Une rallonge de port // a fibre optique ??

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Bonjour, je voudrais presenter ma realisation en cours : Une rallonge de port // pour CNC a fibre optique.
L'interet de cette realisation est de permettre une isolation electrique parfaite entre le pilote de CNC (PC avec eventuellement carte USB ) et la CNC elle même qui peut être une machine delicate du point de vue isolation comme par example laser et plasma.

Actuellement mon systeme fonctionne parfaitement est est composé de 2 petites cartes electroniques ( 5cm x 5cm ) qui sont :
-le codeur / serializateur prise // male vers fibre optique
-le decodeur / deserializateur fibre optque vers // femelle.
Chacune des cartes comporte une prise //, une prise d'alimentation 5V (pile ou adaptateur secteur ) , une prise fibre optique (un seule cable optique suffit) . grande longueur de cable possible (30 metre ). 10 metre testé.

Voici une photo :

 

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Comment cela fonctionne ? :

La fibre optique transmet une sequence ininterrompue de trames delimitées. Chaque trame vehicule 12 signaux (le port // normal a 12 sorties et 5 entrees , les entrees ne sont pas utilisées ici).

Pour les signaux normaux (Autres que DIR et STEP des moteurs pas a pas) , la liaison serie transmet la valeur dui signal , tout simplement mais tout de meme 200.000 fois / s environ

Pour les signaux STEP (pas moteur), la liaison ne transmet pas l'etat du signal STEP , qui pourrait varier trop rapidement , même pour la fibre optique , mais le nombre de pas qui lui varie moins vite que le signal STEP lui même.
Il suffit de transmettre le nombre de pas sur 1 bit seulement , car le nombre de pas est supposé ne pas de varier de plus d'une unité entre chaque trame ou mise a jour.

Voici quelques diagrames expliquant le format des trames , les vitesses de transmission etc :

 

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Voici un diagramme simplifie expliquant comment serializer les signaux de commande des moteurs pas-pas (STEP , DIR)
La maquette actuelle doit pouvoir transmettre les commandes de moteur jusqu'a 100Khz au moins .

 

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Et pour finir :
Le prix de fabrication de la rallonge DB25 en fibre optique sera probablement < 50euro
et pourrait securiser le fonctionnement des CNC a plasma haute tension ou haute frequence.
Le composant principal FPGA encodeur / decodeur avec 4 axes coute 2 USD. (XC9572 pour les connaisseurs)

 

[f6bqi]

Bonjour,
Quelle sont les caractéristiques de:
- la fibre optique (plastique ou verre)
- le type des connecteurs des FO.
- le fonctionnement de la fibre en mono ou multi modes.
Un petit reproche l’unidirectionnalité du système. Le port // est bien bi-directionnel.

Cordialement

 

[PCB5]

C'est de la fibre optique pour audio . Appele aussi TOSLINK ou SPDIF. Les prises et les cables ainsi que divers adaptateurs sont relativement bon marché et facile a trouver.La bande passante garantie est 16Mb/s.

J'ai choisi de simplifier au maximum , donc le systeme ne transporte que les 12 signaux de sortie trouves sur le port // (pour controler les moteurs).

A noter que la bande passante de (ici 100Khz ) permet d'inclure des signaux PWM de vitesse de broche (qui sont ordinairement 1000-3000 Hz)

 

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[lion10]

bonjour

D'après ce que je comprends cela vous permet un déport de commande immunisé par la transmission par la fibre optique.

Mais l'imunité aux parasites coté cnc reste tjs un problème forcément.

Comment validerez vous l'immunité de la chaîne totale notamment à cause des parasites intrinsèques à la cnc ?

Vous supposez une cnc professionnelle à toute épreuve ?

Lidée en tout cas est bonne, vous n'avez pas pensé à l'usage de paires différentielles , le débit n'était pas assez élevé, sans parler du cablâge plus encombrant car il y a de nombreux signaux ?

cdlt lion10

 

[PCB5]

Non, il n'y a pas plein de cable , juste la fibre optique . On ne la voit pas sur la photo car c'est une maquette.

Par contre , le cable est unidirectionel (les limit et home switch ne sont pas pris en charge), pour avoir une liaison bidirectionnel, il faut deux cable.

 

[PCB5]

Bonjour,
J'en ai dessiné une autre , bidirectionnelle .

Pour rappelle , la fibre optique connecte les signaux des ports parallele de la carte 1 vers la carte 2 en complete isolation electrrique. Sans utiliser de microprocesseur (logique cablé) . Donc brouillable mais pas plantable .

 

[PCB5]