HAL Tutorial

In dieser Einführung werden die Befehle für das Betriebssystem in der Regel ohne die Eingabeaufforderung der UNIX-Shell gezeigt, d.h. typischerweise mit einem Dollarzeichen ($) oder einer Raute/Doppelkreuz (#). Bei der direkten Kommunikation mit dem HAL über halcmd oder halrun werden die Eingabeaufforderungen in den Beispielen gezeigt. Das Terminal-Fenster befindet sich unter "Anwendungen/Zubehör" in der Ubuntu-Menüleiste.

Ihre Version von halcmd enthält möglicherweise die Tabulator-Vervollständigung. Anstatt Dateinamen zu vervollständigen, wie es eine Shell tut, werden Befehle mit HAL-Kennungen vervollständigt. Sie müssen genügend Buchstaben eingeben, um eine eindeutige Übereinstimmung zu erzielen. Versuchen Sie, nach dem Start eines HAL-Befehls die Tabulatortaste zu drücken:

RTAPI steht für Real Time Application Programming Interface. Viele HAL-Komponenten arbeiten in Echtzeit, und alle HAL-Komponenten speichern Daten im gemeinsamen Speicher, damit Echtzeitkomponenten darauf zugreifen können. Das normale Linux unterstützt keine Echtzeitprogrammierung oder die Art von gemeinsamem Speicher, die HAL benötigt. Glücklicherweise gibt es Echtzeitbetriebssysteme (RTOS) mit den notwendigen Erweiterungen für Linux. Leider geht jedes RTOS die Dinge ein wenig anders an.

Um diese Unterschiede zu beseitigen, hat das LinuxCNC-Team die RTAPI entwickelt, die einen einheitlichen Weg für Programme bietet, um mit dem RTOS zu kommunizieren. Wenn Sie ein Programmierer sind, der an den Interna von LinuxCNC arbeiten will, sollten Sie vielleicht linuxcnc/src/rtapi/rtapi.h studieren, um die API zu verstehen. Aber wenn Sie eine normale Person sind, ist alles, was Sie über RTAPI wissen müssen, dass es (und das RTOS) in den Speicher Ihres Computers geladen werden muss, bevor Sie etwas mit HAL machen.

Für dieses Tutorial gehen wir davon aus, dass Sie die Live-CD erfolgreich installiert haben und, falls Sie eine RIP footnote: [Run In Place, wenn die Quelldateien in ein Benutzerverzeichnis heruntergeladen wurden und direkt von dort aus kompiliert und ausgeführt werden] Installation verwenden, das Skript "rip-environment" aufrufen, um Ihre Shell vorzubereiten. In diesem Fall müssen Sie nur noch die erforderlichen RTOS- und RTAPI-Module in den Speicher laden. Führen Sie einfach den folgenden Befehl in einem Terminalfenster aus:

Nachdem das Echtzeitbetriebssystem und die RTAPI geladen sind, können wir mit dem ersten Beispiel beginnen. Beachten Sie, dass die Eingabeaufforderung jetzt als "halcmd:" angezeigt wird. Das liegt daran, dass die nachfolgenden Befehle als HAL-Befehle und nicht als Shell-Befehle interpretiert werden.

Für das erste Beispiel werden wir eine HAL-Komponente namens siggen verwenden, die ein einfacher Signalgenerator ist. Eine vollständige Beschreibung der Komponente siggen finden Sie im Abschnitt SigGen dieses Handbuchs. Es handelt sich um eine Echtzeit-Komponente. Um die Komponente "siggen" zu laden, verwenden Sie den HAL-Befehl loadrt.

