CNC1419基板のリミットスイッチ、ホーム入力配線について

em_hara · 2023 年 11 月 5 日午前 6:40

御世話様でございます。初めて投稿させて頂きます。

AliexpressでCNC1419を購入しました。組立し、動作もOKな状態になりました。安全のためにキット外であるリミットスイッチを取り付けたのですが、何故か正常に機能させることができませんでした。回路図さえあればなんと自力で理解できるのですが、それさえも提供されておらず(しかも基板が更新されていました)、困惑しております。
CNC初心者で大変恐縮ですが、本基板を御利用経験ある方おられましたら御助言頂けますと幸いです。
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【CNC基板】
CNC1419
基板の型式不明、赤い基板(3018 pro?)、GRBL0.9

【確認した項目】
1)limit端子の電圧を測定。上から順(1,2,3)に5.0、0.0、5.0[V]であることを確認
2)#21=1に設定(念のため再起動)
3)2がGND端子と予測し、2-1、2-3の間に4.7Kの抵抗を接続し、動作中にON/OFFしたが停止しない
4)$5を0, 1と切り替えてみたが変化なし
【質問事項】
1)本基板の回路図はどこかから入手することは可能でしょうか？
2)X-Limtの各端子機能を御存知の方いらっしゃいますでしょうか？
3)CNCjsなどで、現在接点入力の状態を読み出す方法はありますでしょうか？
4)この基板にはHOME入力がないように見受けられますが正しいでしょうか？(各Limの-を共有できますか？)
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宜しくお願い致します。

morih · 2023 年 11 月 5 日午後 12:51

コントローラの資料ぽいのは
CNC-1419 - B-Wiki だとは思いますがLinit端子の意味は書かれていなかった。
googleで回路等を探してみたけれど見つからなかったが、基板裏面を撮影された物が見つかった
https://middleriver.chagasi.com/electronics/cnc1610/controller1.jpg
のシルクに上から+, -, Sという記載があり、JST-HXコネクターのように見えるので
1:+, 2:GND, 3:Signal となるようです。（ピン番号の読み方は間違って居る可能性があります）
基板上の抵抗値は解像度が低くて読み取れませんが常識的な値で考えると472 (基板のRA5)の
シルクの下にある集合抵抗の表記)と書いてあるように見えるので4.7KΩと考えられます。
（一応基板上にのっているRA5の下にある集合抵抗の表示が472であるのを確認してください）

とりあえず1と3の間に4.7KΩ繋いだ事があるのなら、その状態で4.7KΩの両端の電圧を測ると
2.5V付近になっていると思います。そうなっていれば1-3をショートしてテストして大丈夫だと
思います。1-2間は電源が直接繋がっているのでショートさせないように注意してください。

センサーの状態ですが、CNC-1419 - B-Wiki によると Grbl v1.1 らしいので、
ちょっと調べて見ましたが、コマンドでステータスを表示する機能は無さそうでした。
代わりにリミットスイッチが有効になるとハードリミットが検出されたという表示が
シリアルコンソールに出るそうです。

em_hara · 2023 年 11 月 5 日午後 4:35

御世話様でございます。御教示ありがとうございます。

ブロック引用
コントローラの資料ぽいのは
CNC-1419 - B-Wiki だとは思いますがLinit端子の意味は書かれていなかった。
googleで回路等を探してみたけれど見つからなかったが、基板裏面を撮影された物が見つかった
…
のシルクに上から+, -, Sという記載があり、JST-HXコネクターのように見えるので
1:+, 2:GND, 3:Signal となるようです。（ピン番号の読み方は間違って居る可能性があります）

仰る通り、回路図を探してみましたが見つかりませんでした。Open Source系の基板だと思っていましたので、どこかにあるのかも？と期待しておりましたが…難しそうですね。
ただ基板裏の画像は完全に見落としておりました。御指摘頂いた画像にてG、Sを確認したこと、マイコンでpull-up設定になっているという情報から、2-3ピンをショートすることでリミットスイッチ機能が有効になることを確認致しました。基板裏側は見過ごしておりました。お恥ずかしい限りです。

ただHOME機能がないこと、回路図がないこと、など気持ちが悪いので、折を見てArduinoベースのオープンソース系基板に置き換えを考えてみたいと思います(今は動かすこと優先します)。

有難うございました。

em_hara · 2023 年 11 月 5 日午後 6:25

御世話様でございます。

と、思ったらマイコンが壊れました。どなたかの参考のために記します。
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【顛末】
1)同基板において、リミットスイッチの設置を行った
2)NOでの機能チェックを行い、問題なく機能することを確認した
3)NCでの運用を想定し、XYZ軸の2-3ピンのショートピンを設置した(テストのため)
**この段階で基板はまだ生きていたと思います
4)NCでの運用の為$5=1を書き込んだところ、基板左下の3つのLEDが全点灯した
5)あれ？と思い、リセット、$$コマンドを送信するも応答なし
6)マイコンを触ったところ、過熱状態になっていた
【想定される原因】
1)$5=1は、Limit ONの読込極性をマイコンプログラム内で変えているだけだろうと思い込み、安易に2-3ピン短絡のまま$5=1を書き込んだ
2)ソース、回路図不明のため未確認ですが、恐らく1に設定されるとマイコンIOポートから電流が大きく流れ出し、破損したものと推測されます
～
マニュアルにも記載ない(リミット)、回路図もない、ソースも未開示、開発元も不明…なのは怖いですね。いい勉強になりました。次は、回路図、マニュアル、実績多数のボードを手配します。

