Nooit meer USB problemen!

Moderator: Moderators

Gregorius
Berichten: 9
Lid geworden op: 29 sep 2019 21:36

Nooit meer USB problemen!

Bericht door Gregorius »

Een veel gehoord probleem, ook op dit forum, gaat over gecrashte USB verbindingen tussen PC en CNC controller. Erg vervelend allemaal, als alles weer opnieuw moet worden opgestart en ingesteld, hopend dat het niet opnieuw misgaat...

Veel goedkope CNC controllers gebruiken USB als verbinding met de PC. Terwijl USB daar eigenlijk helemaal niet geschikt voor is. Voor het besturen van machines die zelf over een (zware) voeding beschikken moet bij voorkeur een geisoleerde dataverbinding worden gebruikt, zoals bijvoorbeeld Ethernet. Je hebt dan geen last van verschillen in aardpotentiaal, of van common mode storingen die vaak optreden bij grotere apparaten.

Een goede oplossing is het ombouwen van zo'n CNC controller naar RS422. Aan de PC zijde kan dan een geisoleerde USB/RS422 adapter worden gebruikt. Deze oplossing is nog stabieler dan Ethernet, de kabellengte is nu ook geen enkel probleem meer, en de PC is nu ook goed beschermd tegen wilde experimenten en bijhorende ongelukjes.

Ik heb zelf zo'n CNC controller, met daarop een chinese Arduino Nano clone, met succes gemodificeerd. Aan de RX en TX pinnen van de Nano heb ik een RS422 tranceiver IC gehangen (ADM3491EARZ). De USB/serial chip van dienst, vaak een FT232 of in mijn geval een CH340 derivaat, gewoon laten zitten. Het rx signaal dat hiervandaan komt is zwak (komt via een 1k weerstand) en wordt door de RS422 receiver output overruled. Voor de kabel gebruik ik standaard CAT5: 2 paren voor rx+/rx- resp. tx+/tx- en een derde paar dient als signaal ground.

De USB/RS422 adapter aan de PC zijde moet beslist een geisoleerd type zijn, anders wordt het voordeel teniet gedaan. Ik gebruik zelf hiervoor de USOPTL4 van B&B Electronics, in NL te koop bij Delmation.
bertus1945
Donateur
Berichten: 1102
Lid geworden op: 15 sep 2015 16:39
Locatie: Andijk
Contacteer:

Re: Nooit meer USB problemen!

Bericht door bertus1945 »

Graag UItleg zoals
Link van goeie adapter
Hoe sluit je het aan .
Ik werk met een CNC6040Z dus via USB gaat .
Dus ik heb er wel oren naar zo'n oplossing.
of uit leg over dat ethernet aansluiten is ook wel goed om te weten ,hoe dat moet.
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3056
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: Nooit meer USB problemen!

Bericht door hfjbuis »

Ik zie niet waarom RS422 (RS232 met differentiële ingangen) stabieler zou moeten zijn dan USB die ook gebruik maakt van differentiële ingangen en is voorzien van een "communicatie laag" die fouten kan opvangen. Een RS488 (current loop) is bij mijn ervaring stabieler. Een geïsoleerde ingang, kan wel veel problemen voorkomen.
Mijn persoonlijke voorkeur gaat uit naar Wifi omdat dat een geïsoleerde verbinding is zonder kabel waarmee ik probleemloos al mijn controllers kan benaderen vanaf meerdere werkplekken. Ethernet zou ook kunnen, maar dan moet ik weer kabels leggen wat ik wil vermijden.
Gebruikersavatar
serum
Berichten: 5396
Lid geworden op: 08 mar 2008 20:37
Locatie: Zwolle

Re: Nooit meer USB problemen!

Bericht door serum »

Ik begrijp dat het je gaat om de galvanische scheiding? daar zijn reguliere adapters voor.

Als je van USB naar RS422 gaat en vervolgens weer van RS422 naar USB, dan is je communicatie in de basis nog steeds USB, alleen is de overdracht over lengte via RS422.

WIFI is wel het meest instabiele platform voor stabiele communicatie is mijn ervaring. er zit zoveel rommel op de 2.4 of 5ghz, tenzij je in een hutje op de hei woont kan wifi misschien wel voldoen. Maar draadloos is en blijft instabiel, zo is mijn ervaring althans.
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3056
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: Nooit meer USB problemen!