Nun, nach dem Laden des Moduls, ist es an der Zeit, halcmd vorzustellen, das Kommandozeilenwerkzeug, das zur Konfiguration der HAL verwendet wird. Dieses Tutorial wird nur eine Auswahl der Funktionen von halcmd vorstellen. Eine ausführlichere Beschreibung finden Sie unter man halcmd oder in der Referenz im Abschnitt HAL Befehle (engl. commands) dieses Dokuments. Die erste halcmd-Funktion ist der show-Befehl. Dieser Befehl zeigt Informationen über den aktuellen Zustand der HAL an. Um alle installierten Komponenten anzuzeigen:

Da halcmd selbst auch eine HAL-Komponente ist, wird sie immer in der Liste erscheinen. Die Zahl hinter "`halcmd" in der Komponentenliste ist die UNIX-Prozess-ID. Da es möglich ist, mehr als eine Kopie von halcmd gleichzeitig laufen zu lassen (z.B. in verschiedenen Terminalfenstern), wird die PID an das Ende des Namens angehängt, um ihn eindeutig zu machen. Die Liste zeigt auch die Komponente "siggen", die wir im vorherigen Schritt installiert haben. Das "RT" unter "Typ" zeigt an, dass "siggen" eine Echtzeitkomponente ist. Das "User" unter "Type" zeigt an, dass es sich um eine nicht-Echtzeit-Komponente handelt.

Als Nächstes wollen wir sehen, welche Pins siggen zur Verfügung stellt:

Dieser Befehl zeigt alle Pins im aktuellen HAL an. Ein komplexes System könnte Dutzende oder Hunderte von Pins haben. Aber im Moment gibt es nur neun Pins. Von diesen Pins sind acht Gleitkomma-Pins und einer ist ein Bit (boolesch). Sechs führen Daten aus der siggen-Komponente heraus, und drei werden verwendet, um Einstellungen in die Komponente zu übertragen. Da de in den Komponente enthaltene Code noch nicht ausgeführt wurde, haben einige der Pins den Wert Null.

Der nächste Schritt ist die Betrachtung der Parameter:

Der Befehl "show param" zeigt alle Parameter im HAL an. Im Moment hat jeder Parameter den Standardwert, der ihm beim Laden der Komponente zugewiesen wurde. Beachten Sie die Spalte mit der Aufschrift Dir. Die mit -W gekennzeichneten Parameter sind beschreibbare Parameter, die niemals von der Komponente selbst geändert werden, sondern vom Benutzer geändert werden sollen, um die Komponente zu steuern. Wir werden später sehen, wie man das macht. Die mit R- gekennzeichneten Parameter sind schreibgeschützt. Sie können nur von der Komponente geändert werden. Parameter mit der Bezeichnung RW schließlich sind Schreib-Lese-Parameter. Das bedeutet, dass sie von der Komponente geändert werden, aber auch vom Benutzer geändert werden können. Hinweis: Die Parameter siggen.0.update.time und siggen.0.update.tmax sind für Debugging-Zwecke und werden in diesem Abschnitt nicht behandelt.

Die meisten Echtzeitkomponenten exportieren eine oder mehrere Funktionen, um den in ihnen enthaltenen Echtzeitcode tatsächlich auszuführen. Schauen wir uns an, welche Funktion(en) siggen exportiert hat:

The siggen component exported a single function. It is not currently linked to any threads, so users is zero
[CodeAddr and Arg fields were used during development and should probably disappear.]
.

Um den in der Funktion siggen.0.update enthaltenen Code tatsächlich auszuführen, benötigen wir einen Echtzeit-Thread. Die Komponente namens threads wird zum Erstellen eines neuen Threads verwendet. Erstellen wir einen Thread namens "test-thread" mit einer Periode von 1 ms (1.000 µs oder 1.000.000 ns):

Mal sehen, ob das funktioniert:

It did. The period is not exactly 1,000,000 ns because of hardware limitations, but we have a thread that runs at approximately the correct rate. The next step is to connect the function to the thread:

Bis jetzt haben wir halcmd nur benutzt, um die HAL zu betrachten. Dieses Mal haben wir jedoch den Befehl addf (add function) verwendet, um tatsächlich etwas in der HAL zu ändern. Wir haben halcmd angewiesen, die Funktion siggen.0.update zum Thread test-thread hinzuzufügen, und wenn wir uns die Thread-Liste noch einmal ansehen, sehen wir, dass dies gelungen ist:

Bevor die Komponente siggen mit der Erzeugung von Signalen beginnt, ist noch ein weiterer Schritt erforderlich. Wenn die HAL zum ersten Mal gestartet wird, laufen die Threads noch nicht. Dies soll Ihnen ermöglichen, das System vollständig zu konfigurieren, bevor der Echtzeitcode startet. Sobald Sie mit der Konfiguration zufrieden sind, können Sie den Echtzeitcode wie folgt starten:

Jetzt läuft der Signalgenerator. Schauen wir uns seine Ausgangspins an:

Und schauen wir noch einmal hin:

Wir haben zwei show pin-Befehle kurz hintereinander ausgeführt, und Sie können sehen, dass die Ausgänge nicht mehr Null sind. Die Ausgänge für Sinus, Kosinus, Sägezahn und Dreieck ändern sich ständig. Der quadratische Ausgang funktioniert auch, aber er wechselt einfach bei jedem Zyklus von +1,0 auf -1,0.

Die eigentliche Stärke von HAL ist, dass man Dinge ändern kann. Wir können zum Beispiel den Befehl setp verwenden, um den Wert eines Parameters einzustellen. Ändern wir die Amplitude des Signalgenerators von 1,0 auf 5,0:

Beachten Sie, dass sich der Wert des Parameters siggen.0.amplitude auf 5 geändert hat und dass die Stifte nun größere Werte haben.

Das meiste, was wir bisher mit halcmd gemacht haben, war einfach das Anzeigen von Dingen mit dem show-Befehl. Zwei der Befehle haben jedoch tatsächlich Dinge verändert. Wenn wir komplexere Systeme mit HAL entwerfen, werden wir viele Befehle verwenden, um die Dinge genau so zu konfigurieren, wie wir sie haben wollen. HAL hat ein Gedächtnis wie ein Elefant und behält diese Konfiguration bei, bis wir es abschalten. Aber was ist beim nächsten Mal? Wir wollen nicht jedes Mal, wenn wir das System benutzen wollen, eine Reihe von Befehlen manuell eingeben.

Die Ausgabe des Befehls save ist eine Folge von HAL-Befehlen. Wenn Sie mit einer leeren HAL beginnen und alle diese Befehle ausführen, erhalten Sie die Konfiguration, die zum Zeitpunkt der Ausgabe des Befehls save bestand. Um diese Befehle zur späteren Verwendung zu speichern, leiten wir die Ausgabe einfach in eine Datei um:

Wenn Sie mit Ihrer HAL-Sitzung fertig sind, geben Sie an der Eingabeaufforderung halcmd:`das Kommando `exit ein. Damit kehren Sie zur System-Eingabeaufforderung zurück und beenden die HAL-Sitzung. Schließen Sie nicht einfach das Terminalfenster, ohne die HAL-Sitzung zu beenden.

Um die in der Datei "saved.hal" gespeicherte HAL-Konfiguration wiederherzustellen, müssen wir alle diese HAL-Befehle ausführen. Dazu verwenden wir "-f <Dateiname>'" das die Befehle aus einer Datei liest, und "-I" (Großbuchstabe i), das die halcmd-Eingabeaufforderung nach Ausführung der Befehle anzeigt:

Beachten Sie, dass das Kommando "start" in saved.hal nicht vorhanden ist. Sie müssen dies erneut erteilen (oder die Datei saved.hal bearbeiten, um dies dort hinzuzufügen).

Wenn eine HAL-Sitzung unerwartet beendet wird, müssen Sie möglicherweise HAL entladen, bevor eine neue Sitzung beginnen kann. Geben Sie dazu den folgenden Befehl in ein Terminalfenster ein.

