ( toléré entre 0,2 et 0,4mm). J'ajusterai le gap suivant les côtes que je relèverai sur les différents éléments (pcb, bande,...).

 

[vax]

Tu vas faire des heureux avec ton projet... Y'a pas moyen de coller un ruban sur la périphérie du secteur gradué pour afficher l'angle de rotation de la tourelle par déduction trigonométrique ?

 

[pailpoe]

La bande est quand même assez rigide mais elle doit pouvoir épouser la courbure. Après, je sais pas si le capteur fonctionnerait dans cette configuration.

 

[EncoreUnPseudo]

Tu vas faire des heureux avec ton projet... Y'a pas moyen de coller un ruban sur la périphérie du secteur gradué pour afficher l'angle de rotation de la tourelle par déduction trigonométrique ?

Dans ce cas là, autant prendre un capteur angulaire: c'est beaucoup plus simple.
Mais l'intérêt est moindre: Tu vas de prendre le jeux mécanique de tes noix dans le capteur. Autant mettre une règle droite de position, tu aura une valeur réelle.

 

[vax]

La bande est quand même assez rigide mais elle doit pouvoir épouser la courbure. Après, je sais pas si le capteur fonctionnerait dans cette configuration.

c'était un peu la question cachée !

Dans ce cas là, autant prendre un capteur angulaire: c'est beaucoup plus simple.
Mais l'intérêt est moindre: Tu vas de prendre le jeux mécanique de tes noix dans le capteur. Autant mettre une règle droite de position, tu aura une valeur réelle.

D'accord avec toi, mais mettre un codeur angulaire sur un chariot de 102... Ça risque d'être chaud ! Enfin sur le mien au moins !

 

[EncoreUnPseudo]

c'était un peu la question cachée !



D'accord avec toi, mais mettre un codeur angulaire sur un chariot de 102... Ça risque d'être chaud ! Enfin sur le mien au moins !

C'est pas forcément très gros ni très cher: http://fr.rs-online.com/web/p/codeurs-rotatifs/2056881/
Evidemment, il faut faire la mécanique qui va avec pour protéger le bouzin, parce que sans, il ne va pas tenir très longtemps....

 

[vax]

Merci pour le lien, c'est effectivement pas gros.

 

[metalux]

La bande est quand même assez rigide mais elle doit pouvoir épouser la courbure. Après, je sais pas si le capteur fonctionnerait dans cette configuration.

les capteurs AS53xx fonctionnent aussi en lecture sur bandes circulaires, ils en existent même de différents diamètres
autant te dire que c'est difficile a trouver et inaccessible au particulier

 

[Quark21]

Chouette projet ! Je vais suivre ça de près !
(Tu peux me garder un ou deux PCB au chaud !)

La bande magnétique doit être apposée sur une surface amagnétique, tu compte faire un intercalaire ou faire confiance au double face ?

Ca irait bien sur mon Précis, mais il faut que je réfléchisse au montage (le petit chariot n'as pas de surface plane comme sur un 102)

Quark

 

[pailpoe]

Non, la bande peut être collé sur une surface magnétique. Par contre, il ne faut pas l'enterrer si la matière est magnétique.
Je cite la doc de la bande :

Mounting the Magnet Strip

The magnet strip may be mounted directly on magnetic or non-magnetic surfaces. When magnetic surfaces are used, the strip must be mounted on top of the surface, but not immersed in a cavity, as this may weaken the magnetic field of the magnet. When mounting the magnet on a non-magnetic surface, either method is acceptable.

 

[Quark21]

Merci, effectivement ca doit passer.
J'avais pris l'infos dans la doc de l'adapter board AS5311 :

2.2 Mounting the AS5311 adapter board
The AS5311 uses magnetic multipole strip or ring magnets with a pole length of 1.0mm. The airgap between the magnet and the AS5311 casing should be maintained in the range 0.2mm~0.4mm. The magnet holder must not be ferromagnetic. Materials as brass, copper, aluminum, stainless steel are the best choices to make this part.

La bande qu'ils fournissent avec doit être différente.

J'avais trouvé ce blog avec un exemple de support capteur :
http://www.elektec.com/MMS/Magnetmesssensoren.html

Je pense qu'il faut par contre prévoir une paire de joints ou de racleurs pour proteger le capteur des copeaux. Je n'ai pas eu la bande entre les mains (mais j'ai dégoté des echantillons qui devraient arriver bientôt), mais j'ai un peu peur que ça ramasse toute la limaille qui traine.

Quark

 

[metalux]

(mais j'ai dégoté des echantillons qui devraient arriver bientôt),

hello
qu'elle source stp ?

sinon les moins chères que j'ai pu trouver a l'époque c'était chez Machine DRO (UK) en vente aussi chez Conrad mais pas au même tarif
on peut toujours acheter les kits développement chez Digikey ou Mouser si on veux équiper un petit chariot de tour

 

[midodiy]

on peut toujours acheter les kits développement chez Digikey ou Mouser si on veux équiper un petit chariot de tour

Un lien vers mouser serait le bienvenu, merci metalux.

 

[Quark21]

Pour métalux et Midodiy,

http://www.mouser.fr/ProductDetail/ams/AS5311-TS_EK_AB/?qs=Rt6VE0PE/OfQFCqoE7AuPw==
et
https://www.digikey.com/product-detail/en/ams/AS5311-TS_EK_AB/AS5311-AB-ND/3828353

Et avec un compte pro (n° TVA), on peux commander directement des samples chez AMS.

Quark