Интерфейсная плата с опторазвязкой на 5 осей ЧПУ

 Интерфейсная плата с опторазвязкой на 5 осей ЧПУ используется в качестве связующего звена между компьютером и пятью драйверами шаговых или серво двигателей в системах станков с числовым программным управлением. Интерфейсная плата оснащена опторазвязкой силовой и логической частей платы. Опторазвязка – это один из видов гальванической развязки. Смысл в том, чтобы между двумя схемами не было электрической связи, когда ток из одной части схемы не идет в другую часть.
Расположение на плате компонентов и составных частей:

Для использования интерфейсной платы нужно скачать и установить на компьютер программу для его управления и настройки, например MACH3, KCAM4, EMC2 Mach2, Master5, TurboCNC, Step2CNC и другие. Теперь нужно определиться с местом монтажа BL - MACH - V1.1 D305. Место должно быть защищено от агрессивных факторов окружающей среды т.к. BL - MACH - V1.1 D305 не установлен в корпус. BL - MACH - V1.1 D305 может быть смонтирован на любой плоской поверхности, для этого на плате предусмотрено четыре отверстия. Потом с помощью кабеля LPT (в комплект поставки не входит) соединить интерфейсную плату с компьютером. Разъем LPT интерфейсной платы исполнен в корпусе DB25 типа «папа».
Когда физическая связь с компьютером установлена, можно подключать питание. BL - MACH - V1.1 D305 нуждается в отдельном питании логической и силовой части. Питание логической части может осуществляться двумя способами.
Первый – от USB порта компьютера. Для этого в комплекте с BL - MACH - V1.1 D305 идет кабель USB тип A – USB тип A (длина кабеля ~1 м), на самой плате есть разъем USB типа «мама».
Второй – от внешнего источника питания. Внешний источник питания подключается к клеммам-зажимам PCGND (общий контакт), PC5V (напряжение питания). Клемм PC5V две, нет разницы, к какой подключать питание. Внешний источник питания должен поддерживать ток не менее 500 мА.
BL - MACH - V1.1 D305 имеет светодиодную индикацию. Светодиод, обозначенный на плате PW(5V), горит, когда на логическую часть платы подается напряжение питания 5 В.
После этого можно подключать питание к силовой части BL - MACH - V1.1 D305. Питание должно осуществляться от внешнего источника питания с напряжением 12 – 24 В постоянного тока. Подключать источник питания нужно к клеммам-зажимам, обозначенным на нижней стороне платы +12-24V (IN) и GND. Светодиод, обозначенный на плате 12-24V, горит, когда на силовую часть платы подается напряжение питания 12 – 24 В.
Чтобы правильно подобрать источник питания для всей системы нужно произвести небольшой расчет. Источник питания в комплекте с BL - MACH - V1.1 D305 не идет. Для расчета нужных характеристик источника питания можно использовать формулу: Выходной ток = Сумма токов всех потребителей системы + 2A.
Теперь нужно заняться защитой самой платы, компьютера и подключаемых устройств. BL - MACH - V1.1 D305 изначально имеет оптоизоляцию всех входных сигналов. Блок для подключения кнопок аварийной остановки изображен на рисунке слева. Обозначение контактов P10 – P13, P15, GND. P10 – аварийная остановка всей системы. P11 – предварительная настройка резака (можно не подключать). P12 – концевой выключать оси X. P13 - концевой выключать оси Y. P15 - концевой выключать оси Z. GND – общий контакт.
После этого можно подключать к BL - MACH - V1.1 D305 драйверы двигателей. Драйверы двигателей к интерфейсной плате можно подключить двумя способами.
Первый – более цивилизованный способ. На корпусе платы BL - MACH - V1.1 D305 есть пять гнезд – по одному гнезду на каждую ось. Каждое гнездо имеет четыре контакта +5V (питание логики), CLK (Pulse), CW (Direction), EN (Enable). Если оказалось, что гнезда Ваших драйверов двигателей такие же, как у интерфейсной платы, и у Вас есть правильные кабели с коннекторами под эти гнезда – можете соединять устройства этим способом.
Второй – подключение драйверов двигателей к клеммам-зажимам. На текстолите интерфейсной платы есть таблица соответствия клеммы-сигналы для каждой оси.
Сигналы от интерфейсной платы нужно подключать к соответствующим входам драйверов двигателей:

• Ось X: P2 – CLK, P3 – CW;
• Ось Y: P4 – CLK, P5 – CW;
• Ось Z: P6 – CLK, P7 – CW;
• Ось A: P8 – CLK, P9 – CW;
• Ось B: P16 – CLK, P17 – CW.

Сигнал Enable будет общим для всех драйверов двигателей – этот сигнал нужно разводить на каждый драйвер отдельно. Он выводится из клеммы P14.
Клемма P17 может выполнять две функции: сигнал CW (Direction) для оси B и выходной сигнал реле управления шпинделем. Функция клеммы P17 устанавливается с помощью джампера, который находится на интерфейсной плате. Если джампер установлен – клемма P17 исполняет функцию выхода реле, если нет – функцию сигнала CW (Direction) для оси B. Используемое реле SRD-05VDC-SL-C, коммутационная способность реле 8 А при питании 24 В. К этому интерфейсу может быть подключено только одно устройство. Светодиод, обозначенный на плате Relay, горит, когда релейный интерфейс замкнут.
Клемма P1 выход широтно-импульсной модуляции (PWM).
Клеммы PCGND, PC5V помимо функции внешнего питания логики могут использоваться в схемах с использованием общего анода (PCGND) или общего катода (PC5V) с напряжением сигнала до +5 В.
Клеммы, обозначенные на рисунке «Spindle ON/OFF Control interface», исполняют функцию переключателя шпинделя.
Клеммы, обозначенные на нижней части интерфейсной платы PWM 0-10V(OUT) и GND – выполняют функцию регулировки скорости вращения шпинделя. Это фактически аналоговый ШИМ частотный преобразователь.
Приблизительную схему подключения BL - MACH - V1.1 D305 можно посмотреть здесь.
Теперь нужно произвести настройку всей системы и записать в программу управления исполняемый код. Пример программной настройки в программе MACH3 и руководство пользователя на английском языке можно скачать здесь.

Характеристики:

модель: BL - MACH - V1.1 D305;
плата собрана на двух микросхемах: 74HC245D;
количество осей: 5;
совместимые программы: MACH3, KCAM4, EMC2 Mach2, Master5, TurboCNC, Step2CNC;
соединение с компьютером: LPT DB25;
напряжение питания цифровой части: 5 В;
максимально потребляемый ток цифровой части: 500 мА;
напряжение питания силовой части: 12 – 24 В;
используемое реле: SRD-05VDC-SL-C;
коммутационная способность реле: 8 А при питании 24 В;
число срабатываний реле при нагрузке 5 В 10 мА: 500 000 000 циклов;
класс защиты: IP20;
вес комплекта: 130 г;
размеры: 70 х 90 х 20 мм.

Комплект поставки:

• интерфейсная плата с опторазвязкой на 5 осей ЧПУ;
• кабель USB тип A – USB тип A (длина кабеля ~1 м).