Robotica e CNC


Consigli per le macchine CNC

Chi avesse bisogno di consigli sui motori da usare, sui componenti meccanici o su come montarli e acquistarli, può rivolgersi a Fabio di Arezzo che negli ultimi anni ha raccolto molta esperienza sulle frese CNC e le macchine per incisioni con i laser.

Nelle prossime immagini si vedono alcune sue realizzazioni. Cliccando le immagini si ingrandiscono e si può notare che sono macchine combinate, cioè che si può montare sia un laser che una fresa.

Cnc machine     CNC machine      CNC with laser

Scrivete a Fabio per consigli, per acquistare insieme componenti o per farvi procurare da lui dei kit di componenti. Oppure potreste anche accordarvi per costruire delle parti o delle macchine complete.

Fabio di Arezzo – Civitella in Val di Chiana (AR) – fabio.cve31@gmail.com


Radar e bracci robotici


Questo è il primo sonar di Mauro Riboni, l’applicazione ThereminoRadar è nata da questo prototipo. Ringraziamo ancora Mauro, per averci coinvolto e per aver insistito, fino a farlo funzionare.
Download del ThereminoRadar qui: /downloads/automation#radar e informazioni sui sensori qui: /hardware/inputs/sensors#usound

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Mauro Riboni sta anche sperimentando diverse versioni di bracci meccanici. Le sue meccaniche sono studiate e realizzate molto bene. Questa è una versione con servo di grande potenza. Questi servo non sono adatti per scrivere a causa della loro dead band, ma sono ottimi per prendere e sollevare oggetti. I due servo alla base e la costruzione molto robusta, permettono di sollevare oggetti abbastanza pesanti.

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Uno dei primi prototipi di ThereminoArm. Questa versione usava ancora un Master e uno Slave, perché i primi Master non avevano PIN configurabili. Ora si fa tutto con il solo Master e avanzano anche due PIN. Aggiornamento dell’aprile 2017: il nuovo firmware dei Master, aumenta il numero di PIN da 6 a 12, quindi ora avanzano ben otto PIN per usi generici. Inoltre i nuovi firmware possono pilotare anche i motori stepper.

Si possono quindi costruire bracci robotici molto precisi utilizzando piccoli motori stepper e cinghie dentate. Si consiglia di usare un rapporto di demoltiplicazione molto alto, almeno cinque ma meglio se si riesce ad arrivare a dieci. In questo modo i 200 passi per giro diventeranno 2000 passi per giro e si potrà ottenere una precisione di 0.7 mm con bracci lunghi mezzo metro. Precisione che aumenterà a circa un decimo di mm e oltre utilizzando i microstep.

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Un Robot non è necessariamente un braccio articolato. Con un po’ di fantasia, si possono comporre macchine semplicissime ed efficaci.

Un robot “didattico” costruito dagli allievi dell’istituto I.C. di Corniglio

La motivazione proposta dell’istituto I.C. di Corniglio è: “…ricongiungere il mondo digitale col mondo reale e concreto” ed è proprio per questo che è nato il sistema Theremino. Un caloroso grazie per le vostre ricerche!


Sketch e Firmware

Molti dopo aver imparato il linguaggio sketch di Arduino, ci hanno scritto che vorrebbero usarlo, anche per Theremino. Purtroppo il linguaggio sketch è stato pensato, solo per i processori dell’Arduino e trapiantandolo su altri “micro”, diventerebbe così diverso, da perdere ogni possibilità, di scambiare i programmi tra i due.

I nostri PIC si programmano in C o in C++, usando un IDE standard e compilatori standard, noi usiamo il GNU Compiler, che è Open Source.

Per quanto la enorme popolarità di Arduino, possa farci apparire “diversi”, in realtà è vero proprio il contrario, è Arduino che usa un linguaggio non standard, fatto apposta per Arduino e valido solo per Arduino.

Gli sketch non sono vera programmazione del firmware, ma una programmazione semplificata, che nasconde tutto il “contorno”. Con gli sketch, l’efficienza è le possibilità di manovra, sono limitate.

Inoltre gli sketch provocano una deformazione didattica, si impara a usare una astrazione del micro, al posto del micro stesso. Per imparare a usare un micro, si dovrebbero studiare i data-sheet del costruttore, non le istruzioni di Arduino.

Detto questo, per fortuna, il firmware del sistema Theremino, non richiede programmazione. Siamo nel 20xx e si suppone che gli InOut di un PC, così come il firmware di un telefonino, o di una lavatrice, siano funzionanti “come sono”, senza doverli ri-programmare ogni volta, a seconda che si vogliano lavare camicie, oppure blue jeans.


Spostamento di prospettiva

Lo spostamento di prospettiva, tra Arduino e Theremino è di fatto, spostare l’intelligenza dal firmware al software. Questo spostamento moltiplica per mille la velocità disponibile, la potenza di calcolo, la memoria, e la facilità di programmazione.

