Hardware zur Ausführung der LinuxCNC Software
Es wird ein Computer benötigt, um LinuxCNC auszuführen. Siehe Computer Anforderungen
Am häufigsten wird ein x86 Computer (Standard Intel / AMD Computer) verwendet
ARM-Computer wie der Raspberry Pi oder Orange Pi können verwendet werden
Hardwareschnittstelle zur CNC-Maschine
Eine Schnittstelle (engl. interface) ist notwendig, um Signale und Informationen zwischen LinuxCNC (die Software auf dem Computer) und CNC-Hardware (wie Stepper / Servotreiber, Endschalter, Eingänge und Ausgänge etc.) zu übertragen (und zu konvertieren). Es gibt mehrere verschiedene Möglichkeiten für die Hardware, um sich zu begegnen.
Schnittstellen können sein: - Parallelport - Ethernet - EtherCAT - PCI / PCIe - SPI (wobei der Computer eine native SPI-Schnittstelle hat, wie der Raspberry Pi) - USB (das ist _keine _ Echtzeit Schnittstelle)
Ein Mix aus verschiedenen Schnittstellen kann verwendet werden. Zum Beispiel eine Kombination von Ethercat für Servoantriebe und Parallelport für zusätzliche General Purpose Inputs / Outputs (GPIO)
Some of these solutions are usable for all aspects of hardware interfacing, and some have specific roles (e.g. non-realtime GPIO for an operator interface with switches).
Hardware-Schnittstellenoptionen ändern sich im Laufe der Zeit. Diese Liste ist keine 100% vollständige Liste aller Hardware-Schnittstellen, die mit LinuxCNC verwendet werden können.
1. Parallelport
Verwenden eines Mainboard Parallel Ports, oder eine PCI/PCIe Parallelport-Karte.
2. Parallel-Port Software Schnittstelle
Realtime (time critical) tasks such as step generation are done in software on the LinuxCNC host - this means the parallel port interface is much more sensitive to the LinuxCNC computer’s latency.
Vorteile: - Niedrige Kosten - Einfache Konfiguration
Nachteile: - Sensitiv für die Latenz des LinuxCNC-Computers - Begrenzte (engl. limited) Eingänge/Ausgänge - Some PCI/PCIe parallel port cards do not work well or do not properly support the EPP mode (EPP mode is required for parallel port interface to Mesa / PICO cards).
3. Parallel Port FPGA Kommunication
Realtime (time critical) tasks such as step generation are done in hardware (not on the computer)
3.1. Mesa via Parallel Port
Mesa nutzt Field-programmable gate array (FPGA), die über die parallele Schnittstelle (engl. parallel port) angeschlossen sind, wie zum beispiel die 7i43
Website: https://mesanet.com/ Store: https://store.mesanet.com/
3.2. Pico Systems via Parallel Port
4. Ethernet
4.1. Mesa Ethernet
Mesa-Karten mit einem feldprogrammierbaren Gate-Array (FPGA), an LinuxCNC-Computer über Ethernet angeschlossen. Zeitkritische (Realtime) Aufgaben werden auf der FPGA-Karte ausgeführt.
Mehrere Ethernet-Schnittstelle FPGA-Karten sind verfügbar, mit vielen Erweiterungskarten
Website: https://mesanet.com/ Store: https://store.mesanet.com/
4.2. Remora Ethernet
Echtzeit-Anforderungen werden auf eine Steuerungsplatine (engl. controller boards) abgegeben. Mehrere verschidene Steuerungsplatinen werden unterstützt, siehe Remora docs.
Beachten Sie, dass einige dieser Controller-Boards (z.B. NVEM, EC300, EC500) für den Einsatz mit Mach3 konzipiert/verkauft werden. Die Verwendung mit LinuxCNC erfordert das Flashen neuer Firmware, die von der LinuxCNC-Community entwickelt wurde. Der Hersteller unterstützt LinuxCNC nicht.
Expatria Technologies PicoBOB-DLX wurde entwickelt für LinuxCNC Remora.
