Progetto CNC KSO-NC-1 #5

Oggi sono riuscito ad assemblare i vari elementi della CNC e a fare alcune prove di incisione su cartone. L'utensile montato sull'asse Z è un simil-Dremel molto economico, ma dalle prestazioni sufficienti per essere utilizzato in questo progetto, reperibile come al solito su Amazon.

Una volta realizzato l'assieme definitivo ho registrato le guide per assicurare il massimo di planarità, parallelismo e ortogonalità dei vari elementi e ho alimentato i motorini tramite la scheda elettronica. Per rendere tutto più sicuro e maneggevole ho racchiuso scheda, alimentatore e relè di comando utensile in una scatola plastica da impianti elettrici che ho recuperato nei vari cestoni dei miei labs (se non altro questo è un ottimo progetto "svuota-cassetti"...) e ho collegato il tutto ad un vecchio portatile con installato Mach3. Le prime prove con questo software, dopo le opportune impostazioni, si sono limitate per ora alla movimentazione manuale degli assi (jog) e alla esecuzione di qualche semplice riga di codice ISO G-Code.

Ho inoltre recuperato un comodo carrellino trasportabile sul quale sistemare tutti gli elementi coinvolti in modo da creare un piccolo centro di lavoro.

I prossimi passi previsti sono il reperimento di un set di frese e l'approfondimento degli aspetti software e dei passaggi operativi per passare dal disegno al programma per NC. 

Intanto un po' di foto del lavoro di oggi.

Progetto CNC KSO-NC-1 #4

Dopo alcuni esperimenti ho rilevato alcuni errori strutturali che potrebbero compromettere la precisione delle lavorazioni effettuate con la CNC. In particolare ho riscontrato la possibilità di rotazioni della tavola mobile quando l'utensile taglia all'interno del materiale da lavorare, soprattutto quando questo si troverà ad operare lontano dall'asse principale della tavola. Questo fenomeno è dovuto alla scelta di fissaggio delle guide della tavola che non presentano la necessaria rigidità per impedire tali indesiderate rotazioni. Lo schemetto seguente illustra bene la situazione e propone la soluzione che ho implementato per correggere questo problema, ovvero collegare le guide agli elementi mobili nello stesso modo seguito per gli assi Y e Z.

La nuova versione mi ha consentito di aumentare un pochino l'area di lavoro, ma ha limitato la corsa dell'asse Z a 90mm, perdendo cioè circa 30mm dal range progettato. Ho inoltre incollato dei metri di carta sugli elementi mobili degli assi e previsto degli indici su acetato per avere un rapido riscontro delle quote dei movimenti, sistema sicuramente non preciso, ma molto comodo durante la fase di taratura dei vari elementi. Adesso devo recuperare un elettro utensile sufficientemente potente da collegare sull'asse Z e poi potrò fare un po' di polvere...

Progetto CNC KSO-NC-1 #3

Oggi mi è arrivata la scheda per il controllo dei motori della fresetta e ho fatto subito alcune prove. Devo dire che il manualetto contenuto nella confezione forniva tutte le informazioni necessarie per la corretta e completa configurazione dei vari segnali. La scheda è disponibile su Amazon e non costa neanche tanto tenendo conto che consente il pilotaggio di 3 motori con la tecnica del micro-stepping. Utilizza dei driver TB6560A della Toshiba e consente di scegliere la risoluzione degli step voluta: ho provato subito con 1/16 di passo e devo dire che il risultato è veramente notevole, sembra quasi di lavorare con motori in DC da quanto è fluida la rotazione. Sono inoltre disponibili delle comode morsettiere con tutti i segnali di ingresso per la completa gestione della macchina tramite il software Mach3.

Appena riesco a fissare tutti gli assi proverò a fare qualche disegno con il pennarello prima di passare al montaggio dell' elettro utensile.

Progetto CNC KSO-NC-1 #2

Dopo diversi mesi ho ripreso la costruzione della mia piccola CNC montando i motorini per la movimentazione degli assi. Ho scelto dei motori piccoli ed economici che sviluppano una coppia di circa 0.5Nm, più che sufficiente per gli scopi del progetto, che ho acquistato da Amazon. Per l'accoppiamento con la vite filettata ho utilizzato un manicotto metallico filettato M8 al quale ho praticato due forellini per fissare gli elementi con due piccole viti M3.  Per rendere più robusto l'accoppiamento con l'alberino del motore (che ha diametro 5mm) ho usato un pezzetto di guaina plastica in modo da conferire anche una utile elasticità. Appena riesco a implementare l'elettronica di pilotaggio farò un po' di prove per verificare la fluidità e la precisione dei movimenti. 

