カテゴリー: CNC

　道のりは、長いです。
　自作手パの無線化を進めてきましたが、一つ、疑問だったこ
　とが解決できそうですので、仕様？を変更してみたいと思い
　ます。
　今までの無線手パでは、A相B相の信号は、直接送っていま
　せんでした。A相とB相の信号から、CWの信号とCCWの信号
　に変換して、CWの信号とCCWの信号を送りました。
　受信側で、CWとCCWの信号に応じて、パルスを生成してい
　ました。
　このようにしてたのは、A相・B相の立ち上がりの検出はでき
　たのですが、立ち下がりの検出方法が分からなかったから
　です。
　NANDゲート等を使ってNOT・A相を作ればいいというアドバイ
　スをいただきました。下記のような回路で、試作してみようと
　思います。

　

　
　CWやCCWのの判定をするのに、立ち上がりでの外部
　割り込みを使いましたが、NOT・A相、NOT・B相を作ることで
　A相B相の立ち下がりを立ち上がりとして検出できそうですの
　で、状態変化割り込みでNOT・A相、NOT・B相の検出を追加す
　るだけですから、それほど大きな変更はしなくてすみ
　そうです。

　自作手パ（MPG)をワイヤレス化するのにアダプターを作製
　し、後は、ケースに組む状態になってます。
　ただ、念のデータの取りこぼしを調べたら、パルスジェネレータ
　を早く回すと、約半分の取りこぼしがあったので、受信側の
　プログラムにリングバッファーをいれました。
　リングバッファーをいれることで、ほぼデーターの取りこぼし
　がなくなりました。
　
　
　多少、疑問が残ったので、送受信のデーターの取りこぼし
　を調べるのに、ローコストLCDシリアル通信モニターを
　作製しました。
　これだけでは、ただデーターの表示をするだけなので、
　カウントしたデータを計測してターミナルに表示できるように
　基板とプログラムを作成しました。
　基板といっても、PICにバスコンとICSPの端子をつけ
　
　ただけのものです。

　

　比較的短時間で、ほぼ動くようになりましたが、二つほど
　ドツボにはまって、二日ほどもがくことになりました。
　
　一つは、リングバッファーの操作でした。「ｓ」のキャラクター
　が入力された一つ前のデーターをカウントのキーにするのに、
　リングバッファーの読み取りのポインターを「ｓ」の一つ前に
　もどせばいい、と思いこんでいました。これが、ドツボの始まり
　でした。
　いくら、やっても、思ったキーになりません。
　読み込んだデータを、デバッグ用に表示してみて、やっと
　分かりました。
　データを取り込んだ後、ポインターを次の読み込みにそ
　そなえて、一つ進めていたのです。
　本来なら、ポインターを二つもどさないとだめなわけでした。
　「－１」としていたところを「－２」にしてやっと解決です。
　　もう一つは、久しぶりに使ったｐｒｉｎｔｆ（　）のフォーマットの間
　　違いでした。
　「int」の「％４ｄ」としなければならないところを、「ｃｈａｒ」の
　「％ｃ」としていました。当たり前に、表示されないので、
　あれこれいじって、やっとｐｒｉｎｔｆ（　）のフォーマットにたどり
　つきました。
　昔、ＰＣ用に、Ｃであれこれやっていたころは、ｐｒｉｎｔｆ（　）が
　大嫌いで、直接ビデオラムを操作して表示する関数等を作って
　使ってました。
　今回は、ターミナルへの表示位置を決めるのに、ｐｒｉｎｔｆ（　）を
　つかって、エスケープシーケンスの使いまくりでした。

　

　とりあえずのプログラムです。
　ｍａｉｎ．ｃ
　例によって、ゴミが沢山のこっています。表示をもうちょっと洗練
　させたいなと思ってますが、計測中の表示をやめて、計測終了
　後に表示させた方が、いいのかなと、思案中です。

