На чем лучше организовать 180 IO Опции

[iiv]

Всем привет,

хочу двигать 10-12 моторами (скорее всего степ моторами) с обратной связью через оптоэнкодер и концевиками, посылая команды из линукс копьютера. На мотор нужно 11 дигитальных выходных ножек, 5 дигитальных входных и 2 аналоговые ноги. Стою перед выбором, на чем это все организовать, вижу четыре варианта:

1. поставить на каждый мотор atmega328p (там как раз 18 свободных ног в дип корпусе, не считаю ком порта) а ком порт воткнуть в mega2560. В самой Arduino mega2560 есть только 4 свободных ком порта, остальные 8 проэмулировать на софтверном уровне.

2. поставить три плиски типа Terasic DE0, у каждой из которых есть 66 дигитальных и 12 аналоговых портов, соединить их между собой, а какой-нибудь интерфейс с плиски вывести на FTDI и на комп.

3. поставить 3 штуки Arduino mega2560, к каждой подключить по 4 мотора, выходы каждой из них воткнуть в USB линукс компьютера,

4. купить что-то, что бы имело 24 аналоговых и 192 дигитальные ножки, и могло бы ими очень ассинхронно дрыгать, типа какой-то правильной плисоборды.

Недостаток варианта 1 - моторы могут разползтись во время работы, что не есть хорошо + проблемы по организации 12 ком портов с Arduino mega2560.
Недостаток варианта 2 - не очень тривиально все это запрограммировать, хотя, думаю, я бы смог бы,
Недостаток варианта 3 - может не хватить ресурсов Arduino mega2560 чтобы организовать все необходимые обработки ввода вывода на моторы,
Недостаток варианта 4 - не знаю что бы это могло быть

Посоветуйте, пожалуйста, к чему склоняться, что выбрать, возможно есть еще более разумные варианты?

Хочется быстро, не очень дорого, и, по возможности, без паяния плат с плисками и цплд, и без бга корпусов.

Спасибо

ИИВ

[attache]

А зачем СОМ порты? Можно объеденить через SPI.
Если будут применяться относительные энкодеры, то желательно применять ПЛИС.

[iiv]

А зачем СОМ порты? Можно объеденить через SPI.
Если будут применяться относительные энкодеры, то желательно применять ПЛИС.

SPI ножек много съест, так как надо и туда и обратно данные таскать, хотелось для этого решения остаться в дип28 корпусе, да и замахаюсь синхронизовать все через одну шину. У ком порта свои недостатки

Правильно я понимаю, что из-за дребезга контактов и скорости надо плиску брать? В моем случае я планирую иметь только 20-30кГц с оптоэнкодера, что, по идее, не так много даже для дохлых атмег на уровне прерывания.

С логикой - в принципе это идейно, спасибо за идею, VCO! Тогда можно сильно сожмотить число ног и воткнуть все в одну плиску, которой уже управлять как единым целым.

[izerg]

На сколько надежным должно быть управление этими 10-12 моторами?
Какова цена ошибки управления? ... что будет если пропустим шаг 1 мотора? ... или не вовремя сделаем шаг?
Синхронность шагания?
Какая скорость шагания? Какой режим планируется использовать , шаг, микрошаг?

Для "шагового" кодера двигателя достаточно 1 счетчика и диодного шифратора, это если сильно экономить
Обработчик энкодера - тоже вполне строится на логике, хотя есть и готовые микросхемы со счетчиками внутри.

От компа с линухом вполне может хватить 1 шт. КОМ порта в режиме 485, и каждый мотор на чем нибудь вроде ModBus.
Программно будет проще и меньше писать. Модбас - протокол верхнего уровня, можно передавать как "1 шаг " конкретному мотору, так и макросы, или тот же G-code.

"20-30кГц с оптоэнкодера" Мега может не успеть делать остальную задачу, опто энкодеры обычно на моного шагов расчитаны, и мега завязнет в математике, дребезг опять же...

SPI - тоже не фонтан ... либо веер строит (10 chip select) либо проходную шину строить, если 1 мотор не успел, занят, отвалился - время затянется на восстановлении и коррекции ошибок.

