Problema con la porta parallela

[claudio54]

Volevo cortesemente chiedervi un parere riguardo ad un problema di cui non riesco a trovare soluzione:
La mia fresa CNC è comandata da un pc portatile ed in linea di massima funziona, però regolarmente mi fanno delle impuntature i movimenti dei tre assi.
Questi difetti sono sempre randomatici, però accadono sempre e regolarmente.
Sulla stessa fresa vi ho collegato un pc fisso di un mio amico e devo dire che funziona perfetamente e non perde mai un colpo!
Per cercare di riuscire a capire questa strana cosa, ho collegato sui pin 2/4/6 un canale dell'oscilloscopio e vi posso giurare che le forme d'onda misurate sono esattamente identiche tra loro. ( mi riferisco al pc portatile e quello fisso).
A questo punto mi sarebbe piaciuto sapere il vero motivo tecnico del perchè di questa cosa.
Leggendo sul forum, tutti consigliano di usare un pc fisso per le CNC, però mi avrebbe fatto veramente piacere sapere il vero motivo di questa affermazione, visto anche che mi sono preso pena di andare a fare tutte le misure con un oscilloscopio.
A titolo di precisazione credo di aver settato i due pc in modo identico tra loro, ovviamente!
Devo comunque riconoscere il fatto che ci sono delle porte parallele belle e delle brutte!
Se ci fosse tra voi qualche persona veramente cortese da potermi spiegare questa cosa strana dal punto prettamente elettronico, gli sarei veramente molto grato, se poi anche lui fosse di Roma e volesse venirmi a trovare in laboratorio, ne sarei molto lusingato. Mi trovo in zona Largo Somalia.
Grazie.
claudio

[yrag]

Hai verificato le forme d'onda e la tensione ?

[ALMOR]

che processori equipaggiano i due sistemi?

[McMax]

Premesso che non ne conosco il motivo ne tantomeno sapevo di questo particolare; leggendoti l'unica cosa che posso supporre è che sia un problema di impedenza di sorgente (o di uscita) delle linee.... vale a dire di corrente disponibile sulle uscite. La parallela soffre molto di lunghezza del cavo e questo indica un'impedenza di uscita già alta in partenza.
La misura con l'oscilloscopio l'hai eseguito con driver collegato o scollegato ?... Ma soprattutto, con driver acceso o spento ?

Se misurando non riesci ad apprezzare una differenza tra le forme d'onda l'unico modo che hai per provare se la mia teoria è corretta è quello di inserire dei buffer in uscita e vedere se la situazione cambia. Come buffer puoi usare una coppia PN in push-pull oppure una porta logica avendo l'accortezza di non invertire il segnale. Per l'alimentazione del buffer usa la 5V della parallela.

[yrag]

74241, 7407 con resistenze di pull up...

[McMax]

7407 con pull up: no buono.... se ci metti il pull up sei punto e daccapo !
Vanno bene i buffer tri-state tipo HC244 o 241 come da te suggerito.

[yrag]

Scusa, Max, perchè non va con lo 07 ? Se ben ricordo gli 07 sono open collector e tirano parecchio a zero per cui puoi tenerti anche basso con il valore della pull up ottenendo un fan out superiore a quello del buffer. A me pareva di aver capito che il problema fosse nella bassa capacità di fan in/out della porta del portatile.

[McMax]

Vincenzo, se il problema è la corrente che le uscite riescono ad erogare questo è da ricercarsi nel fatto che l'impedenza di uscita dei bffer interni della parallela del portatile è troppo elevata, quindi causa un rallentamento dei fronti (è una RC) e quindi false letture da parte del driver da cui i malfunzionamenti. Se questo è il problema (ripeto, se....) allora l'inserimento di una logica con pull up non lo risolverebbe per il semplice fatto che l'impedenza di uscita dello stadio con pull up è la resistenza di pull up stessa.... che non è idealmente da pochi ohm. Il pull up infatti porta a livello logico alto il collettore aperto di un transistor (o il drain di un Mos) tramite una resistenza che serve prevalentemente per limitare la corrente quando il transistor (o il Mos) sono chiusi per tenere l'uscita a livello logico basso (massa). Se analizzi la maglia del circuito quando il transistor è aperto la resistenza di pull-up è posta in serie al carico (driver) e quindi limita la corrente proporzionalmente al suo valore.

Anche negli stadi digitali vale la regola d'oro degli operazionali: cercare di mantenere un'elevata impedenza di ingresso ed una bassissima impedenza di uscita.

Alternativamente al buffer si può usare uno stadio push pull, magari a Mos, la cui impedenza di uscita è la RDS on del Mos lato alto:

Mos_pushpull.jpg

Questo tra l'altro è lo stesso stadio utilizzato in uscita nei buffer tipo 241 o 244.