Per questo approccio, si deve essere costantemente collegati a un PC (o un NetBook, un eeeBox, un Tablet, un MiniPC o un Raspberry Pi, come spiegato qui: blog/standalone-applications#standalone, e anche qui: downloads/notes-on-software#computers)

Molti dispositivi, come le stampanti, i monitor e i mouse, sono costantemente collegati al PC e tutti lo trovano “normale”. Eppure molti pensano che un “dispositivo”, come ad esempio un braccio robotico, o una stampante 3D, dovrebbero essere autonomi, e probabilmente anche a pile…


Bracci robotici e intelligenza

Facciamo l’esempio, guarda caso, di un “braccio robotico”. Molti costruttori di bracci robotici Arduinici, si sono accorti che il loro braccio “autonomo a pile”, alla fine fa sempre la stessa cosa. Cosa gli manca? La comunicazione e il software, algoritmi potenti che tengono in contatto i dati 3D, con il mondo esterno, sensori, WebCams, microfoni, capire i GCode, e comunicare con altre applicazioni, in tempo reale.

I micro non sono concepiti per gestire file 3D, o decodificare segnali audio, non hanno potenza adeguata, per suonare file midi, o decodificare il video di una WebCam. E se anche li si costringe a farlo, lo fanno male. Detto con altre parole: “Il luogo adatto per il cervello, non è vicino ai muscoli”

Un altro motivo, che rende molto furbo, collegare stabilmente bracci e stampanti 3D al PC, è che si deve fornirli di alimentazione. Quando si supera la fase giocattolo, le esigenze di alimentazione, diventano troppo pesanti, per le pile.

Come sono fatti i bracci robotici professionali ?

  • Hanno grossi cavi, che portano alimentazione e dati.
  • Comunicano costantemente con un PC di controllo.
  • Contengono solo il firmware, gli algoritmi intelligenti, sono tutti sul PC.

Fate click sulla immagine, per vedere meglio.


Quale linguaggio usare?

Una volta deciso di spostare l’intelligenza, dal firmware verso un linguaggio ad alto livello, quale è il migliore linguaggio da imparare?

Qui è una questione di gusti, alcuni dicono che esiste solo il C++, e trattano con disprezzo, ogni altro linguaggio.

Altri, come noi, pensano che il C++ sia ormai un linguaggio vecchiotto, che richiede molto più tempo e energie, dei linguaggi recenti. E pensano anche che C++ e simili (C, Java e tutti i linguaggi con il punto e virgola a ogni riga) siano linguaggi mal strutturati e poco formali, che invogliano a scrivere, in modo “sporco” e confuso. In questi linguaggi è possibile scrivere, cose accettabili dal compilatore, ma assolutamente illeggibili, per gli umani.

Noi preferiamo linguaggi più strutturati, che aiutano a scrivere bene, e a minimizzare gli errori. Questo processo di allontanamento graduale, dal linguaggio macchina, è in atto da cinquant’anni e ad ogni nuovo passo, c’è chi si lamenta e rimpiange i vecchi linguaggi. Ma il processo proseguirà, e alla fine arriveremo a programmare, in linguaggio umano. Attualmente il linguaggio più umano è VbNet.

Come contorno i linguaggi moderni (VbNet e C#), hanno una potenza e una velocità di esecuzione impressionante, perché le loro funzioni di base, non vengono riscritte ogni volta da zero, ma sono invece pronte nel “RunTime” e scritte con algoritmi ottimizzati, e adattati al sistema operativo.

Un secondo vantaggio dei linguaggi moderni, è di essere indipendenti dal sistema operativo. Una applicazione scritta in C# o in VbNet, gira senza cambiare una virgola anche su Mac, Linux e Unix. (questo almeno in teoria… in pratica solo su Windows funziona tutto bene, mentre sugli altri sistemi operativi, le implementazioni sono incomplete e piene di errori)

Concludendo noi suggeriamo di usare VbNet oppure C# (molto simili tra loro) Quasi tutte le applicazioni, del sistema Theremino, sono scritte in VbNet, perché lo troviamo più “umano”, ma si può facilmente passare da un linguaggio all’altro, usando SharpDevelop per tradurre.

Per installare gli strumenti di sviluppo, leggere qui: downloads/notes-on-software#instruments

  1. Iuliano Giuseppe says:

    Salve livio , ho montato un nuovo elettro mandrino alla mia cnc autodistruttivo con il suo piccolo inverte che possiede n un segnale pwm con le seguenti caratteristiche: 3, terminale di interfaccia MACH3 supporta segnale di controllo di velocità PWM esterno ingresso, i requisiti in ingresso PWM esterni: livello 3.5-12V VPP, frequenza 1K-10KHZ, controllo di velocità del mandrino adatto per MACH3, (nota bisogno di scollegare il segnale PWM XH2 esterni Il controllo della spina del potenziometro .54-3P è efficace o non può essere controllato).
    Ho provato a configurare come da manuale sia i piedini 11 e12 ma non riesco a farlo funzionare in automatico . dalla hall non so che tipo di piedino devo inserire, se gentilmente è possibile
    Un aiuto a x ka configurazione scrivendomi le varie operazioni nello specifico. Grazie in anticipo giuseppe
    inverter ha due piedini uno con scritto pwm e l’altro gnd

    • Livio says:

      Devi collegare sia GND che SIGNAL
      Il Pin che usi per fare uscire il segnale va configurato come FastPwm
      La frequenza del FastPwm va impostata da1 KHz a 10 KHz (impostala a 2 KHz)
      Poi devi premere il pulsantino “Duty cycle from Slot”
      E devi impostare lo Slot giusto.
      Se non riesci scrivimi a engineering chiocciola theremino punto com e ci sentiremo per telefono.
      Ciao
      Livio

  2. Iuliano Giuseppe says:

    Buona sera, mi chiamo Giuseppe è da un po mi diletto con una piccola cnc autocostruita. Volevo raccontare la mia esperienza riguardo al theremino master e il suo software theremino cnc.