Jetzt laden wir die Komponente Schrittimpulsgenerator. Eine detaillierte Beschreibung dieser Komponente finden Sie im Abschnitt stepgen des Integrator-Handbuchs. In diesem Beispiel verwenden wir den Steuertyp velocity von StepGen. Für den Moment können wir die Details überspringen und einfach die folgenden Befehle ausführen.

In diesem Beispiel wird der Kontrolltyp velocity aus der Komponente stepgen verwendet.

The first command loads two step generators, both configured to generate stepping type 0. The second command loads our old friend siggen, and the third one creates two threads, a fast one with a period of 50 microseconds (µs) and a slow one with a period of 1 millisecond (ms).

Wie zuvor können wir halcmd show verwenden, um einen Blick auf die HAL zu werfen. Diesmal haben wir viel mehr Pins und Parameter als zuvor:

Wir haben also zwei Schrittimpulsgeneratoren und einen Signalgenerator. Nun ist es an der Zeit, einige HAL-Signale zu erzeugen, um die beiden Komponenten zu verbinden. Wir tun so, als ob die beiden Schrittimpulsgeneratoren die X- und Y-Achse einer Maschine antreiben würden. Wir wollen den Tisch im Kreis bewegen. Dazu senden wir ein Kosinussignal an die X-Achse und ein Sinussignal an die Y-Achse. Das siggen-Modul erzeugt den Sinus und den Cosinus, aber wir brauchen "Drähte", um die Module miteinander zu verbinden. Im HAL werden diese "Drähte" Signale genannt. Wir müssen zwei davon erstellen. Wir können sie nennen, wie wir wollen, in diesem Beispiel werden sie X-vel und Y-vel heißen. Das Signal "X-vel" soll vom Cosinus-Ausgang des Signalgenerators zum Geschwindigkeitseingang des ersten Schrittimpulsgenerators führen. Der erste Schritt besteht darin, das Signal mit dem Ausgang des Signalgenerators zu verbinden. Um ein Signal mit einem Pin zu verbinden, verwenden wir den Netzbefehl.

Um die Wirkung des Befehls net zu sehen, zeigen wir die Signale erneut.

Wenn ein Signal mit einem oder mehreren Pins verbunden ist, listet der Befehl show die Pins unmittelbar nach dem Signalnamen auf. Der "Pfeil" zeigt die Richtung des Datenflusses an - in diesem Fall fließen die Daten vom Pin siggen.0.cosine zum Signal X-vel. Schließen wir nun das Signal X-vel an den Geschwindigkeitseingang eines Schrittimpulsgenerators an.

Wir können auch das Signal der Y-Achse Y-vel anschließen. Es soll vom Sinusausgang des Signalgenerators zum Eingang des zweiten Schrittimpulsgenerators laufen. Der folgende Befehl erreicht in einer Zeile, was zwei net-Befehle für X-vel erreicht haben.

Werfen wir nun einen letzten Blick auf die Signale und die mit ihnen verbundenen Pins.

Der Befehl show sig macht deutlich, wie genau die Daten durch den HAL fließen. Zum Beispiel kommt das X-vel-Signal von Pin siggen.0.cosine und geht zu Pin stepgen.0.velocity-cmd.

Wenn man sich vorstellt, dass Daten durch "Drähte" fließen, sind Pins und Signale recht einfach zu verstehen. Threads und Funktionen sind da schon etwas schwieriger. Funktionen enthalten die Computeranweisungen, welche die eigentliche Arbeit erledigen. Threads sind die Methode, mit der diese Anweisungen ausgeführt werden, wenn sie benötigt werden. Schauen wir uns zunächst die Funktionen an, die uns zur Verfügung stehen.

