Апаратне забезпечення для запуску програмного забезпечення LinuxCNC
Для роботи LinuxCNC потрібен комп’ютер. Див. Системні вимоги до комп’ютера
Найпоширенішим є використання комп’ютера x86 (стандартний комп’ютер Intel / AMD)
Можна використовувати комп’ютери ARM, такі як Raspberry Pi або Orange Pi
Апаратний інтерфейс до верстата з CNC
Інтерфейс необхідний для передачі (і перетворення) сигналів та інформації між LinuxCNC (програмним забезпеченням на комп’ютері) та апаратним забезпеченням CNC (таким як крокові/сервоприводи, кінцеві вимикачі, входи та виходи тощо). Існує кілька різних способів підключення.
Інтерфейси включають: - Паралельний порт - Ethernet - EtherCAT - PCI / PCIe - SPI (де комп’ютер має власний інтерфейс SPI, наприклад, Raspberry Pi) - USB (не інтерфейс реального часу)
Можна використовувати поєднання різних інтерфейсів. Наприклад, комбінацію ethercat для сервоприводів та паралельного порту для додаткових входів/виходів загального призначення (GPIO)
Деякі з цих рішень можна використовувати для всіх аспектів апаратного інтерфейсу, а деякі мають певні ролі (наприклад, GPIO не в реальному часі для інтерфейсу оператора з комутаторами).
Варіанти апаратного інтерфейсу змінюються з часом. Цей список не є 100% повним переліком усіх апаратних інтерфейсів, які можна використовувати з LinuxCNC.
1. Паралельний порт
Використання паралельного порту на материнській платі або карти паралельного порту PCI/PCIe.
2. Програмний інтерфейс паралельного порту
Завдання реального часу (критичні до часу), такі як генерація кроків, виконуються програмно на хості LinuxCNC – це означає, що інтерфейс паралельного порту набагато чутливіший до затримки комп’ютера LinuxCNC.
Переваги: - Низька вартість - Проста конфігурація
Недоліки: - Чутливий до затримки комп’ютера LinuxCNC - Обмежені входи/виходи - Деякі карти паралельного порту PCI/PCIe працюють неправильно або не підтримують режим EPP належним чином (режим EPP потрібен для інтерфейсу паралельного порту з картами Mesa/PICO).
3. Зв’язок через паралельний порт FPGA
Завдання реального часу (критичні до часу), такі як генерація кроків, виконуються апаратно (не на комп’ютері)
3.1. Mesa через паралельний порт
Mesa використовує програмовану польовим способом вентильну матрицю (FPGA), підключену через паралельний порт, наприклад, 7i43
Вебсайт: https://mesanet.com/ Магазин: https://store.mesanet.com/
3.2. Системи Pico через паралельний порт
4. Ethernet
4.1. Mesa Ethernet
Карти Mesa з програмованою вентильною матрицею (FPGA), підключеною до комп’ютера LinuxCNC через Ethernet. Критичні до часу (реального часу) завдання виконуються на карті FPGA.
Доступні кілька FPGA-карт з інтерфейсом Ethernet та багато плат розширення
Вебсайт: https://mesanet.com/ Магазин: https://store.mesanet.com/
4.2. Ремора Ethernet
Вимоги реального часу вивантажуються на плату контролера. Підтримується кілька різних плат контролера - див. Документація Remora.
Зверніть увагу, що деякі з цих плат контролерів (наприклад, NVEM, EC300, EC500) розроблені / продаються для використання з Mach3. Для використання з LinuxCNC необхідно прошити нове програмне забезпечення, яке було розроблено спільнотою LinuxCNC. Виробник не підтримує LinuxCNC.
PicoBOB-DLX від Expatria Technologies був розроблений для LinuxCNC Remora.