    Prima di entrare nel mondo di theremino pilotavo la mia cnc con Arduino ed il suo rispettivo software grbl controller, una figata vederlo lavorare, il problema è sorto nel momento che dovevo mettere in pausa il lavoro, rettificare qualche parametro di aggiustamento per gli assi x, y, z, far ripartire il lavoro da un punto a mio piacimento, tutto questo non era possibile e quindi mi affidavo alla fortuna che il lavoro procedesse bene, ma mi è capitato di rifare più di una volta lo stesso lavoro, non potendo aggiustare la macchina in corso di lavorazione…

    Finalmente con la scoperta di theremino ho risolto ciò che con Arduino non era possibile, ora vedere lavorare la macchina con theremino, oltre che ad essere un figata, è una sicurezza sul non rifare un lavoro una seconda volta. Theremino CNC è un software di controllo stupendo, non c’è cosa che non si può fare, dal regolare i parametri dei rispettivi assi, alla velocità del mandrino, alla partenza del utensile da un determinato punto e tante altre cose… e la cosa più importante è stata la disponibilità nel configurare i giusti parametri con il personale di theremino, che ha dato disponibilità anche telefonicamente x una serie di aggiustamenti riguardo alla perdita di passi, causata dalla messa a terra e altro, ancora un grazie per il vostro lavoro.

  3. Vincenzo says:

    Salve Livio, finalmente fra pochi giorni avrò le piastre in alluminio per montare in maniera definitiva la CNC.
    Avrei bisogno di qualche dritta, prima dell’assemblaggio finale, per verificare bene cosa crea una perdita progressiva di passi in Z.
    Una domanda: Ma un G-code può influire sull’andamento e la precisione di una CNC?
    Chiedo perché il difetto si verifica anche quando taglio l’aria.
    Aggiungo… per fare un test ho usato Automation generando un piccolo ciclo continuo al fine di generare movimenti sui tre assi per finire ad effettuare una misurazione dell’asse Z su micrometro e ricominciare di nuovo. Dopo un ciclo di 40 minuti tutti in movimento rapido, (non so quante decine di misurazioni ha effettuato ma credo 70 o più) la lancetta del micrometro era sempre nella stessa posizione.
    Penso che anche se ora la CNC è in legno non ci siano grossi errori meccanici, ma perdere progressivamente in Z sembra strano.
    Comunque a breve smonterò e rifarò il cablaggio corretto.
    Grazie e a presto.

    Vincenzo

    • Livio says:

      Hai usato Theremino Automation sempre con le uscite del Master configurate con il tipo Stepper vero?

      Se hai fatto così e non si è verificata perdita di passi allora i segnali STEP e DIR e il Driver non hanno problemi. E nemmeno ThereminoCNC può averne, perché passa anche lui dagli Slot e se alla fine lo Slot è a zero, la punta deve essere dove era all’inizio.

      L’unica possibilità è una perdita di passi dovuta a troppa velocità e/o accelerazione ma ancora di più a vibrazioni. Aumenta i microstep per diminuire le vibrazioni e, se possibile, interponi una cinghia in gomma dentata, per disaccoppiare il motore dalla massa che lui controlla.

      E naturalmente fai molte prove fino a capire di cosa si tratta.

  4. Vincenzo says:

    Si, con la configurazione come stepper.
    Proverò ad aumentare i microstep ad 1/8 per vedere l’andamento.
    a 1/4 è un poco scattosa. In XY è di una precisione impressionante. Ho spaccato il centesimo.
    A presto.. Grazie.
    appena tutto pronto pubblicherò foto e video.

  5. Roberto says:

    Ciao,
    Ho scoperto da poco il sistema Theremino
    e mi sto cimentando a costruire la mia prima CNC.
    Avrei bisogno di un asse manuale con una riga ottica o magnetica
    per controllare la sua posizione.
    È possibile collegarla a Theremino?
    Se si può, è possibile anche memorizzare le coordinate di un dato punto?

    • Livio says:

      Theremino CNC è una applicazione semplice. Si può fare solo quello che fa. E quello che fa è tutto scritto nel file di istruzioni.

      Ti suggerisco di guardare con cura la pagina degli Slot di in-out che sono un po’ un indice di tutto quello che si può fare.

      Non complicheremo Theremino CNC con nuove funzioni altrimenti alla fine diventa un casino come le altre applicazioni simili che nessuno riesce a usare.

      Se non ti basta quel che fa Theremino CNC dovrai per forza passare a Mach3 e…. auguri.

      • Roberto says:

        Ho messo in funzione la CNC ed è tutto ok.
        Solo che non riesco a muoverla senza gcode.
        Per esempio: per andare a sfiorare manualmente una parete già fresata,cosa premo?
        Ctrl+frecce si muove ma di 0.01 alla volta
        Non esiste un tasto che fa’ muovere la CNC finché è premuto?

        • Livio says:

          Se usi le frecce da sole muovi con velocità “Jog speed normal”
          Se usi le frecce + SHIFT muovi a velocità “Jog speed with SHIFT”
          Se usi le frecce + CTRL muovi a passi singoli di un decimo di millimetro.