morih · 2023 年 11 月 5 日午後 8:34

多分ですがホーミングをしないと動かない状態になっているんじゃないでしょうか。
ただマイコンが熱くなったり通信が出来ないような状態にはならないような気がしますが。
コントローラーボードの回路は私もわかりませんが乗っている部品からすると抵抗でプルアップ
して直接マイコンに繋がっている構成だと思われます。まあ静電気で壊れるような回路構成ですが
ATMELのマイコンはそんなに簡単に壊れ無いと思います。
電源を入れ直す程度でコマンドぐらいは受け入れられるようになると思うのですが。

em_hara · 2023 年 11 月 5 日午後 11:58

御世話様でございます。御回答頂き、感謝致します。

ホーミングしないと動かない状態の時、$$コマンドに対して応答はありますでしょうか？現状では以下の通り、基板は$$コマンドに完全黙秘状態になってしまいました。

またリミットスイッチなど全て取り外しての(NOで動く)、電源の入り切りでは回復しませんでした。当然ですが$5が有効になっていることを考慮し全リミット接続(NC)の状態での入り切りも試しましたが、マイコンからの応答は戻ってきませんでした。
故障する前は、起動すると最初にgrblのバージョンなどを送信してきていたのですが、それが無くなっているので壊れたかな？と疑っております(もしくは$5の影響？)。
**以下にAmazonのサイトに同型の基板が販売されているのですが、CPU故障が報告されていました。

https://www.amazon.co.jp/RATTMMOTOR-赤の三軸コントロール-ポートGBRL-レーザー彫刻機コントロールボード-CNCルータ用制御部品/dp/B08B34D89Z/ref=pd_sbs_sccl_3_2/355-0607090-7067567?pd_rd_w=O1eHX&content-id=amzn1.sym.aa64c985-78b9-4cef-abf1-7068cdb66970&pf_rd_p=aa64c985-78b9-4cef-abf1-7068cdb66970&pf_rd_r=1R9MDA61V4XHPMN3CJG3&pd_rd_wg=SWv3N&pd_rd_r=a4a9a579-9dcb-4484-8f94-5b74bf87723f&pd_rd_i=B08B34D89Z&psc=1

$5=1を設定した後に、このような状況になった事例はないか？、ファームウエアの書換がこの基板で可能か？ネットで検索してみます。

有難うございました。

nyaru · 2023 年 11 月 6 日午前 1:39

こんにちは。
もう該当部分は終わってしまったようですが、何点か補足です。

CNCjsのコンソールなどで?コマンドを投げると基板からステータスリポートを受けることができます。
grbl1.1ではPn:XYZみたいな感じでトリガーされているリミットスイッチが表示されるのですが、おそらくgrbl0.9でも表示されるかと思います。
grbl0.9のwikiではパラメータ$10の16の値がリミットスイッチのフラグだと書いてあるので、もし次リミットの値を確認することがあるようでしたらこの方法で見れるかと思います。

あと、このホーミング前でロックされている状態でもコマンドに対してなんらかのレスポンス（エラーなりアラームなり）はあるはずなので、状況を見るとマイコンが壊れたのかなぁという気がします。
wikiを見ると$5を切り替える時は焼損を防ぐためにプルダウン抵抗をつけろと書いてあるので、ここが原因になっているかもしれません。

$5 - Limit pins invert, bool
By default, the limit pins are held normally-high with the Arduino’s internal pull-up resistor. When a limit pin is low, Grbl interprets this as triggered. For the opposite behavior, just invert the limit pins by typing $5=1. Disable with $5=0. You may need a power cycle to load the change.
NOTE: If you invert your limit pins, you will need an external pull-down resistor wired in to all of the limit pins to prevent overloading the pins with current and frying them.

マイコン内蔵のプルアップが有効→内蔵プルアップが無効になって、ショートしたという感じかもしれないです。

ちなみにgrbl1.1ではソースコードのconfig.hを書き換えることで内部プルアップ抵抗を無効にできるという説明になっておりリミットスイッチのプルアップ抵抗は簡単に無効にならないようなので、過去にこの手の事故が多発していたのかもしれません。

em_hara · 2023 年 11 月 6 日午前 2:11

御世話様でございます。御回答頂きまして有難うございます。

grbl0.9のwikiではパラメータ$10の16の値がリミットスイッチのフラグだと書いてあるので、もし次リミットの値を確認することがあるようでしたらこの方法で見れるかと思います。

見逃しておりました。というよりむしろ、この件をきちんと読んでおりませんでした。$10でセット、?で読出しだったんですね。お恥ずかしい限りです。確認したい…のですが、別基板を手配してからになりそうです。

wikiを見ると$5を切り替える時は焼損を防ぐためにプルダウン抵抗をつけろと書いてあるので、ここが原因になっているかもしれません。
マイコン内蔵のプルアップが有効→内蔵プルアップが無効になって、ショートしたという感じかもしれないです。

こちらも見逃しておりました。マニュアルは良く読め、肝に銘じます。
仰る通りな症状に見受けられました。一応組込を生業にしていることもあり、まさかそんな作りにはしてないよね(IOショートさせる＜基板に制限抵抗入れてない？)…な気がしなくもありませんが…

ちなみにgrbl1.1ではソースコードのconfig.hを書き換えることで内部プルアップ抵抗を無効にできるという説明になっておりリミットスイッチのプルアップ抵抗は簡単に無効にならないようなので、過去にこの手の事故が多発していたのかもしれません。

おとなしく1.1を手配してみたいと思います。貴重な情報、有難うございました。