Remora Dokumentation: https://remora-docs.readthedocs.io
Stand März 2024: ``` STM32-basierende controller boards
NVEM - ein STM32F207-basiertes Board mit Ethernet PHY Chip, das ursprünglich für Mach3 bestimmt war. [Wird nicht mehr produziert, Legacy Support - keine neuen Features]EC500 - ein STM32F407-basiertes Board mit Ethernet PHY Chip, das ursprünglich für Mach3 bestimmt war. [Wird nicht mehr produziert, Legacy Support - keine neuen Features]Expatria Technologies Flexi-HAL mit uFlexiNET Ethernet Adapter - ein STM32F446-basiertes Board mit W5500 Ethernet SPI Adapter für RemoraiMX RT1052-basierende controller boards
NVEM, EC300 & EC500 - iMXRT1052-basierte Controller-Boards mit Ethernet PHY-Chip, ursprünglich für Mach3 bestimmt. [In aktiver Entwicklung]RP2040-basierende controller boards
WIZnet W5500-EVB-Pico - Raspberry Pi RP2040 basiertes Entwicklungsboard mit on-board W5500 Ethernet SPI Adapter Expatria Technologies PicoBOB-DLX - Raspberry Pi RP2040 basiertes Board mit on-board W5500 Ethernet SPI Adapter für Remora
`` `4.3. Litex-CNC
Dieses Projekt zielt darauf ab, eine generische CNC-Firmware und Treiber für FPGA-Karten zu erstellen, die von LiteX unterstützt werden. Die Konfiguration von Board und Treiber erfolgt über json-Dateien. Die unterstützten Boards sind die Colorlight Boards 5A-75B und 5A-75E, da diese mit der Open Source Toolchain vollständig unterstützt werden.
Colorlight 5A-75B und 5A-75E-Karten sind als LED-Empfängerkarte konzipiert - mit Ausgabe auf LED-Matrix-Panels. Diese Karten haben nur Ausgänge - Hardware-Änderungen sind erforderlich, um auch Eingaben zu ermöglichen. Hierzu muss gelötet werden. Ausgangspuffer können durch einen Eingangspuffer ersetzt werden.
4.4. LinuxCNC-RIO
RealtimeIO für LinuxCNC basierend auf einem FPGA
Ethernet-Schnittstelle kann mit einer Ethernet-SPI-Schnittstelle verwendet werden.
5. EtherCAT
Beckhoff EtherCAT™ und kompatible Systeme können mit der Open Source Etherlab Software mit LinuxCNC arbeiten.
EtherCAT is the open real-time Ethernet network originally developed by Beckhoff. The EtherCAT master (LinuxCNC computer) uses a standard ethernet (network) interface - no special hardware is needed on the master. The slaves use special hardware. There are many EtherCAT slave devices available including servo drives, stepper drives, input, output interfaces, VFDs, and others.
6. PCI / PCIe
6.1. Mesa
Mesa PCI / PCIe Karten mit einem Feld-Programmierbaren Gate-Array (FPGA). Zeitkritische (Echtzeit) Aufgaben werden auf der FPGA-Karte ausgeführt.
Mehrere Tochter (engl. daughter) / Erweiterungskarten sind verfügbar
Website: https://mesanet.com/ Store: https://store.mesanet.com/
7. SPI
SPI = Serial Peripheral Interface. SPI interfaces can be found on single board computers like Raspberry Pi, or Orange Pi. SPI interface is not generally present on standard computers (AMD/Intel).
7.1. Remora SPI
Echtzeit-Anforderungen werden auf eine Steuerungsplatine abgeladen. https://remora-docs.readthedocs.io
7.2. LinuxCNC-RIO
RealtimeIO für LinuxCNC basierend auf einem FPGA
7.3. Mesa
Mesa-Karten mit einem Feld-Programmierbaren Gate-Array (FPGA), das über SPI an den LinuxCNC-Computer angeschlossen ist. Zeitkritische (Realtime) Aufgaben werden auf der FPGA-Karte ausgeführt.
Beispiel: 7C80 für Raspberry Pi
Website: https://mesanet.com/ Store: https://store.mesanet.com/
8. USB
USB-Geräte können nicht verwendet werden, um Motoren zu steuern oder andere "Echtzeit" (engl. realtime) Aufgaben auszuführen.
USB zu Parallel-Port-Konverter sind NICHT verwendbar / geeignet für den CNC-Einsatz.
8.1. LinuxCNC_ArduinoConnector
This Project enables you to connect an Arduino to LinuxCNC and provides as many I/Os as you could ever wish for. This Software is used as I/O Expansion for LinuxCNC. It is NOT intended for timing and security relevant I/Os. Do not use it for Emergency Stops or Endstop switches!
8.2. USB zu RS485 / Modbus
USB an serielle (RS485 / Modbus) Adapter können zur Steuerung von nicht-Echtzeit Hardware wie variable Frequenzantriebe (VFD) zur Spindelsteuerung verwendet werden. Nicht für zeitkritische Aufgaben geeignet.