　一応完成した手パ（手動パルスジェネレイター＝MPG）で
　すが、コントロールするのに、割り当てた信号線を、
　オルタネートでコントロールしてました。ふとしたことで、
　モーメンタリーでもコントロールできるのではと思い、タクト
　スイッチで、簡単な基板を作って、実験してみました。

　結論から言うと、モーメンタリーでも、コントロールが可能
　でした。
　JogモードからMPGモードへの切り替え、各軸の選択は、
　モメンタリースイッチでも大丈夫でした。
　市販のMPGの各軸選択には、ロータリースイッチが使われて
　います。ロータリースイッチにするのは、多分、誤動作防止
　の意味合いが強いのかなと思いました。

　昨日コーディングしたリングバッファーを使ったプログラムの
　検証が終わりました。
　ほぼ満足のいく結果で、データーの取りこぼしもほとんどなく
　なりました。
　今回、リングバッファーに使ったメモリーは、２５６バイトで、
　これだけで、メモリーの７４％を使ってしまいます。
　でも、効果、絶大ですね。パルスの生成に時間がかかる
　ので、その時間差を吸収してくれます。MPG1回転で、
　１００パルスですから、２回半程度の回転に対応できると
　思います。
　今回は、大きなはまりどころもなく、すんなりでした。
　ｍａｉｎ．ｃ
　ざっと、ゴミを取り除いたプログラムです。
　例によって、「ｕａｒｔ．ｃ」と「ｕａｒｔ．ｈ」は諸兄のものをそのまま
　使わせていただいてます。
　
　LCDのデバックモニターを作成予定ですが、ついでに、
　I2C接続のLCDもあれこれいじってみようと思います。
　本日、LCDの部品が到着しました。

　どこでデータが欠落するのか、いろいろ調べようと思って
　ます。そのために、LCDデバックモニターを作って、みようと思
　います。部品を注文しましたので、届くのをまちます。
　デバッグモニターの制作と平行して、データー受信を
　リングバッファーを使ったプログラムに変更しみようと
　思います。
　当初は、リングバッファーを使ったプログラムにする予定で
　したが、リングバッファーの理解がいまいちで、コーデング
　できませんでした。その一番の原因は、構造体とポインタの
　理解ができてないことでした。
　ネットには、リングバッファーを使ったプログラムが沢山ある
　のですが、そのほとんどが、構造体とポインタという、私が
　一番苦手な手法を使ってありました。
　いろいろあさっていると、構造体とポンタを使わないプログラム
　を使って解説しているHPを見つけました。
　Elementary data structures - Queue
　このHPでやっと、リングバッファーの仕組みが理解で
　きました。
　また、このプログラムを組むにあたって、割り算のあまりを
　求める、計算をしなければなりません。この計算に、結構
　な時間がかかります。一般的には、計算の時間を短縮す
　るために２のN乗の数を使うそうです。２のN乗の数を使う
　ことで、割り算のあまりを出す計算を、X　＆　（N-1）とする
　ことで可能にできるそうです。これで、飛躍的に計算を早く
　できると書いてあるHPにも出会ました。この２のN乗の大き
　さをバッファーの大きさにするそうで、計算時間の短縮がで
　きます。
　この　＆　を使った計算方法が、
　%(剰余)の最適化について
　というHPに分かり易く書いてありました。
　ということで、リングバッファーを使ったプログラムを
　コーデングしていきます。

　
　１６Ｆ１８２７への移植がほぼ終わったので、有線でのMPGと
　ワイヤレスのMPGの動作について、テストしました。
　Multi Step－Cycle　Jog　Step１．００の設定で
　１００パルス（MPG1回転）をSS経由でMachを動かして
　ました。
　　　ワイヤレスMPG　ゆっくり回転　９７．００
　　　　　　　　　　　　　　早めに回転　６４．００
　　　有線　　　　MPG　ゆっくり回転　１００．００
　　　　　　　　　　　　　　早めに回転　１００．００
　というような結果で、ワイヤレスの方は、早く回転すると、
　４割ほど、パルスが欠落するようです。
　今回生成したA相とB相のパルスは、振幅を少し広めに
　とりました。この振幅をもうちょっと狭くすると、応答もよく
　なるような気がします。
　送信と受信側で、送受信のデータの個数を計測してみ
　
　ようと思います。