Документи Remora: https://remora-docs.readthedocs.io
Станом на березень 2024 року: ``` Плати контролерів на базі STM32
NVEM — плата на базі STM32F207 з мікросхемою Ethernet PHY, спочатку призначена для Mach3. [Більше не виробляється, підтримка Legacy — нових функцій немає]EC500 — плата на базі STM32F407 з мікросхемою Ethernet PHY, спочатку призначена для Mach3. [Більше не виробляється, підтримка Legacy — нових функцій немає]Expatria Technologies Flexi-HAL з Ethernet-адаптером uFlexiNET — плата на базі STM32F446 з Ethernet-SPI-адаптером W5500, розроблена для Remora.Плати контролерів на базі iMX RT1052
NVEM, EC300 та EC500 — плати контролерів на базі iMXRT1052 з чіпом Ethernet PHY, спочатку призначені для Mach3. [В активній розробці]Плати контролерів на базі RP2040
WIZnet W5500-EVB-Pico — плата розробки на базі Raspberry Pi RP2040 з вбудованим адаптером Ethernet SPI W5500 Expatria Technologies PicoBOB-DLX — плата на базі Raspberry Pi RP2040 з вбудованим Ethernet SPI-адаптером W5500, розроблена для Remora
```4.3. Litex-CNC
Цей проект має на меті створення універсального прошивання та драйвера CNC для карт FPGA, які підтримуються LiteX. Конфігурація плати та драйвера здійснюється за допомогою json-файлів. Підтримуються плати Colorlight 5A-75B та 5A-75E, оскільки вони повністю підтримуються інструментарієм з відкритим кодом.
Карти Colorlight 5A-75B і 5A-75E розроблені як карти-приймачі світлодіодів - вони виводять сигнал на світлодіодні матричні панелі. Ці карти мають тільки виходи - для використання в якості входів необхідна модифікація апаратного забезпечення. Потрібне паяння. Вихідні буфери можна замінити вхідними буферами.
4.4. LinuxCNC-RIO
RealtimeIO для LinuxCNC на базі FPGA
Інтерфейс Ethernet можна використовувати з інтерфейсом Ethernet-SPI.
5. EtherCAT
Beckhoff EtherCAT™ та сумісні системи можна налаштувати для роботи з LinuxCNC за допомогою програмного забезпечення etherlab з відкритим кодом.
EtherCAT — це відкрита мережа Ethernet реального часу, спочатку розроблена компанією Beckhoff. Майстер EtherCAT (комп’ютер LinuxCNC) використовує стандартний інтерфейс Ethernet (мережевий) — на майстрі не потрібно спеціальне обладнання. Слави використовують спеціальне обладнання. Існує багато пристроїв-славів EtherCAT, включаючи сервоприводи, крокові приводи, інтерфейси вводу-виводу, VFD та інші.
6. PCI / PCIe
6.1. Mesa
Карти Mesa PCI/PCIe з програмованою вентильною матрицею (FPGA). Критичні до часу (реального часу) завдання виконуються на карті FPGA.
Доступні кілька дочірніх/розширювальних плат
Вебсайт: https://mesanet.com/ Магазин: https://store.mesanet.com/
7. SPI
SPI = Послідовний периферійний інтерфейс. Інтерфейси SPI можна знайти на одноплатних комп’ютерах, таких як Raspberry Pi або Orange Pi. Інтерфейс SPI зазвичай немає на стандартних комп’ютерах (AMD/Intel).
7.1. Ремора SPI
Вимоги реального часу вивантажуються на плату контролера. https://remora-docs.readthedocs.io
7.3. Mesa
Карти Mesa з програмованою вентильною матрицею (FPGA), підключеною до комп’ютера LinuxCNC через SPI. Критичні до часу (реального часу) завдання виконуються на карті FPGA.
Приклад: 7C80 для Raspberry Pi
Вебсайт: https://mesanet.com/ Магазин: https://store.mesanet.com/
8. USB
USB-пристрої не можна використовувати для керування двигунами або виконання інших завдань у режимі реального часу.
Перетворювачі USB на паралельний порт НЕ придатні для використання / не підходять для верстатів з CNC.
8.1. LinuxCNC_ArduinoConnector
Цей проект дозволяє підключити Arduino до LinuxCNC і забезпечує стільки входів/виходів, скільки ви тільки можете побажати. Це програмне забезпечення використовується як розширення входів/виходів для LinuxCNC. Воно НЕ призначене для входів/виходів, пов’язаних з синхронізацією та безпекою. Не використовуйте його для аварійних вимикачів або кінцевих вимикачів!
8.2. USB до RS485 / Modbus
Адаптери USB-послідовний порт (RS485 / Modbus) можна використовувати для керування обладнанням, яке не працює в реальному часі, таким як частотні перетворювачі (ЧРП) для керування шпинделем. Не підходять для завдань, критичних за часом.