          Le velocità le regoli nel menu “Options”. Le regolazioni vanno da 1 a 100 e sono percentuali rispetto alla velocità “Rapid” che, ATTENZIONE, non deve mai essere maggiore della MaxSpeed impostata nella applicazione HAL.

          In tutti i casi devi prima cliccare sulla finestra dove si vede la lavorazione per abilitare i movimenti con la tastiera.

  6. Franco says:

    Buongiorno Livio, ho una CNC controllata da Theremino CNC che lavora benissimo,
    si riescono a fare incisioni perfette, vorrei migliorare il controllo della profondita asse Z per compensare PCB e piani di apppoggio non perfettamente piani,
    ho scoperto che esiste un programma che si chiama “Autoleveller” che sonda la superficie del PCB e calcola la differenza di planarità correggendo in modo automatico la profondità di incisione, per fare questo necessita di memorizzare i volori dell’asse Z dei vari punti di sondaggio del PCB che il programma stesso gestisce ,ora la domanda che Ti pongo è: sarebbe possibile memorizzare questi valori con Theremino CNC estraendoli o margari memorizzandoli su un un file ?
    Ti ringrazio anticipatamente e complimenti per il GRANDE lavoro di Theremino.
    Franco

    • Livio says:

      No, non è possibile.
      Theremino CNC è una applicazione semplice e resterà semplice.
      Se iniziamo a complicarla diventa una brutta copia di Mach3 e LinuxCNC, che quasi nessuno riesce a usare.

  7. Ramakrishnan says:

    Great Post.This blog contains really interesting stuff on robotics and CNC Machines. Very interesting article. I learned a lot .Very easy to understand. Thank you for sharing this article.

  8. Antonio Di Gennaro says:

    Buongiorno a tutti e complimenti per il progetto.
    Tempo fa avevo assemblato una macchina CNC a tre assi (autocostruita) pilotata da una scheda cinese e controllata con Mach3 ma non ho avuto grandi soddisfazioni. Ho quindi deciso di aggiornare il tutto a Theremino.
    Ho acquistato la MasterDIL V4, i driver DRV8825 e, come suggerito nella sezione Hardware, una CncShieldV3.
    Vi chiedo, non avendola trovata, una descrizione dei collegamenti da realizzare tra la MasterDIL e la Driver Board per pilotare correttamente i tre driver senza rischiare di mandarli in fumo.

    Grazie in anticipo e complimenti per il progetto
    Antonio

    • Livio says:

      I collegamenti tra Master e DriverBoard sono semplici:
      – GND del Master a GND della driver board
      – 5V del Master a 5V della driver board
      – SIGNAL del Master a DIR o STEP della driver board

      Comunque i collegamenti tra la MasterDIL e la Driver Board difficilmente “mandano in fumo”. Il pericolo è tutto dalla parte motori, regolazione dei trimmer, alimentatore… li non devi sbagliare niente. E attenzione che la CNC Shield va anche abilitata.

      Leggi tutti i suggerimenti di questa pagina, vi troverai anche immagini a buona risoluzione della CncShield che possono aiutare per i collegamenti.
      https://www.theremino.com/hardware/outputs/motors

      • Anonymous says:

        Grazie per i consigli.
        Se avrò dubbi e se non disturbo chiederò ancora qualche consiglio.
        Grazie ancora.

  9. Fabrizio says:

    Ciao Livio, il problema per il quale necessito di cortese aiuto è relativo alla modalità con la quale collegare un elettromandrino di una piccola CNC2018 all’elettronica di controllo costituita da un modulo Master e Theremino StepperDriver e, conseguentemente, come debba essere configurato il software Hal e Theremino CNC.

    L’elettromandrino ELEMANDER11 viene fornito con proprio trasformatore dotato di ponte diodi e con queste specifiche:

    Elettromandrino:
    – Alimentazione: da 12 Vdc a 48 Vdc
    – Velocità di rotazione (giri al minuto): 12 Vdc – 3.000 / 24 Vdc – 6.000 / 36 Vdc – 9.000 / 48 Vdc – 12.000
    – Potenza: 300 watt
    – Coppia: 230 N·m
    – Resistenza di isolamento: > 2 Mohm
    – Rigidità dielettrica: 400 volt

    Trasformatore 50 VA:
    – ingresso: 220 Vac
    – uscita: 36 Vac

    Ponte di diodi:
    – 1.000 V – 10 A

    Nella documentazione non sono riuscito a trovare nulla al riguardo, probabilmente posso essere stato troppo frettoloso, ma da quanto posso aver capito dalle caratteristiche dello StepperDriver non dovrebbe essere possibile fare a meno di un relé per controllare l’elettromandrino.
    Chiedo venia per l’eventuale ingenuità di quanto esposto ma poco tempo è trascorso da quando ho iniziato a “masticare” di elettronica e CNC.
    Grazie Livio per il tempo che vorrai dedicare alla mia richiesta e complimenti per la passione che tutti voi di Theremino mettete nei tanti progetti che sviluppate, senza mai sottrarvi al confronto ed al supporto di coloro che ricorrono alla vostra assistenza.