　外部セラロックを使わないで、内部PLLを使って、３２Mhzで
　動作させるために、１６Ｆ１８２７に１６Ｆ８８のプログラムを移
　植しました。
　今回、移植するのに、丸々３日ほどかかりました。はまっ
　てしまったのは、二つでした。
　一つ目は、大いなる勘違いで、
　　　　　ｆｏｒ（　；　；　）
　の使い方を誤ってました。そのため、Ａ相、Ｂ相のパルスが
　正しく発生できませんでした。１６Ｆ８８で作った時は、パルス
　の発生を前後の余裕をもってしていたので、その余裕が、
　ロジックの誤りを吸収してくれたようです。初期値１～５まで、
　５回のループを作りたいのに、
　　　ｆｏｒ（ｉ＝０；ｉ＜５；ｉ＋＋）
　のような記述をしてました。これでは、０～４までの５回の
　ループになってしまいます。正しくは、
　　　ｆｏｒ（ｉ＝１；ｉ＜＝５；ｉ＋＋）
　でした。
　もう一つは、原因がよく分からないのですが、クロックを早く
　すると、ＰＯＲＴが思った動作をしてくれなくなるようで、
　PORTレジスタとLATレジスタ
　
　と
　PICとMikroC
　
　に記事がありました。
　早速、ＬＡＴレジスタを使って組み直すと、見事動きました。
　動いたプログラムです。ゴミが沢山残ってます。
　　ｍａｉｎ．ｃ
　特に、メインの処理では、ｓｗｉｔｃｈ分とｉｆ分が混在してます。
　原因をあれこれ探るためにやった名残です。
　もしかして、このように、ＰＩＣは癖があるのかもしれませんね。
　ＡＶＲ等は、どうなんでしょうか。
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＊　　　　　　　　　　　追記　　　　　　　　　　　＊
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　もしやと思い、諸兄の記事を参考に、ポートのビット操作
　の間に’ｎｏｐ’を一ついれて動かして見ました。
　あれほどなやんだのが嘘のように、通常の書き込みで、
　ＬＡＴレジスタを使わないで、動きました。
　　　’ｎｏｐ’をいれたプログラムです。
　　　　　ｍａｉｎ．ｃ
　やはり、諸兄はすごい。

　やっと動作確認できた、送受信の基板を使って、SS経由で、
　MACHを動かしてみました。
　不具合が出るかなと思いましたが、あっけなく動いてしまい
　ました。
　MACHの数字の変化は、有線でつないだMPGに比べてみて、
　若干もたつくような印象でしたが、とりあえず動くことがわ
　かりました。
　今回の回路です。手直した方がいいところがあるかと思いま
　すが、一応動作したもの覚え書きです。

　

　今回は、エンコーダーが作り出した信号でなくて、PICで作っ
　た信号をSSに入れてますので、両者をオシロで比較してみ
　ました。

　

　PICで作った信号の振幅がやや狭いようです。
　広くするのは、簡単ですが、その分、応答速度が遅くなるような
　気がするので、このままにしようと思います。
　また、今回は、UART（USART)の通信速度は、９６００bpsに
　しました。PIC周期を３２Mhzにすれば、倍の１９２００bpsに設定
　しても大丈夫だと思いますので、後日変更してみようと思います。
　ただ、受信側に使ってる１６F８８は、２０Mhzまでなので、
　ついでに購入しておいた１６F１８２７に置き換えてみようと思い
　ます。幸い、RXとTXのピンは、プログラムから変更できるようで
　すが、１６Ｆ８８と同じ設定にできるようです。