Im Allgemeinen müssen Sie in der Dokumentation der einzelnen Komponenten nachschlagen, um zu erfahren, was ihre Funktionen bewirken. In diesem Fall wird die Funktion siggen.0.update verwendet, um die Ausgänge des Signalgenerators zu aktualisieren. Jedes Mal, wenn sie ausgeführt wird, berechnet sie die Werte der Sinus-, Kosinus-, Dreieck- und Quadratausgänge. Um glatte Signale zu erzeugen, muss sie in bestimmten Intervallen ausgeführt werden.

Die anderen drei Funktionen beziehen sich auf die Schrittimpulsgeneratoren.

Die erste, stepgen.capture_position, wird für die Positionsrückmeldung verwendet. Sie erfasst den Wert eines internen Zählers, der die Schrittimpulse zählt, während sie erzeugt werden. Unter der Annahme, dass keine Schritte ausgelassen werden, zeigt dieser Zähler die Position des Motors an.

The main function for the step pulse generator is stepgen.make_pulses. Every time make_pulses runs it decides if it is time to take a step, and if so sets the outputs accordingly. For smooth step pulses, it should run as frequently as possible. Because it needs to run so fast, make_pulses is highly optimized and performs only a few calculations.

Die letzte Funktion, stepgen.update-freq, ist für die Skalierung und einige andere Berechnungen zuständig, die nur durchgeführt werden müssen, wenn sich der Frequenzbefehl ändert.

Für unser Beispiel bedeutet dies, dass wir siggen.0.update mit einer moderaten Rate ausführen wollen, um die Sinus- und Kosinuswerte zu berechnen. Unmittelbar nachdem wir siggen.0.update ausgeführt haben, wollen wir stepgen.update_freq ausführen, um die neuen Werte in den Schrittimpulsgenerator zu laden. Schließlich müssen wir stepgen.make_pulses so schnell wie möglich ausführen, um gleichmäßige Impulse zu erhalten. Da wir keine Positionsrückmeldung verwenden, brauchen wir stepgen.capture_position überhaupt nicht auszuführen.

Wir führen Funktionen aus, indem wir sie zu Threads hinzufügen. Jeder Thread läuft mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Schauen wir uns an, welche Threads wir zur Verfügung haben.

The two threads were created when we loaded threads. The first one, slow, runs every millisecond. We will use it for siggen.0.update and stepgen.update_freq. The second thread is fast, which runs every 50 microseconds (µs). We will use it for stepgen.make_pulses. To connect the functions to the proper thread, we use the addf command. We specify the function first, followed by the thread.

Nachdem wir diese Befehle gegeben haben, können wir den Befehl show thread erneut ausführen, um zu sehen, was passiert ist.

Nun folgen auf jeden Thread die Namen der Funktionen in der Reihenfolge, in der sie ausgeführt werden sollen.

Wir sind fast bereit, unser HAL-System zu starten. Allerdings müssen wir noch ein paar Parameter anpassen. Standardmäßig erzeugt die siggen-Komponente Signale, die von +1 bis -1 schwanken. Für unser Beispiel ist das in Ordnung, denn wir wollen, dass die Tischgeschwindigkeit zwischen +1 und -1 Zoll pro Sekunde schwankt. Die Skalierung des Schrittimpulsgenerators ist jedoch nicht ganz richtig. Standardmäßig erzeugt er eine Ausgangsfrequenz von 1 Schritt pro Sekunde bei einem Eingang von 1,0. Es ist unwahrscheinlich, dass ein Schritt pro Sekunde eine Tischbewegung von einem Zoll pro Sekunde ergibt. Nehmen wir stattdessen an, dass wir eine Leitspindel mit 5 Umdrehungen pro Zoll haben, die an einen Schrittmotor mit 200 Schritten pro Umdrehung und 10-fachem Mikroschritt angeschlossen ist. Eine Umdrehung der Spindel erfordert also 2000 Schritte und 5 Umdrehungen, um einen Zoll zu bewegen. Das bedeutet, dass die Gesamtskalierung 10000 Schritte pro Zoll beträgt. Wir müssen die Geschwindigkeitseingabe für den Schrittimpulsgenerator mit 10000 multiplizieren, um die richtige Ausgabe zu erhalten. Genau dafür ist der Parameter stepgen.n.velocity-scale gedacht. In diesem Fall haben sowohl die X- als auch die Y-Achse die gleiche Skalierung, also setzen wir die Skalierungsparameter für beide auf 10000.