    Fabrizio

    • Livio says:

      Potresti usare un relè meccanico oppure un OptoTriac, il relè meccanico funzionerà di sicuro senza problemi ma potrebbe avere una vita più breve (poco male costano poco e dopo anni lo sostituisci). L’optotriac è più delicato e non è detto che funzioni bene con l’alimentatore del mandrino. Quindi l’optotriac richiederebbe una prima fase di test e messa a punto, ma una volta in funzione durerebbe per sempre.

      Qui trovi le spiegazioni per pilotare un relè meccanico
      https://www.theremino.com/hardware/outputs/actuators#simplereledriver

      Qui trovi la pagina dell’optotriac
      https://www.theremino.com/hardware/outputs/actuators#optotriac

      Se vorrai utilizzare l’optotriac scrivimi e dovrò spiegarti come fare le prime prove.
      Anzi ti preannuncio adesso come fare, ma se non ti è chiaro scrivimi.

      Il problema è che se l’alimentatore è troppo induttivo il triac potrebbe fare il matto e non aprire e chiudere bene il circuito. E se il Triac dovesse chiudere una sola semionda per un tempo lungo, potrebbe far scaldare il trasformatore dell’alimentatore del mandrino.

      Inoltre nell’optotriac c’è una rete di smorzamento (R5 e C3) che fa passare un po’ di corrente anche quando il Triac è aperto. Questo potrebbe impedire il totale spegnimento con carichi deboli (ad esempio lampade a led di bassa potenza).

      Per verificare che tutto sia a posto dovresti quindi mettere un tester in parallelo e controllare che da acceso la tensione all’alimentatore sia 220..230 volt AC. E che da spento sia molto bassa, diciamo meno di 10 volt AC. Queste prove vanno fatte con l’alimentatore collegato e acceso. E vanno fatte per tempi brevi, massimo pochi secondi, per evitare di scaldare il trasformatore nel caso ci fosse una sola semionda.

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      Il Pin di uscita del Master devi impostarlo sull’HAL come:
      – PinType = Dig_Out
      – Slot = 11 o 12
      Leggi pagina 42 delle istruzioni della applicazione CNC per decidere quale Slot usare.

      • Fabrizio says:

        Dopo la tua esaustiva risposta penso di attuare entrambe le soluzioni, ovviamente in tempi diversi, prima una poi l’altra.

        Quella del relè meccanico, la più facilmente praticabile, mi consentirebbe di raggiungere in tempi più rapidi l’obiettivo prefissato di utilizzare l’elettromandrino con Theremino.
        Hai qualche raccomandazione particolare per l’acquisto del relè meccanico visto che l’offerta è così vasta?

        La soluzione ideale e definitiva rimane l’OptoTriac; prenderò quindi ‘Theremino OptoTriac V1’ con la speranza di riuscire, con il tuo aiuto e supervisione, a superare la necessaria fase di test e messa a punto.

        La prova che hai descritto va fatta con l’OptoTriac già presente nel collegamento, oppure posso farla a prescindere?
        Devo effettuare due velocissime misurazioni di tensione sull’alimentazione del trasformatore (quindi AC) in due condizioni distinte che non mi sono del tutto chiare, provo a dire cosa ho capito:
        La prima a trasformatore collegato alla rete, tutto sotto tensione, ed elettomandrino acceso.
        La seconda misurazione in condizioni uguali alla prima ma con elettromandrino spento.
        Grazie!

        Fabrizio.

        • Livio says:

          Per il relè non so cosa consigliarti, basta che tenga ampiamente la corrente e la tensione di utilizzo, meglio almeno il doppio di ambedue.

          La prova va fatta così:

          1) Stacchi la spina dalla rete.
          2) Controlli che sia tutto collegato e che l’interruttore dell’elettromandrino sia acceso.
          3) Tieni stabilmente il tester collegato in parallelo all’ingresso dell’alimentatore dell’elettromandrino.

          4) Alzi il segnale di comando che arriva dal Master (vedi il led dell’optotriac acceso).
          5) Colleghi la spina alla rete elettrica.
          6) Guardi il tester e deve dare 220 volt circa.
          7) Scolleghi la spina dalla rete elettrica.

          8) Abbassi il segnale di comando che arriva dal Master (vedi il led dell’optotriac spento).
          9) Colleghi la spina alla rete elettrica.
          10) Guardi il tester e deve dare 0 volt circa (meno di 10 volt).
          11) Scolleghi la spina dalla rete elettrica.

          Se tutto va bene in seguito farai le stesse prove con tempi più lunghi e lasciando sempre la rete collegata.
          – Accendi il segnale di comando e misuri.
          – Spegni il segnale di comando e misuri.

          In tutti i casi l’interruttore del mandrino deve stare sempre acceso. Non so proprio cosa potrebbe succedere ad alimentare l’alimentatore senza carico. Potresti provare ma attenzione che se il Triac chiude a metà, e quindi misuri tensioni intermedie (ad esempio 100 volt), il trasformatore dell’alimentatore potrebbe scaldarsi.

