Baskı Devre Kartı Delme Makinesi – IV

Yazı dizimizin dördüncü bölümü. Bilgisayar kontrollü baskı devre kartı delme makinesi (CNC PCB Drilling Machine) yapmak isteyenler, gerçekleştirilmiş olan bu projeye ilişkin yazı dizisini kaçırmasınlar! MAXIMUS'un hikayesi devam ediyor!

MAXIMUS'un Hikayesi-4

Kontrol kartının görevi makine ve PC arasındaki bağlantıyı sağlamaktır. Bu işlem bilgisayardan alınan komutlar yoluyla step motor sürücülerinin indekslenmesi sonucu yapılır. Kontrol kartı, PC ile seri port üstünden haberleşmektedir. PC den gönderilen komutlar kontrol kartında yorumlanmakta ve step motor sürücüleri için yön ve step sinyalleri üretilmektedir. Bu sayede, eksenlerin konumu PC aracılığıyla hassas biçimde kontrol edilmektedir.

Kontrol kartının bir diğer görevi ise eksenler üstünde bulunan limit switch leri kontrol etmek ve mekanik sınırların dışına taşan eksen hareketlerini engellemektir.

Tüm bu işlemleri kontrol eden yapı, kart üstündeki PIC16F877 mikrodenetleyici ünitesidir. Bu entegre 8 kbyte FLASH, Hardware UART ve 33 I/O pini ile projenin gereksinimlerini karşılamaktadır.

Kartta kullanılan Vcc voltajı 5V'tur. Bu potansiyel güç girişinin arkasında kullanılan 7805 linear voltaj regülatörü ile elde edilmektedir. Karta uygulanabilecek giriş voltajı 9-15 VDC arasındadır.

PIC mikrodenetleyici 20Mhz lik bir osilatör ile sürülmektedir. PIC, clock sinyalini 4 e böldüğü için bir komutun PIC te işletilme süresi 1 / 5Mhz = 200ns dir. Bu hızdaki bir clock 115200 bps hızında seri iletişim yapmaya olanak sağlamıştır.

PC ile haberleşmeyi sağlayan RS-232 bağlantısı DSUB9 dişi konnektör üstünden yapılmaktadır. PIC16F877 hardware UART'a sahip olduğu için RC6 ve RC7 pinleri seri port olarak kullanılmaktadır. Bu pinler MAX232 hat sürücü (line driver) entegresi üzerinden DSUB9 konnektöre bağlanmıştır.

Motor sürücüleri 10 telli yassı kablolar vasıtasıyla IDC10 erkek konnektörler üstünden kontrol kartına bağlanmaktadır. Step motor sürücülerine giden sinyaller doğrudan PIC'in I/O bacaklarına ve kontrol kartı üstündeki Vcc, Gnd hatlarına bağlanmıştır. Motor sürücüleri, Vcc voltajlarını kontrol kartı üstünden almaktadır.

Step motor sürücüleri için gerekli olan 20kHz lik chopper clock'u sadece bir sürücü içinde üretilip SYNC pinleri üstünde diğer motor sürücülerine aktarılmaktadır. (Bu nedenle, tüm eksenlerin yassı kablo bağlantısı yapılmadan diğer eksenler çalıştırılmamalıdır.)

Eksen limit switch'leri iki AND gate üstünden geçerek PIC'ın RB0/INT pinine ulaşmaktadır. Bu pin mikrodenetleyiciye harici kesme (interrupt) oluşturmak için kullanılmaktadır. Tüm switchler NO (Normally Open) olarak çalışmaktadır. Herhangi bir switch'te oluşacak kapanma sinyali AND gate'ler üstünden geçip mikrodenetleyiciyi uyaracaktır. Her eksende 2 adet olmak üzere toplam 6 adet limit switch girişi karta konulmuştur. Limit switchler Normally Open şeklinde çalıştığı için, kullanılmayan switchler kartın çalışmasında sorun teşgil etmemektedir.

Son olarak, ileride yapılabilecek matkap motoru (spindle) hız kontrolü uygulamaları için PIC'in PWM (Pulse Width Modulation) pininden çıkış alınmıştır.

Devre Şeması

Alper YILDIRIM
b0164043@hacettepe.edu.tr