Bericht door hfjbuis »

Als je van USB naar RS422 gaat en vervolgens weer van RS422 naar USB, dan is je communicatie in de basis nog steeds USB, alleen is de overdracht over lengte via RS422.
Daar heb je helemaal gelijk in.
WIFI is wel het meest instabiele platform voor stabiele communicatie is mijn ervaring. er zit zoveel rommel op de 2.4 of 5ghz, tenzij je in een hutje op de hei woont kan wifi misschien wel voldoen. Maar draadloos is en blijft instabiel, zo is mijn ervaring althans.
Ik woon niet op een hutje in de hei, maar mijn speelkamer is maar 2x4 meter en daar staat (alleen voor de controllers) een Wifi ontvanger waardoor de signaalsterkte voldoende is om "geen" last te hebben van de rest in de wereld. Als ik een bedrijf zou hebben, zou ik absoluut de controllers via een bekabeld ethernet netwerk verbinden.
Gebruikersavatar
DaBit
Donateur
Berichten: 11014
Lid geworden op: 05 dec 2012 13:48
Locatie: Oss

Re: Nooit meer USB problemen!

Bericht door DaBit »

Gregorius schreef: 04 okt 2019 18:45 Een goede oplossing is het ombouwen van zo'n CNC controller naar RS422.
Dan ga je er wel van uit dat de controller werkt met een USB<->UART converter op de print. Dat zal bij AVR Arduino's wel zo zijn, maar die zijn voor velen hier toch een maatje te licht.

De meeste (alle?) via USB gestuurde CNC-controllers zoals bijvoorbeeld Eding gebruiken de USB peripheral van de gebruikte microprocessor. Daar werkt jouw truukje niet.

Kwa Wifi: ik heb een oud accesspointje in de schuur staan, nooit wifi-problemen in het hok. Zowiezo heb je met enigzins fatsoenlijke moderne WiFi-spulletjes geen problemen.
De belangrijkste wet in de wetenschap: 'hoe minder efficient en hoe meer herrie, hoe leuker het is'
Gregorius
Berichten: 9
Lid geworden op: 29 sep 2019 21:36

Re: Nooit meer USB problemen!

Bericht door Gregorius »

Inderdaad @serum het gaat er inderdaad vooral om dat PC en controller galvanisch gescheiden van elkaar zijn, en voor @bertus1954 is een USB/USB isolator waarschijnlijk ook de gemakkelijkste oplossing, hoewel ik dit zelf niet geprobeerd heb.

@hfjbuis, dat de afstand wordt overbrugd met RS422 in plaats van USB maakt wel enig verschil. Met USB kun je enkele meters overbruggen, en met RS422 (op 115200 baud, over cat5) meer dan een kilometer. Current loop staat ook te boek als robuust, maar is minder gemakkelijk met standaaard componenten uit te voeren dan RS422.

Wifi is natuurlijk de ultieme galvanische isolatie, en is vast niet moeilijk uitvoerbaar met zo'n ESP8266 module. Het gebruikte freesprogramma moet dan wel serial over IP ondersteunen. Maar alles wat draadloos is, werkt meestal wel en soms wel eens niet. Gelukkig zit er voor die gevallen (als het goed is) altijd nog zo'n grote rode knop op de freesmachine.

@DaBit ik lees (ook op dit forum) toch veel positieve verhalen over Grbl controllers. Wat mis ik dat ik niet weet?
Gregorius
Berichten: 9
Lid geworden op: 29 sep 2019 21:36

Re: Nooit meer USB problemen!

Bericht door Gregorius »

Hier een plaatje van de modificatie van de chinese Nano naar RS422.
Rechts de RS422 chip op een breakout boardje (een RS422 gedeelte van een ander projekkie afgezaagd).
19246
Gebruikersavatar
Bjornski1976
Berichten: 1127
Lid geworden op: 01 feb 2013 14:10
Locatie: Gorinchem

Re: Nooit meer USB problemen!

Bericht door Bjornski1976 »

Ik vind dit soort oplossing altijd leuk en veel toegevoegde waarde hebben. Wellicht niet toepasbaar voor ieder probleem maar het is een optie.
Kennis en wijsheid zijn relatief, gevormd door perceptie & invloed van anderen, Ik wens je veel wijsheid toe bij het toepassen van je kennis.
Gebruikersavatar
andrefc101
Donateur
Berichten: 3702
Lid geworden op: 26 dec 2007 08:39
Locatie: Bergen op Zoom
Contacteer:

Re: Nooit meer USB problemen!

Bericht door andrefc101 »

Gregorius schreef: 05 okt 2019 00:35 Gelukkig zit er voor die gevallen (als het goed is) altijd nog zo'n grote rode knop op de freesmachine.
Hopen dattie niet over WiFi gaat dan :lol:
Jasper
Berichten: 691
Lid geworden op: 05 jul 2019 09:39
Locatie: Gorinchem X5 Y2
Contacteer:

Re: Nooit meer USB problemen!