  10. Fabrizio says:

    Ho acquistato OptoTriac su ebay (in Thereminoshop non si riusciva a chiudere la transazione) i tempi di consegna sono ragionevoli, solo qualche giorno di attesa.
    Mi ponevo la domanda di dove fosse più opportuno posizionare il relè meccanico, poi rileggendo: ” …basta che tenga ampiamente la corrente e la tensione di utilizzo, meglio almeno il doppio di ambedue.” immagino intendessi dovesse essere collegato fra il ponte di diodi e l’elettromandrino, dove i valori di tensione e corrente sono 36 Vdc e 10 A, la tensione di alimentazione della bobina poi dovrebbe essere di 5 V. …. ma non trovo alcun relè meccanico che possa pilotare 50 Vdc a 20 A.
    Dove sto sbagliando?
    Concordo sul fatto che le feste siano il momento migliore per trafficare.
    Sempre grazie per la tua disponibilità e pazienza.

    Fabrizio

    • Livio says:

      La corrente do 10 ampere è troppa per qualunque relè, durerebbero pochissimo. Devi per forza interrompere il 220. Quindi dovresti usare un relè da almeno 400 volt e almeno 4 ampere.

      Sempre che sia possibile interrompere il 220 prima dell’alimentatore, altrimenti sei fritto e l’unica soluzione sarebbe individuare se l’alimentatore ha un comando logico di spegnimento.

      In tutti i casi interrompere così grandi potenze può generare forti disturbi e scintillamenti quindi fai poi attenzione che la massa dell’alimentatore sia collegata stabilmente a terra e che anche il PC lo sia. Altrimenti si potrebbero creare extracorrenti che potrebbero far perdere la comunicazione al Master o, peggio ancora, danneggiare il Master o i driver dei motori stepper.

      Se utilizzi il fototriac devi per forza interrompere il 220. I Triac lavorano solo in corrente alternata. Con il fototriac gli scintillamenti saranno ridotti a zero perché il fotoaccoppiatore accende e spegne con precisione al passaggio dello zero (quando la tensione alternata è a zero). Ma anche in questo caso non sottovalutare l’esigenza di fare un cablaggio professionale con tutti i GND collegati stabilmente a terra.

      Con “collegati stabilmente” intendo che non sia possibile staccare o attaccare spine che portano anche la terra, quando la tensione di rete è collegata a parte del sistema. Magari usare una ciabatta, a monte di tutto, con un interruttore per spegnere tutto insieme, senza mai interrompere i collegamenti di terra.

      • Anonymous says:

        Il trasformatore non possiede alcun comando logico per lo spegnimento.
        Soluzione relè scartata!

        Per la prossima settimana dovrei poter disporre dell’OptoTriac (è già in viaggio), vediamo se si riesce a trovare un modo per pilotare un elettromandrino da 300 W.

        Grazie Livio.

        Fabrizio

        • Livio says:

          Non scartare i relè meccanici, potrebbero essere gli unici a funzionarti bene. Forse non hai letto bene, consigliavo di usare un relè da almeno 400 volt e almeno 4 ampere, non di scartare del tutto i relè.

          • Anonymous says:

            La frase:
            ” … in tutti i casi interrompere così grandi potenze può generare forti disturbi e scintillamenti … “, unitamente alla mancanza dello spegnimento logico del trasformatore, mi avrebbero indotto a percorrere altre soluzioni.
            Riconsiderando la cosa, di nuovo si pone il problema della scelta del relè meccanico, che, dovendo rispettare le specifiche di 400 Vac ed almeno 4 A, potrebbe essere ben risolto con un Finder della serie 40-31?

            Fabrizio

            • Livio says:

              Il Finder dovrebbe andare bene, ora non ho tempo di cercarlo, guarda tu il datasheet, se è almeno da 4 ampere e 400 volt allora va bene.

              Ma il tuo ragionamento è giustissimo, in effetti il Triac eliminerebbe i disturbi, e visto che ti arriverà domani o dopodomani potresti iniziare le prove con lui.

              Se dovesse fare il matto, potresti curarlo aggiungendo un carico resistivo in parallelo al 220 volt di alimentazione dell’alimentatore del mandrino.

              Un carico resistivo adatto potrebbe essere una lampadina a incandescenza da 10, 20 o 40 watt.

              Le lampadine vanno benissimo ma hanno il difetto che potrebbero bruciarsi. Quindi sarebbe meglio sostituirle con un resistore di potenza dissipato (resistori rettangolari in ceramica e cemento fissati su una aletta di alluminio o sul metallo di qualche contenitore o struttura che c’è già)(attenzione però a isolare bene, con guaina, i due terminali e non rischiare che possano toccare il metallo).

              Il resistore potrebbe essere da:
              – 10k = 4.8 watt dissipati
              – 4.7k = 10 watt dissipati
              – Due da 4.7k in parallelo = 20 watt dissipati
              – Quattro da 4.7k in parallelo = 40 watt dissipati

              I resistori, per durare, devono essere almeno di potenza doppia, o tripla, di quella che dissipano.

              Maggiore sarà la potenza dissipata e maggiore sarà la stabilità di funzionamento. Quindi è bene fare molte prove (acceso e spento con il tester collegato) e scendere di dissipazione fino a che il Triac fa il matto, per poi risalire di almeno il doppio per stare sul sicuro.

            • Anonymous says:

              Ricevuto l’OptoTriac farò le prove che mi hai descritte e vedremo cosa succede; questa mi pare essere la soluzione più “elegante”, se poi non dovesse rivelarsi soddisfacente rimane in subordine il relè meccanico Finder da almeno 4 ampere e 400 volt (in alternata vero? … visto che dovrà pilotare l’alimentazione del trasformatore dell’elettromandrino).
              Per curiosità: utilizzi il condizionale per contemplare la necessità del carico resistivo ma ne hai quasi certezza o veramente ti mantieni nell’ambito delle probabilità?