Per adesso qualche foto del lavoro.

Progetto CNC KSO-NC-1 #1

In questi giorni ho finalmente deciso di cimentarmi nella realizzazione di una piccola fresa a controllo numerico per effettuare in maniera automatica alcune lavorazioni che di solito svolgo in modo manuale come il taglio di cartone, compensato, plexiglass e la realizzazione dei circuiti stampati per i miei progetti elettronici. 

Sono veramente parecchi anni che desideravo realizzare un dispositivo del genere, ma la progettazione e costruzione delle parte meccanica mi aveva sempre dissuaso dall'iniziare il lavoro, essendo io notoriamente approssimativo e incapace nelle lavorazioni meccaniche che richiedono un minimo di precisione (e macchinette del genere ne richiedono invece un bel po'...).

Dopo aver visionato vari progetti trovati in rete, alcuni dei quali veramente notevoli, ho deciso di provare a progettare da me la parte strutturale, avendo come obiettivo un compromesso decente tra precisione e costo. Infatti tutta la parte meccanica voglio realizzarla con elementi a basso costo e reperibili facilmente senza bisogno di rivolgersi a fornitori particolari.

La struttura che ho scelto è del tipo a tavola mobile (asse X) e ponte fisso, in modo da minimizzare le problematiche relative alla movimentazione del ponte che trasporta l'utensile per la lavorazione (assi Y e Z) ed è realizzata in economico MDF da 19 e 16 mm.

Gli elementi mobili sono montati su delle guide in metallo per cassetti e movimentati da delle viti M8 calettate sugli alberi di 3 motori passo-passo.

Posto alcune foto delle parti realizzate in questi giorni.

L'asse X (tavola mobile)

L'asse Y (il ponte)

L'asse Z

L'assieme degli assi X e Y

L'assieme dei 3 assi montati

Cavo collegamento PC via LPT

Riporto lo schema per la costruzione di un cavo di collegamento PC tramite porta parallela LPT. So bene che ormai questo tipo di periferiche sono retaggio di un'epoca lontana e che attualmente si trovano sempre meno computer che dispongono della "Centronics", ma qualche tempo fa mi si è presentata la necessità di trasferire dati tra due vecchie macchine e questo cavetto mi ha facilitato molto quest'operazione. Per quanto riguarda il software di comunicazione si possono utilizzare tutti quei programmi che gestiscono una connessione diretta via cavo, come il famoso LapLink o i driver di accesso remoto di Windows.
Ecco quindi di seguito lo schemetto: il materiale necessario per la realizzazione sono due connettori DB25 maschi completi di calotte e un paio di metri di cavo a 12 conduttori.

Bypassare la Password nei BIOS Ami

Per entrare nei BIOS scritti da AMI (American Megatrends) protetti da password, mi è stato suggerito, da eccelse menti, di utilizzare la seguente sequenza di tasti al momento della richesta di inserimento password:

CTRL ALT F-10

CTRL ALT BACKSPACE

ENTER

Dopo questa operazione dovrebbe risultare accessibile la classica schermata blu dei settaggi.

Capaso Interfaccia LPT-Relé

Questa semplice interfaccia consente di collegare fino a 8 relè alla porta parallela del PC (LPT = Line Printer Terminal) e di gestirli tramite un apposito software. La scheda che ho disegnato consente inoltre di leggere lo stato di 5 ingressi (interruttori) utili nel caso si volessero rilevare dei finecorsa o il raggiungimento di aventuali traguardi. Con 8 relè è possibile controllare ad esempio il movimento avandi/indietro di 4 pistoni idraulici o pneumatici e quindi realizzare completi sistemi di automazione. Il programmino che ho scritto consente di registrare delle sequenze di movimenti e di riprodurle successivamente, in modo da poter "istruire" il sistema e consentire la ripetizione di vari cicli.
A breve scriverò un articolo un po' più esauriente sull'argomento che pubblicherò nel Sito.