[claudio54]

Come prima cosa grazie per le vostre cortesi risposte, ora cercherò di rispondere alle vostre giuste domande.
I processori dei due pc sono entrambi da 1,5Ghz e la ram, il portatile ha 1 GB di ram e quello fisso del mio amico ha 256 MB.
Le tensioni misurate sul pin 2 della porta parallela per entrambi i due PC sono di 4,5 Volt p.p. e gli impulsi sono spaziati di circa 40 uS (25 Khz), questi dati sono ovviamente in base di come ho settato le velocità e i passi dei motori.
Oggi pomeriggio mi sono fatto prestare da un'altro mio amico un'altro portatile sempre Dell, questo PC stranamente erogava solo 3 Volt p.p. e cosi ho preso un buffer, il 7407, e l'ho collegato in serie al pin 2 della porta seriale, in quanto per non perdere tempo ho voluto fare la prova solo sull'asse X.
Volutamente non ho messo la resistenza di pull-up, in quanto il positivo al collettore glielo forniva direttamente la scheda di controllo dei motori e così sono riuscito ad alzare il livello dai 3 Volt ai 5 Volt.
Inutile dirvi che non è migliorato assolutamente nulla, in quanto pilotare la scheda con 3 o 5 Volt non è servito a nulla!
Il fatto di potergli far erogare su quel canale anche belli 40 mA, alla fine è stata una cosa inutile perchè il carico della porta parallela sono tutti opto isolatori che comunque non assorbono nulla o quaisi.
Ho il sospetto che le porte parallele di molti portatili siano realizzate in economia, tipo i cavi scart per la televisione, ci sono quelli completi e quelli ridotti.
Per similitudine potrebbero aver fatto una porta parallela che possa gestire una sola banale stampante a differenza di una parallela vera fatta con tutti i vari crismi.
Dimenticavo di dirvi che prima di tutto ciò facevo funzionare la fresa con un'altro portatile della Comaq, poi da quando mi si è rotto ed ho cambiato PC mi sono incominciati i guai!
Per qualsiasi altra vostra domanda rimango sempre, nel mio intersse, a vostra disposizione.
claudio

[yrag]

Non posso che essere d'accordo con la tua esposizione... e con la tua firma.
Giustamente il driver vede come impedenza la pull up il cui valore è enormemnte superiore a quella di un transistor/mos in conduzione e per mantenere i 50 ohm dell' LS241 o i 25 dell' S241 il povero 07 dovrebbe tirare 4/8 volte la sua corrente massima.
Io ho preso il discorso in maniera molto più semplicistica partendo dall'ipotesi, tutta da verificare, che il problema era dovuto più ad una eccessiva caduta di tensione causata dalla alta impedenza della porta che non ad una alterazione delle temporizzazioni e, pertanto, poteva essere aggirato alleggerando il carico alle uscite della porta (ma quanto tira sto driver ?) e da quì l'idea del buffer o dello 07 che certamente non è la migliore soluzione per quanto hai detto e condivido ma, a mio modesto avviso, dovrebbe funzionare.

Nel momento di inviare il messaggio ho letto la risposta di Claudio: tutto da rifare !

[McMax]

Volutamente non ho messo la resistenza di pull-up, in quanto il positivo al collettore glielo forniva direttamente la scheda di controllo dei motori e così sono riuscito ad alzare il livello dai 3 Volt ai 5 Volt.

qui no ho capito. Il 7407 senza pull-up non funziona. Fai uno schema così ci fai capire.

e l'ho collegato in serie al pin 2 della porta seriale

Intendi parallela vero ?

[yrag]

Forse Claudio intendeva dire che il livello alto era già presente sull'ingresso della scheda e quindi la pull up non la ha ritenuta necessaria.
Comincio a pensare che il problema non sia tanto sulla porta del portatile (che comunque sono rognose sia per il valore del livello alto che spesso cade nella banda di incertezza delle TTL che per il basso fan in/out) piuttosto che in qualche optoisolatore del driver - sempre se presenti - un po duro. Nel caso vi sia un aggeggio del genere il problema potrebbe essere opposto nel senso che non è più questione di tirare a zero l'input ma di fornire una corrente sufficiente per "accendere" il led dell'opto. Magari se ci fornisci qualche notizia in più...
Hai provato a scambiare gli assi ? esiste una connessione di massa tra il pc e il driver che non sia quella data dal connettore ?
Max, cosa ne pensi ?