              Fabrizio

              • Livio says:

                Si, 4 ampere e 400 volt in alternata.

                Riguardo al condizionale non so dirti quante siano le probabilità che il Triac apra e chiuda male. Tutto dipende da quanto è induttivo il carico. Probabilmente il motore fornisce abbastanza carico reale da compensare l’induttività del trasformatore. Ma attenzione che il motore deve essere acceso, se per caso spegnerai il motore interrompendo la continua, resterebbe praticamente solo il trasformatore, e quindi un carico molto induttivo.

                Anche in queste condizioni il Triac forse potrebbe aprire e chiudere correttamente, tutto dipende da come è fatto l’alimentatore e dai valori dei vari componenti (se poi l’alimentatore fosse uno switching, allora sarebbe ancora più difficile immaginare cosa potrebbe succedere).

                Quindi l’unico modo di scoprirlo è provare.

                Io ti metto in guardia perché, se il Triac dovesse chiudere una sola semionda per lungo tempo, il trasformatore finirebbe per lavorare praticamente in continua e quindi la corrente salirebbe molto e lo farebbe scaldare fino a bruciarlo.

                Comunque per bruciare il trasformatore ci vogliono dei minuti, non secondi. E inoltre un fusibile ben dimensionato, sul primario, potrebbe eliminare del tutto questo rischio.

                Ora sai tutto (in teoria) ma solo provando potrai capire quanto sei vicino, o lontano, dai problemi. Facci poi sapere come è andata, perché le tue prove potrebbero essere utili anche ad altri.

                Prova a lungo e fai in modo di avere un sufficiente margine di sicurezza.

  11. Fabrizio says:

    Non avrei potuto sperare in una risposta più esaustiva di quella che hai
    così pazientemente esposto, grazie!

    La materia dell’argomento trattato potrà essere d’aiuto a chiunque altro ne sia interessato, questa d’altronde è la filosofia del team di Theremino.

    OptoTriac ricevuto tramite poste italiane in tre giorni, domenica inclusa.
    Qualche giorno per effettuare le prove, poi riferirò.

    Fabrizio

  12. Vincenzo says:

    Buongiorno Livio, ti scrivo dopo aver fatto una chiacchierata con Fabio riguardo ad una problematica del “Theremino CNC”. Si parlava delle varie possibilità di configurare il software affinché non producesse movimenti a scatti con velocità operative che si avvicinano o superiori ai 1000mm/min. Ma come detto da Fabio, sarà risolto in seguito in successive release. Eppure su tratti lineari ed a 45 gradi, si può tagliare a qualsiasi velocità. Per un cerchio, invece, anche a 700mm/min ci sono vibrazioni. Forse perché gli assi si inseguono?
    In una nota si diceva di ridurre la lunghezza dei segmenti nel CAM….
    Comprendo, ma non saprei come fare. Ed è una domanda che mi sono già posto ed ho rivolto a parecchie persone. Ma un Gcode ha una risoluzione per una curva in segmenti? Nessuna risposta.

    Andare veloci e precisi sarebbe importante, soprattutto per progetti abbastanza vicini a 5 assi.

    A breve vi invio le foto e qualche video della mia realizzazione (quasi finito tutto).
    Grazie, grazie, grazie.
    Grazie a Voi.
    Saluti
    Vincenzo.

  13. antonio di gennaro says:

    Buongiorno a tutti.
    Devo sostituire i motori NEMA 17 della mia cnc autocostruita e sarei orientato su NEMA 23.

    Avrei un paio di quesiti (magari banali per i più):

    1) se i motori hanno una tensione nominale che si aggira di solito approssivamente intorno ai 3/4 Volt. come possono poi essere alimentati a 24/36 Volt senza bruciare?
    2) ho trovato motori che a parità di corrente nominale hanno tensioni nominali notevolmente differenti. Ad esempio:
    https://www.digikey.it/product-detail/it/sparkfun-electronics/ROB-13656/1568-1376-ND/5995079 con tensione 3.2V
    https://www.digikey.it/product-detail/it/nmb-technologies-corporation/23KM-K744B/23KM-K744B-ND/5967596 con tensione 24V.
    Sono destinati ad usi diversi?
    infine:
    3) possono essere pilotati con A4988 oppure DRV8825?

    Grazie infinite
    Antonio

    • Livio says:

      Domanda 1
      I motori Stepper vengono pilotati in corrente, non in tensione. Per cui se si pilota con un ampere un motore che ha una resistenza interna di 3.2 ohm, allora sui suoi avvolgimenti si svilupperà una tensione di 3.2 volt. Il valore di tensione che viene indicato nelle caratteristiche è la tensione che si sviluppa sul motore quando lo si pilota con la massima corrente tollerabile.

      Comunque la tensione dei motori non la si considera mai. Con i driver di tipo switching (come gli A4988 o DRV8825 o TB6600) tutti i motori, qualunque tensione abbiano, vanno bene.

      Il compito del driver è quello di inviare al motore una corrente precisa e regolabile.
      I driver sono di fatto degli alimentatori a commutazione che prelevano dall’alimentatore (a 12, 24, o 48 volt) quello che gli serve per inviare al motore la corrente stabilita con il trimmer.