http://www.webalice.it/capaso/PROGETTI/LPT-RELAYS/lpt_relays_interface.htm

Capaso Pc Remote Control

A volte, ascoltando dei gustosi brani MP3, ci sediamo in una comoda poltrona o ci spaparanziamo sul letto per poterci godere in completo relax la nostra musica preferita, allontanandoci inevitabilmente dalla "postazione" PC.Ogni volta che si rende necessario un cambio di brano, un avanzamento rapido o un' aggiustatina al volume è necessario quindi modificare la nostra comodissima posizione ed avvicinarci al PC per effettuare l'operazione (con relativo fastidio...).Per evitare ciò mi sono chiesto se non fosse semplice e poco costoso munire il mio PC di un telecomando a raggi infrarossi come per lo stereo o per la TV. Il problema è stato magistralmente risolto dal gruppo LIRC (Linux Infra-red Remote Control) che ha dato vita ad una serie di progetti per il controllo remoto del PC tramite infrarosso. Originariamente la piattaforma sulla quale è stato sviluppato il tutto è chiaramente LINUX, ma parallelamente si è lavorato anche per il mondo Windows, con il progetto WinLIRC. Scopo di queste righe è semplicemente quello di descrivere brevemente l' HW e il settaggio dei programmi per il funzionameto del controllo remoto.

Hardware

Per pilotare il PC tramite IR è indispensabile un sensore in grado di captare i segnali emessi dal fotodiodo dei telecomandi e di renderli leggibili dalla macchina, nella fattispecie renderli interpretabili dalla porta seriale (COM). Per far ciò è sufficiente assemblare il circuitino seguente:

Il "cuore" di tutto il circuito è l'integrato TSOP 1738 prodotto dalla Vishay Telefunken, che trasforma direttamante la sequenza IR prodotta dal telecomando nella rispettiva sequenza di bit, che verrà poi letta dalla seriale tramite il segnale DCD (carrier detect). Gli altri pochi componenti servono a fornire l'alimentazione all'integrato tramite la linea RTS. Infine la resistenza da 4k7 serve da pull-up per poter adattare il livello logico fornito dal sensore con lo standard RS232. Ricordo infatti che l'uscita del sensore è di tipo open collector e quindi tale resistenza è obbligatorio inserirla.

Il sensore TSOP1738 fa parte di una famiglia di integrati "ottici", e si può trovare sotto altre sigle: in particolare interessano le ultime due cifre della sigla in quanto identificano la frequenza della portante IR alla quale il dispositivo si trova a funzionare in modo ottimale. TSOP1738 indica infatti che la frequenza della portante è di 38 KHz. Si possono dunque trovare dispositivi progettati per funzionare a 30KHz (TSOP1730), a 36 KHz (TSOP1736) ecc. La maggior parte di telecomandi usa una portante a 38KHz. Per inviare il codice da un telecomando ad un dispositivo remoto si usa una modulazione ASK, ovvero una sorta di modulazione di ampiezza di una portante impulsiva.
Il codice da inviare va a modulare l'ampiezza di un treno di impulsi con una ben precisa frequenza (proprio quella stampigliata sul ricevitore) che il dispositivo remoto deve rivelare ed interpretare correttamente. Per eviatare false ricezioni o errori troppo frequenti nei dati inviati sono previsti dei filtri in ricezione centrati nella frequenza della portante scelta e con una larghezza di banda tale da limitare gli effetti di disturbi provocati ad esempio dalla luce solare, dalle lampada fluorescenti ecc. Questi filtri sono già integrati nei ricevitori IR ed è quindi molto importante conoscerne la frequenza centrale al fine di ottimizzare l'efficienza del sistema ed evitare malfunzionamenti dovuti alla scarsa sensibilità.
Il montaggio del rivelatore non presenta certo difficoltà e si presta bene ad essere assemblato direttamente su di un connettore DB9 femmina, il tutto poi richiuso con l'apposita colottina plastica. Come accennato precedentemente il circuito non richiede alimentazioni esterne e quindi una volta collegato alla porta seriale del PC è già pronto per funzionare: a questo punto basta settare correttamante il software.

Software

Dal sito http://winlirc.sourceforge.net/ è possibile scaricare il programma WinLIRC che permette di registrare i codici prodotti da un qualsiasi telecomando IR e di associare ad essi uno specifico evento (come "play", "stop", ecc).
La prima fase della configurazione consiste nell' "istruzione" del software (learn mode) ovvero nel registrare il codice prodotto dal telecomando ed assegnarlo ad un evento, che verrà poi associato ad uno o più comandi di Windows. Questo tipo di modalità di apprendimento viene detta "raw mode" e funziona con quasi tutti i tipi di telecomando.
Una volta terminata questa fase è necessario eseguire un programma che sia in grado di inviare dei comandi a delle applicazioni windows attive (come potrebbe essere Winamp) in funzione del codice rilevato dal driver WinLIRC.Software di questo tipo ne esistono molti, come ad esempio PC-Remote , uICE , Ir Assistant, quet'ultimo è personalmente quello che uso. Tali programmi hanno un funzionamento molto simile tra loro, che consiste nella registrazione dei macrocomandi e la relativa asociazione con un evento WinLIRC. A questo proposito ricordo che sono supportati molti altri rivelatori IR e che quindi è necessario specificare come rivelatore di default WinLIRC. Alcuni software consentono una ulteriore configurazione dell' hardware, che però nel caso in questione non sortisce alcun effetto, in quanto WinLIRC viene visto dalle applicazioni come un server TCP/IP e quindi non è possibile alcuna modifica "fisica" del riveltore.