Diese Geschwindigkeitssskalierung bedeutet, dass der Schrittgenerator 10000 Impulse pro Sekunde (10 kHz) erzeugt, wenn der Stift stepgen.0.velocity-cmd 1.0 beträgt. Bei der oben beschriebenen Motor- und Vortriebsschraube führt dies dazu, dass sich die Achse mit genau 1,0 Zoll pro Sekunde bewegt. Dies zeigt ein wichtiges, grundlegendes HAL-Konzept - Dinge wie Skalierung werden auf möglichst niedrigem Niveau durchgeführt, in diesem Fall im Schrittimpulsgenerator. Das interne Signal X-vel ist die Geschwindigkeit der Tabelle in Zoll pro Sekunde, und andere Komponenten wie siggen wissen überhaupt nicht (oder kümmern) über die Skalierung. Wenn wir die Leadcrew oder den Motor ändern, würden wir nur den Skalierungsparameter des Schrittimpulsgenerators ändern.

Wir haben nun alles konfiguriert und können es starten. Genau wie im ersten Beispiel verwenden wir den Befehl start.

Obwohl scheinbar nichts passiert, gibt der Schrittimpulsgenerator im Computer jede Sekunde Schrittimpulse aus, die von 10 kHz vorwärts bis 10 kHz rückwärts und wieder zurück reichen. Später in diesem Lernprogramm werden wir sehen, wie man diese internen Signale ausgibt, um Motoren in der realen Welt zu betreiben, aber zuerst wollen wir uns die Signale ansehen und sehen, was passiert.

Halshow Ist verfügbar

halshow kann auch von einer Terminal-Befehlszeile aus gestartet werden und Formate für Integer- und Float-Elemente (Pins oder Signale) angeben sowie eine zu verwendende gespeicherte Watchlist-Datei identifizieren:

Beispiel für die Begrenzung der Anzahl der Dezimalpunkte für Fließkommazahlen und die Verwendung einer Datei namens my.halshow im aktuellen Verzeichnis:

Weitere Informationen über das Format finden Sie unter der Tcl-Format-Manpage.

Auf der linken Seite des Bildschirms, wie in der obigen Abbildung gezeigt, befindet sich eine Baumansicht, die dem Dateibrowser ähnelt, den Sie vielleicht kennen. Auf der rechten Seite befindet sich ein Notizbuch mit Registerkarten für Anzeigen, Beobachten und Einstellungen.

Standardmäßig filtert dieser Eintrag den Baum nach Pin-Namen oder Baum-Knoten durch einen regulären Ausdruck. Zum Beispiel würde die Eingabe von "lim-sw" den Baum nach dem folgenden filtern:

Wenn Sie alle "joint.0"-Beziehungen anzeigen möchten, müssen Sie auf das Einstellungssymbol klicken und "Full path" (engl. für vollständiger Pfad) auswählen. Achten Sie darauf, die Sonderzeichen für reguläre Ausdrücke zu escapen, d.h. Sie müssen "joint\.1\." eingeben, um explizit den Punkt abzufragen und nicht auch joint 10 zu finden.

Der Baum zeigt alle wichtigen Teile eines HAL. Vor jedem Teil befindet sich ein kleines Plus- (+) oder Minuszeichen (-) in einem Kästchen, mit dem Sie den entsprechenden Teil des Baums auf- oder zuklappen können.

Sie können die Baumansicht auch über das Menü Baumansicht (engl. tree view) am oberen linken Rand der Anzeige erweitern oder reduzieren.

