Questo documento spiega come realizzare la scheda CNC-Jog-Pad-V4

Fasi Preliminari:

Premetto che la realizzazione della scheda deve essere affidata a persone che abbiano un minimo di conoscenza e dimestichezza con i componenti elettronici e conoscano le precauzioni da utilizzare con componenti CMOS e componenti sensibili alle scariche elettrostatiche.

Una volta ricevuta la scheda, con l’aiuto dei disegni che si possono scaricare in fondo all’articolo cercate di capire la filosofia di funzionamento della stessa, è infatti molto importante perché vi permetterà di eseguire un buon lavoro, pulito ordinato e veloce.

1° Fase

Come prima cosa eseguite tutti i ponticelli di collegamento, così come riportato dalla serigrafia e dai disegni, utilizzando un filo di rame stagnato da 0,6 mm, fatta eccezione per quelli posti al di sotto degli integrati L6203 dove, viste le correnti in gioco, sarà necessario utilizzare del filo stagnato da 1 mm.

Il numero elevato di ponticelli, ha permesso l’utilizzo di una basetta singola a faccia, molto più economica di una a doppia faccia con i fori metallizzati.

Sul circuito stampato i fori minimi, sono da 0,6 mm onde evitare eccessivi giochi con i terminali delle resistenze, dei transistor e degli zoccoli degli integrati che vi consiglio di usare del tipo a tulipano (terminali torniti).

Se utilizzerete i componenti riportati nel file Lista componenti.pdf non dovete modificare nulla, se invece utilizzerete componenti diversi, dovrete adattare la foratura ai diametri di zoccolatura e reofori di resistenze da voi utilizzati.

2° Fase

Terminati i ponticelli proseguite con l’inserimento e la saldatura di: zoccoli per integrati, resistori e condensatori seguendo l’ordine di altezza dei componenti stessi, prima i più bassi e a seguire i più alti.

Una particolare attenzione va dedicata alle saldature. Una buona saldatura dovrà risultare perfettamente lucida, non porosa con lo stagno liscio e raccordato tra la superficie dello stampato ed il terminale in modo omogeneo, se possibile usate un saldatore a bassa tensione tenendo la punta continuamente pulita utilizzando le apposite spugnette inumidite.

3° Fase

Non utilizzate la porta della stampante LPT1: se è parte integrante della scheda madre del PC!.

E’ preferibile inserire ed installare una seconda porta parallela, in modo da evitare qualsiasi contatto diretto tra la scheda CNC ed il PC.

Per la parte logica e le ventole di raffreddamento è preferibile utilizzare un secondo avvolgimento del trasformatore oppure altro trasformatore indipendente da quello di potenza con un secondario da 13 Volt AC con una corrente di 1-1,5 A, che, logicamente raddrizzato e filtrato, fornirà una tensione di 18 Volt CC.

4° Fase

Una volta terminato di assemblare la scheda di interfaccia, di segnalazione ed il tastierino di comando, controllate le varie funzioni se possibile con l’aiuto di un oscilloscopio e regolate i due trimmer R7 – R8 che controllano il generatore di clock che servirà per gli spostamenti manuali in modalità lenta o rapida tramite il Jog-Pad.

Proseguite col montaggio delle schede finali per i motori ed al termine, Verificate ogni cosa per bene, collegate un finale all’interfaccia e, se tutto è in ordine, potete procedere alla regolazione della tensione di riferimento sul pin 15 dello zoccolo che riceverà l’CI L297.

Formula per il calcolo della V-Ref per L297

I Motore * R Sense * (Radice di 2 = (1,414))

ESEMPI con diverse R-Sense da 1 ohm in parallelo

2-Res.da 1 ohm = 0,6A * 0,50 * 1,414 = 0,42420 V

3-Res.da 1 ohm = 0,6A * 0,33 * 1,414 = 0,27997 V

4-Res.da 1 ohm = 0,6A * 0,25 * 1,414 = 0,21210 V

Sono stati previsti 4 pin di TEST POIT che, se desiderato, sarà possibile collegare ad un millivoltmetro da pannello che si renderà utile anche per la misurazione della tensione di V-ref.