Vedi articolo completo:

http://www.webalice.it/capaso/PROGETTI/REMOTE_PC/Remote_PC.htm

Sezione Documentazione Sito Capaso

http://www.webalice.it/capaso/DOCS/doc_vari.htm

Documentazione varia

Questa sezione contiene alcuni documenti relativi ai più svariati argomenti (soprattutto elettronica ed informatica) e sono sotto forma di articoli, capitoli di libri, schizzi e bozze.

Microonde: Relazioni svolte durante il corso di Microonde
AVR ExRam: Come interfacciare un SRAM esterna ad un micro AVR
Interfacce PC: Consigli e info sulle più diffuse interfacce disponibili sul PC
GPS & GSM: Articoli sui due sistemi
A.P.R.S.: Introduzione al sistema APRS
D.S.P.: Progetto di un filtro ellittico digitale con DSP Texas

Sezione Software del sito del Capaso

http://www.webalice.it/capaso/SOFTWARE/Software.htm

Software

Questa sezione contiene alcuni programmi e utilità di vario genere scritti da me nei vari linguaggi di programmazione, in particolar modo VC++, VB, e C. Gli argomenti trattati sono inerenti alla radiantistica, all' elettronica, alle simulazioni di fenomeni stocastici, a esperimenti per l'utilizzo di nuovi controlli, ecc.
Tutti i programmi sono disponibili come eseguibili, sorgenti e in alcuni casi solamente come "concept" per future implementazioni, ed il loro comune denominatore è fornire qualche chiarimento su alcuni temi ed essere fonte di spunti per ulteriori approfondimenti.

Char Generator: Semplice programmino per la generazione dei pattern di bit per caratteri alfanumerici

SysTray: Programma di esempio per illustrare il funzionamento e l'utilizzo della Sys Tray Bar di Windows (scritto in Visual Basic 6 ma facilmente convertibile C++ o altro linguaggio)

AVR Tools: Semplice ed efficacie programmatore di uC AVR

Web_Cam: Istruttivo esperimento per utilizzare le periferiche di cattura video di Windows;
scritto in VB contiene tutte le informazioni per collegare le proprie applicazioni ai driver delle webcam e gestirne tutte le funzionalità

Sezione Progetti sito del Capaso

Ecco quello che puoi trovare nel sito del Capaso
http://www.webalice.it/capaso
alla sezione:

Progetti & Idee in Elettronica

Questa sezione contiene alcuni progetti completi, idee e spunti relativi al mondo della radiantistica, dei PC, dell'automazione, ecc. Sono tutte realizzazioni che si possono concretizzare in poco tempo e con poca spesa, ma che possono risultare utili per la risoluzione di problemi più consistenti.

Antenne Yagi: Breve descrizione delle antenne Yagi-Uda e consigli per la realizzazione di due versioni: a 3 e 5 elementi.

Il radiomobile MB45: Alcune notizie sul radiomobile Italtel MB45 e suo possibile utilizzo in campo radiantistico.

Gestione sintonia per MB45: Programma per gestire la sintonia dei radiomobili MB45.

Programmatore PLL MB45 con PIC: Semplice progetto per programmare la sintonia dei radiomobili MB44/45 stand - alone.

Sintetizzatore di frequenze a PLL: Sintetizzatore di frequenze fino ad 1,2 GHz gestito da PC.

Dual Stepper Motor Driver: Driver per pilotare due motori passo-passo con una unica scheda.

IR-Gates: Sistema di controllo varchi automezzi.

PC IR-Control: Per controllare a distanza il proprio PC (gestire Winamp e molte altre applicazioni).

Low-cost EPROM reader: Semplice ed economico lettore di EPROM famiglia 27CXXX.

PIN Switch: Commutatore d'antenna a stato solido con diodi PIN.

Micro ampli BF: Microscopico amplificatore di bassa frequenza mille-usi.

Demo Board AVR: Una semplice scheda per lavorare con il micro AT90s8515 [in costruzione].

AVR Tiny OSD: Semplice titolatrice video con uC AT90s8515.

V.C.O.: Semplici versioni di Oscillatori Controllati in Tensione con frequenze fino alle VHF.