Bericht door Jasper »

Nee die is met Klik Aan Klik Uit, dat is 433mhz, daar zijn andere storingen voor,..
Gebruikersavatar
Kars-cnc
Donateur
Berichten: 1750
Lid geworden op: 07 okt 2015 05:33
Locatie: Heerde (Gelderland)

Re: Nooit meer USB problemen!

Bericht door Kars-cnc »

Ik herhaal het nog maar eens, vaak kunnen groundloop en common-mode problemen voorkomen worden door te zorgen voor zeer laagohmige massa verbindingen. In geval van een USB verbinding vanaf de PC; zorg dat de PC dicht bij de controller staat en maak een laagohmige massa verbinding tussen de PC (moederboard massa, niet de randaarde) en de CNC controller massa. Houd deze massa verbinding en de USB kabel dicht bij elkaar om een minimale lus te creëren. Verder is het belangrijk dat de machine zelf qua grounds e.d. ook netjes opgebouwd is zodat de centrale massa plek duidelijk aanwijsbaar is.

Als dat niet helpt is een galvanische scheiding zoals Gregorius beschrijft een mooi ding!
Gebruikersavatar
DaBit
Donateur
Berichten: 11014
Lid geworden op: 05 dec 2012 13:48
Locatie: Oss

Re: Nooit meer USB problemen!

Bericht door DaBit »

Gregorius schreef: 05 okt 2019 00:35 @DaBit ik lees (ook op dit forum) toch veel positieve verhalen over Grbl controllers. Wat mis ik dat ik niet weet?
Hoeveel koopmachines die niet aan de absolute onderkant van de markt zitten ken jij die met GRBL geleverd worden? Zou dat een reden hebben?

In vergelijking met Mach3/4, EdingCNC, UCCNC, LinuxCNC, etc. is GRBL+UGS toch wat aan de lichte kant, de bedrading is niet prettig en de in/uitgangen niet erg robuust. Als je een heel simpel masjientje hebt dat voldoende heeft aan de beperkte steprate en verwerkingssnelheid van GRBL, je zaken zoals radiuscompensatie en cycli kunt missen, tevreden bent met een gamepad als handbediening en enkel en alleen CAM gebruikt, dan kan het voldoen. Maar volgens mij groei je er gauw uit.

Kijk je naar de kosten en volume dan is het ook nauwelijks zinvol imho. Een PC (een echte of iets van een Pi+scherm) om GRBL te voeden heb je toch nodig, en op de bouw van een hele machine vallen de meerkosten van een Mesa-kaartje, een EdingCNC CPU, een Leafboy kaartje, whatever ook wel mee.
De belangrijkste wet in de wetenschap: 'hoe minder efficient en hoe meer herrie, hoe leuker het is'
hfjbuis
Donateur
Berichten: 3056
Lid geworden op: 13 feb 2017 00:26
Locatie: Hoensbroek

Re: Nooit meer USB problemen!

Bericht door hfjbuis »

Opmerkelijke reacties:

Ik heb 2 draaibanken, draai vaak op 0.5 mm afstand van de klauwplaat, gebruik GRBL, Wifi en TB6600 drivers (geen kogelomloop spindels). Mijn klauwplaat(en) is na meer dan 10 jaar gebruik nog altijd onbeschadigd en de noodstop ligt al jaren te wachten op montage. Bij mij werkt het heel betrouwbaar en ik ben zeer tevreden. Om te starten als hobby, of alleen om te zien of je een CNC ombouw kan doen, kan ik het aanbevelen. Voor de prijs van een professionele driver, bouw ik mijn hele draaibank om. En mocht ik ooit wat anders willen, dan zijn de gemaakte (ebay) kosten voor een arduino en 3 TB6600 drivers peanuts.

Bij professioneel gebruik is snelheid en bedrijfszekerheid heel belangrijk. Maar dan wordt er ook geld verdient. Dan zou ook ik kiezen voor een controller met optische in en uitgangen (volledige galvanische scheiding ook voor de aansturing van de spindel motor), servo motoren en de hoogst haalbare snelheid. Maar professioneel gebruik is toch een heel andere wereld.

Ik ben voor iedere toepassing het juiste passende gereedschap. Passend is niet alleen het beste en duurste. Bovendien heeft de persoon achter de knoppen meer invloed op het eindresultaat dan de gebruikte apparatuur.
Plaats reactie