[claudio54]

Mi scuso per aver scritto porta seriale, quando invece intendevo la parallela.
Per McMax volevo confermarti che non ho messo la resistenza di pull-up sull'uscita del 7407, in quanto vi era gia presente un positivo proveniente dalla scheda di controllo dei motori, comunque pur avendo alzato i valori della tensione da 3 Volt pp. a 4,5 Volt, non è accaduto assolutamente nulla e come al solito spesso sento delle impuntature del motore dell'asse X.
Ho fatto la prova solo sul filo che comanda questo asse, in quanto sarebbe stato inutile ripetere le prove su gli altri fili.
Nel caso della mia macchina i fili usati della bus della parallela sono solamente 6 e non 8, ora vi dico come sono collegati:
Il pin 2 della parallela comanda l'asse X.
Il pin 3 della parallela va alto o basso a seconda della direzione del motore.
Il pin 4 della parallela comanda l'asse y.
Il pin 5 della parallela va alto o basso a seconda della dirzione del motore.
Il pin 6 della parallela comanda l'asse Z.
Il pin 7 della parallela va alto o basso a seconda della dirzione del motore.
Poi ovviamente ci sono tanti altri fili che servono per altre funzioni che in questo nostro discorso, per il momento non ci interessano.
Ora volendo fare il punto della situazione, si può affermare che i livelli TTL in pratica ci sono; in quel portatile che dava solo 3Volt, le cose erano comunque identiche a quello che dava i 4,5 Volt, perciò si deduce che il problema non risiede in questa cosa dei livelli.
Poi volevo aggiungere che le uscite della parallela in genere possono erogare una ventina di mA e considerando che quei livelli servono unicamente per pilotore dei foto accoppiatori che non assobono nulla o quasi, credo che il problema non sia li.
Come dicevo nell'altro mio post, non vorrei che la maggior parte delle porte parallele dei PC portatili siano state fatte non complete come quelle dei computer fissi ed a questo riguardo avevo fatto una similitudine con i cavi scart.
Non vorrei che dalla scheda dell'elettronica della fresa gli arrivasse qualche segnale, che una volta entrato nel PC, non venga riconosciuto a causa della porta parallela fatta non completa.
Mi rendo conto che ho detto delle cose non molto tecniche, però mi sto sempre orrovellando per riuscire a capire questa cosa veramente strana.
Del resto sentirmi dire da tutti che per le CNC si debba usare un PC fisso e non un portatile, mi sembra un concetto un po riduttivo da dover accettare così come un atto di fede!
Mi era venuta in mente una mezza idea che sarebbe stata quella di acquistare una scheda parallela da mettere su quei slot laterali dei PC, mi scuso per averli definiti così però non ricordo come si scrive il loro esatto nome in inglese.
Tra l'altro ho visto che il prezzo di questi "affari", varia dai 35 ai 45 euro ed onestamente non so se valga la pena di buttare questi soldi per fare unicamente una prova!
Domani devo passare a prender un'altro PC portatile da un mio amico che me lo regala e spero che almeno questo vada bene.
Prima di concludere il mio post, volevo ricordarvi che il mio primo PC portatile, mi funzionava perfettamente prima che mi si rompesse.
Come ho altre notizie vi farò sapere subito.
Ultima cosa che volevo dire è che se c'è qualcuno di voi qui a Roma, sarebbe bello potersi incontrare e discutere la cosa di persona per poi postare subito tutte le verifiche fatte qui sul forum, per farle leggere a tutti.
Mi sono permesso di aprire questo trend in quanto penso che non solo io mi stia dannando con questo problema dei portatili.
claudio.

[yrag]

Non hai detto se hai provato a cambiare asse. Hai provato a misurare il livello a driver collegato ? il driver vuole una massa o un alto ?
Per i tuoi dubbi sulla porta non completa sarebbe interessante sapere se la scheda è ad anello aperto o no.
Le parallele che tirano una ventina di mA ormai sono un tiepido ricordo...

[claudio54]

Ciao Yrag, la prova l'ho fatta volutamente su un solo asse, perchè mi sono detto che sarebbe stato inutile farlo anche su gli altri due assi, essendo le forme d'onda tutte perfettamente uguali tra loro.
Per il discorso de 20 mA non discuto, però i livelli che "caccia" la porta parallela, sempre secondo me, gli bastano e gli avanzano perchè una volta che misuro 4,5 Volt con il motore in movimento, il criterio di pilotaggio gli arriva e non c'è dubbio!
Sul fatto che mi chiedi se il driver vuole una massa o altro, ti prego di scusarmi, non ho capito la domanda.
Altro concetto a me sconosciuto sono le schede ad anello aperto o chiuso, magari se mi potrai dire qualcosa in merito imparerò una cosa nuova.
Volevo dirvi che ho notato su tutti i miei vari PC che sto provando in questi giorni la seguente cosa:
Settando opportunamente Mach 3 si può far si che con i motori fermi il livello della porta parallela sia basso e poi vada alto, oppure si puo settare in modo che avvenga esattamente il contrario, certo per verificafre queste cose occorre un oscilloscopio.
La conclusione di questa premessa che ho voluto dirvi è che settando in modo che a riposo il livello sia basso e si alzi quando si premono le freccette, fa si che quando il motore è fermo non si sente assolutamente nessun rumore, al contrario quando il motore è fermo si sente un certo ronzio un pò inquietante.
Vorrei sapere se anche voi avete notato questa cosa.
Grazie