Unter der Baumansicht finden Sie: Alle aufklappen (engl. expand all), Alle zuklappen (engl. collapse all); Pins aufklappen (engl. expand pins), Parameter aufklappen (engl. expand parameters), Signale aufklappen (engl. expand signals); und Baumansicht neu laden (engl. reload tree view). Baumansicht neu laden ist nützlich, wenn zur Laufzeit neue Komponenten geladen werden und angezeigt werden sollen.

Wenn Sie auf den Namen des Knotens klicken, z.B. "Komponenten" (engl. components) im Baum, wird Ihnen (unter der Registerkarte "Show") alles angezeigt, was HAL über den Inhalt dieses Knotens weiß. Abbildung Halshow Show Tab zeigt eine Liste, die genau so aussieht, wie wenn Sie auf den Namen "Components" klicken. Die Informationsanzeige ist genau wie bei den traditionellen textbasierten HAL-Analysetools. Der Vorteil hier ist, dass wir per Mausklick Zugriff haben, und zwar so umfassend oder so gezielt, wie Sie es brauchen.

Wenn wir uns die Baumdarstellung genauer ansehen, sehen wir, dass die sechs Hauptteile eines HAL alle um mindestens eine Ebene erweitert werden können. Wenn diese Ebenen erweitert werden, können Sie die Antwort genauer betrachten, wenn Sie auf den ganz rechten Baumknoten klicken. Sie werden feststellen, dass es einige HAL-Pins und Parameter gibt, die mehr als eine Antwort anzeigen. Dies liegt an der Art der Suchroutinen in halcmd selbst. Wenn Sie einen Pin suchen, erhalten Sie möglicherweise zwei Antworten, wie hier:

Der Name des zweiten Pins enthält den vollständigen Namen des ersten.

Wenn Sie auf die Registerkarte "Beobachten" (engl. watch) klicken, wird eine leere Leinwand (engl. canvas) angezeigt. Sie können Signale und Pins zu diesem Canvas hinzufügen und ihre Werte beobachten. Sie können Signale oder Pins hinzufügen, wenn die Registerkarte "Überwachen" angezeigt wird, indem Sie in der Strukturansicht auf den Namen des Signals klicken.

Die folgende Abbildung zeigt diese Leinwand (engl. canvas) mit mehreren Pins.

Watch zeigt bitartige (binäre) Werte mit farbigen Kreisen an, die LEDs darstellen. Sie werden dunkelrot angezeigt, wenn ein Bitsignal oder ein Pin falsch ist, und hellgelb, wenn das Signal wahr ist. Wenn Sie einen Pin oder ein Signal auswählen, das nicht vom Bittyp (binär) ist, zeigt watch es als numerischen Wert an. Pins werden schwarz, Signale blau und Parameter braun dargestellt.

Watch ermöglicht es Ihnen, schnell Schalter zu testen oder die Auswirkungen von Änderungen zu sehen, die Sie an LinuxCNC vornehmen, während Sie die grafische Benutzeroberfläche verwenden. Die Bildwiederholfrequenz von watch ist etwas zu langsam, um Stepperimpulse zu sehen, aber Sie können sie für diese verwenden, wenn Sie eine Achse sehr langsam oder in sehr kleinen Entfernungsschritten bewegen.

Kontextmenü

Im unteren Teil befindet sich ein Eingabefeld zum Testen von HAL-Befehlen. Die Befehle, die Sie hier eingeben und die Auswirkungen, die sie auf die laufende HAL haben, werden nicht gespeichert. Sie bleiben erhalten, solange LinuxCNC läuft, werden aber gelöscht, sobald LinuxCNC nicht mehr läuft.

Das Eingabefeld "HAL Command:" akzeptiert jeden der für halcmd aufgeführten Befehle. Dazu gehören:

Dieser kleine Editor gibt jedes Mal einen Befehl ein, wenn Sie Enter drücken oder die Schaltfläche Ausführen betätigen. Eine Fehlermeldung von halcmd wird angezeigt, wenn diese Befehle nicht richtig gebildet sind. Wenn Sie nicht sicher sind, wie Sie einen korrekten Befehl eingeben, müssen Sie die Dokumentation zu halcmd und den spezifischen Modulen, mit denen Sie arbeiten, erneut lesen.