Stabilite la tensione necessaria per il pilotaggio a corrente normale del motore, ricordo di non superare il limite max di 4 A per cui il 6203 è abilitato a sostenere.

Rammento che se non arriva nessun segnale di step ai moduli finali, dopo ½ secondo la tensione di V-ref che controlla la corrente dei motori tramite L297N, viene ridotta del 30% dunque regolate la V-ref avendo il segnale di step in ingresso, nel caso che vogliate effettuare la taratura senza il segnale di step in ingresso, non collegate momentaneamente le resistenze R54-R74-R90-R100 dei rispettivi moduli finali, sono posizionate dubito sotto il connettore di ingresso a vaschetta, e togliete dagli zoccoli gli IC-NE555.

Personalmente ho installato sul pannello frontale un commutatore che mi permette di selezionare la lettura tra i vari Driver Stepper, logicamente bisognerà predisporre i necessari ripartitori per adattare la lettura al fondo scala del millivoltmetro che avrete scelto per tale scopo.

5° Fase

Se tutto procede bene, scollegate l’alimentazione della scheda, inserite negli zoccoli gli integrati L297 e L6203, alimentate anche lo stadio finale interessato con una tensione compresa tra 20 e 46 V MAX, un gruppo (Dryve) per volta, non eccedete con le tensioni ai finali, anche se il 6203 dovrebbe portare 50V, un picco di tensione al momento dell’accensione potrebbe sempre combinare qualche guaio e poi bisogna anche tener presente le fluttuazioni della tensione di rete, tenete in considerazione che una variazione contrattuale di fornitura del 10% porterà la tensione d’ uscita ad un incremento di 4,6V che, aggiunti ai 46V regolari la eleveranno sino a 50,6V e quindi a superare i limiti massimi del L6203.

Il segnale PWM, può essere generato su ogni singolo stadio finale e dopo le tarature, in caso di montaggio di più moduli nello stesso contenitore, posizionare i jumper di Int./Est. su Est. lasciando solo quello dell’asse X su Int. e provvedere ad effettuare il collegamento tra loro dei vari moduli col segnali di Sync, allo scopo sono previsti dei Jumper doppi e basterà effettuare un ponte tra un driver e l’altro tramite un pezzo di filo.

Controllatene il corretto funzionamento della rotazione motore con frequenza variabile tramite il potenziometro e direzione selezionabile dagli Switch.

Verificate la temperatura che raggiungerà il dissipatore di calore del L6203, regolate la sensibilità del sensore di temperatura (BD135-BD139 montato sul dissipatore in modo solidale meccanico, ma isolato elettricamente) tramite l’apposito trimmer R4 sulla scheda Interfaccia, stabilendo con ciò a che temperatura dovranno partire le ventole montate sui dissipatori stessi.

Il circuito predisposto alla regolazione della temperatura ha una duplice funzione, se la temperatura non dovesse scendere, in un determinato tempo, effettuerà il blocco di tutti gli stadi di potenza della scheda stessa, il blocco della scheda si ottiene anche premendo il pulsante a ”Fungo di Emergenza Stop”, posizionatelo sul pannello frontale del contenitore della contenitore o, se preferite, lo potrete posizionare a bordo macchina in una posizione a voi comoda.

Download

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Conclusione

Se tutto ha avuto l’esito che speravate e tutte le prove sono state superate, potrete collegare la porta parallela del vostro PC e caricato il programma di gestione da voi preferito potrete iniziare a prendere confidenza con la vostra CNC.

In bocca al lupo a tutti e se doveste incontrare problemi contattatemi pure sul Forum nella sessione D-B-Jog-Pad. Siate certi che vi risponderò rapidamente aiutandovi a trovare soluzioni ai problemi da voi sollevati.