      I driver di tipo switching, prelevano dalla tensione di ingresso una corrente notevolmente più bassa di quella che inviano al motore (più o meno il rapporto tra le due tensioni). Per cui se si misura la corrente prima del driver ci si inganna. La corrente sul motore sarà notevolmente maggiore.

      Attenzione a regolare il trimmer per una corrente più bassa di quella indicata per il motore. La corrente indicata nelle caratteristiche del motore è quella massima (oltre la quale il motore si danneggia). Normalmente è bene regolare i driver per la metà di questa corrente o anche meno. Una buona prova è tenere il motore alimentato un quarto d’ora e poi sentire quanto è caldo. Se scotta la corrente è troppo alta.

      Le nostre pagine dedicate ai motori stepper spiegano come effettuare queste regolazioni.

      Domanda 2
      Le tensioni dichiarate possono essere abbastanza diverse ma, come spiegato prima, non importa. Comunque le tensioni sono sempre inferiori ai 5 volt. Più la tensione è bassa e meno il motore scalda, a parità di potenza, perché hanno utilizzato un filo più grande e ci sono meno perdite in calore. La tensione di 24V, del secondo link che hai indicato, è un errore di stampa, avrebbero dovuto scrivere 2.4 volt.

      Domanda 3
      Tutti i normali motori stepper possono essere pilotati con A4988 o DRV8825.

      • antonio di gennaro says:

        Grazie
        Risposta chiarissima e complimenti per la professionalità.
        Mi ha i chiarito le idee e tolti i dubbi che una settimana di ricerche sul Web non avevano fugato.
        Saluti

  14. Vincenzo says:

    Ciao Livio, perdo passi in Z.
    e cioé durante la lavorazione con feed 500 (basso) l’asse Z dopo alcune centinaia di righe vedo che sale in su. Ho effettuato test con automation e micrometro facendo fare centinaia di esecuzioni sino a leggere la posizione ogni 20 secondi e per un ora di lavoro è sempre stato a zero (precisissimo). i Motori sono dei closed loop e si vede l’effetto della precisione. Cosa posso fare per controllare dove accade questo strano sollevamento. Se metto in pausa e leggo la posizione vedo che progressivamente sale su. Sto impazzendo. Questo capitava anche quando la macchina era costruita in legno ma ora è tutta in alluminio. Come nella precedente versione anche con diversi microstep la situazione era la stessa. Grazie.

  15. Fabrizio says:

    Ciao Livio,
    con colpevole ritardo riferisco l’esito dei test condotti sull’elettromandrino pilotato tramite OptoTriac e Master.
    Durante le prove il triac apre e chiude correttamente, non ha mai dato segnali di instabilità e quindi non si è concretizzata la necessità di inserire carico resistivo; così come il trasformatore non sembra patire alcuna anomalia.
    Tutte le misurazioni della tensione sul primario del trasformatore del motore del mandrino sono state eseguite rispettando le indicazioni fornite e sempre hanno evidenziato un valore di 10 V. con segnale di comando del Master abbassato.
    Ripeto, tutto sembra funzionare a dovere, ma quel valore misurato di 10 V. non è troppo elevato per essere certi di avere un margine di sicurezza sul buon funzionamento?
    Grazie, reputo molto appropriata la scelta consigliata di utilizzare l’OptoTriac per comandare l’elettromandrino, più ‘elegante’ rispetto agli sfiaccolamenti derivanti dall’uso del relè, che comunque intenderei provare come esercizio didattico.

    Fabrizio

    • Livio says:

      Vai tranquillo, avere 10 volt da spento non è un parametro preoccupante. Probabilmente il tuo motore ha gli avvolgimenti con impedenza abbastanza alta e facendo i calcoli si scoprirebbe che è tutto nella norma.

      Grazie per averci messo al corrente del buon funzionamento dell’optotriac accoppiato con elettromandrino Elemander11.

  16. Tim in Manitoba says:

    I have seen some posts online about using Theremino to control a dobot arm. I am wondering how that is coming along? Will one be able to use CNC control using Theremino to control a dobot arm?

  17. Ahmad Osman says:

    I just made tow robots.
    Please, if you are intersted in develope them or working on some other robots, I am ready to collaborate with you.

    https://www.ahmad-osman.com/en/blogs/spider-robot/

    https://www.ahmad-osman.com/en/blogs/cnc-writing-robot/

    • Livio says:

      Welcome!

      In the next weeks, we will publish the new CNC version (V5.0) with many new options. One of them is the CoreXY mode for plotters, like your “cnc-writing-robot”.

      With the Theremino-CNC app. you could control the plotter directly (without sending the complete Gcode to the Arduino firmware).

      The advantage is the interactivity. It is possible to Jog with the keyboard keys, see the milling area in the GCode plotted, execute some part of the GCode, modify the GCode, change the speeds and the zero positions… all this while running!

      If you use our Master Module to generate STEP and DIR signals all is ready and you could immediately move the motors. Otherwise you could also use an Arduino with our ArduHAL application. But in that case will be necessary to write some firmware in the Arduino to control the motors.

      Some useful links:
      https://www.theremino.com/en/downloads/automation#cnc
      https://www.theremino.com/en/technical/schematics#masterv5
      https://www.theremino.com/en/downloads/foundations#arduhal

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