В общем мало данных по задаче ... может прийти модератор и отправить читаь "Гайку М3"

[iiv]

На сколько надежным должно быть управление этими 10-12 моторами?
Какова цена ошибки управления? ... что будет если пропустим шаг 1 мотора? ... или не вовремя сделаем шаг?
Синхронность шагания?
Какая скорость шагания? Какой режим планируется использовать , шаг, микрошаг?

система должна быть надежной и, если пропустили шаг, надо исправляться. Ситуация в том, что иногда некоторые (до 4-х) осей должны двигаться полностью параллельно или синхронно но с разной скоростью, а иногда - нет.

Скорость должна быть до 40об/сек, точность позиционирования 1.8градуса. Оптоэнкодер, который я присмотрел HEDM-5540-H06 имеет три выхода и точность 0.9градуса. В принципе есть желание по возможности переходить на микростеп, но, не факт, что это желание будет всегда. По умолчанию мне нужна точность 3.6градуса, которая реализуется без микростепа.

Почему 11 выходов:
8 на два полных моста,
1 на реле, выключающее питание одной пары полного моста,
2 на управление датчика Холла (можно 1), которым мониторить ток, идущий на мотор - для проверки не перегрелся ли мотор, и не сдохли ли мосфеты. Сдыхание мотора и/или мосфета может тут же потянуть на большие последствия.

Почему 2 аналоговых входа:
опорное напряжение, и выход с датчика Холла,

почему 5 входов:
3 сигнала с енкодера,
2 сигнала с концевиков.

А, да, забыл сказать, моторы Nema 42 c 23нм моментом, как я понял их правильнее питать от выпрямленного сетевого.

Управление всего - не Г-код, а нечно, на лету вычисляемое самопально сделанным софтом. То есть реально могу сам подстроиться под команды и хоть длину пульса посылать, хоть коэффициенты сплайна на приращение сдвига.

EDIT: концевики планировал использовать в качестве градуировки и самонастройки, поэтому их всех запараллелить вроде бы нельзя. Оси по полтора метра.

но, наверное, проще и дешевле взять что-нибудь вроде http://www.aliexpress.com/item/Free-Shippi.../346355514.html

может я ошибаюсь, но под мой мотор только один такой драйвер 180 бакс будет стоить и тут-то как раз хотелось бы сожмотить, так как два полных моста я могу с бюджетом в 30 бакс построить.

[_pv]

может я ошибаюсь, но под мой мотор только один такой драйвер 180 бакс будет стоить и тут-то как раз хотелось бы сожмотить, так как два полных моста я могу с бюджетом в 30 бакс построить.

ну телепат из меня хреновый, то что нужны драйвера ампер на 8-10 как-то не догадался.
тем не менее я бы всё равно поискал сначала готовые драйвера.
там есть и более могучие http://www.aliexpress.com/item/Freeshippin.../483624595.html уже 6.5А, но напряжения не те, а вот это уже ближе http://www.aliexpress.com/item/3-Axis-Cnc-.../475286543.html, 8A, 80V, 70$
т.е. дешевле 100$ вполне найти можно, хотя если считаете что такая разработка будет стоить дешевле 12*(100 - 30) = $840, остаётся только пожелать удачи.

[iiv]

ну телепат из меня хреновый, то что нужны драйвера ампер на 8-10 как-то не догадался.

да, как-то упустил об этом сразу сказать, простите, пожалуйста! А также не сказал, что полномостовые схемы готовые для ВВ трансформаторов у меня тоже есть и до 500-700кГц функционирующие и с бюджетом в 20-30 бакс за комплектующие. Для более низких частот можно немного сожмотить на драйверах мосфетов так, что два полных моста выйдут мне в 30 бакс по компонентам. Не спорю, с енкодерами и оптодатчиками концевиков не работал, но, так как их нет в обычных драйверах, всяко в них надо будет разбираться.

Похоже вырисовывется гибрид:
управлять мостами через атмеги по процессору на мотор,
энкодеры и концевики все воткнуть в плиску (типа Терасика ДЕ0),
а всякие остальные свистелки - датчики тока, реле итд - в atmega2560.

Последняя будет рассылать атмегам по параллельному SPI сколько и куда надо двинуться, а с терасика получать инфу куда что уже заехало.