Lassen Sie uns diesen Editor verwenden, um ein Differenzierungs-Modul (engl. differential module) zu einem HAL hinzuzufügen und es mit der Achsenposition zu verbinden, damit wir die Änderungsrate der Position, d.h. die Beschleunigung, sehen können. Zunächst müssen wir eine HAL-Komponente mit dem Namen ddt laden, sie zum Servo-Thread hinzufügen und sie dann mit dem Positionsstift eines Gelenks verbinden. Danach können wir den Ausgang des Differenzierers in Halscope finden. Also los geht’s.

Schauen Sie sich den Komponenten-Knoten an, und Sie sollten dort irgendwo ddt finden.

Und tatsächlich, da ist sie. Beachten Sie, dass seine ID 08 ist. Als Nächstes müssen wir herausfinden, welche Funktionen damit verfügbar sind, also schauen wir uns die Funktionen an:

Hier suchen wir nach Eigentümer #08 und sehen eine Funktion namens ddt.0. Wir sollten in der Lage sein, ddt.0 zum Servo-Thread hinzuzufügen, und es wird seine Berechnungen jedes Mal durchführen, wenn der Servo-Thread aktualisiert wird. Noch einmal sehen wir uns den addf-Befehl an und stellen fest, dass er drei Argumente wie folgt verwendet:

Wir wissen bereits, dass Funktionsname=ddt.0 ist, also müssen wir den Thread-Namen richtig eingeben, indem wir den Thread-Knoten im Baum erweitern. Hier sehen wir zwei Threads, den Servo-Thread und den Basis-Thread. Die Position von ddt.0 im Thread ist nicht entscheidend. Wir fügen also die Funktion ddt.0 zum Servo-Thread hinzu:

Dies ist nur zur Ansicht, also lassen wir Position leer und erhalten die letzte Position im Thread. Die folgende Abbildung zeigt den Zustand von halshow, nachdem dieser Befehl erteilt wurde.

Als nächstes müssen wir ddt mit etwas verbinden. Aber woher wissen wir, welche Pins verfügbar sind? Die Antwort ist, dass wir unter Pins nachsehen. Dort finden wir ddt und sehen dies:

Das sieht einfach genug aus, um es zu verstehen, aber welches Signal oder welchen Pin wollen wir damit verbinden? Es könnte ein Achsen-Pin, ein Stepgen-Pin oder ein Signal sein. Wir sehen dies, wenn wir uns joint.0 ansehen:

Es sieht also so aus, als ob Xpos-cmd ein gutes Signal sein sollte. Zurück zum Editor, wo wir den folgenden Befehl eingeben:

Wenn wir uns nun das Xpos-cmd-Signal mithilfe des Baumknotens ansehen, sehen wir, was wir getan haben:

Wir sehen, dass dieses Signal von joint.o.motor-pos-cmd kommt und sowohl an ddt.0.in als auch an stepgen.0.position-cmd geht. Durch die Verbindung unseres Blocks mit dem Signal haben wir jegliche Komplikationen mit dem normalen Ablauf dieses Bewegungsbefehls vermieden.

Der HAL-Anzeigebereich (engl. show area) verwendet halcmd, um herauszufinden, was in einermlaufenden HAL passiert. Er gibt Ihnen vollständige Informationen darüber, was er entdeckt hat. Er wird auch aktualisiert, wenn Sie über das kleine Editor-Panel Befehle zur Änderung des HAL eingeben. Es kann vorkommen, dass Sie andere Dinge angezeigt haben möchten, ohne dass alle Informationen in diesem Bereich verfügbar sind. In diesem Fall ist der HAL-Überwachungsbereich von Nutzen.