Open HW/SW Steuerung - Grober HW-Entwurf

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: a_treff</i>
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Platinen sollen die Abmessungen von 80mm x 100mm haben, damit ein Platinendesign mittels Eagle Freeware-Version möglich ist.

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Hi, ich verfolge eure Diskussion über die Steuerung nur beiläufig; aber wieso nehmt ihr nicht Kicad (http://www.kicad-eda.org) anstatt eagle? Das steht auch mehr im Sinne von Open Source, und ihr seid nicht mit der Platinengröße eingeschränkt! Klar ist es noch nicht so verbreitet wie eagle, aber je mehr interessante Projekte damit gemacht werden, desto mehr wird sich auch das erledigen;)

CS
Julian

Da kann ich mich meinem Vorredner nur anschließen.
Mit Eagle habe ich auch mal angefangen. Dann bin ich aber ganz schnell zu KiCad gewechselt. Es gibt für KiCad auch ein Tool zum Konvertieren der Eagle-Bibliotheken. So kann keiner sagen es gäbe keine Bibliotheken. Hinzu kommt, daß man auch mit Kicad den Autorouter unter http://www.freerouting.net nutzen kann (Ok Eagle geht inzwischen auch mit dem). Der taugt meines Erachtens wesentlich mehr als der in Eagle integrierte. Inzwischen bin ich beim Altium Designer angekommen, aber der dürfte für ein Open Source Projekt außer Frage stehen weil zu teuer.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Entscheidend dürfte aber eher sein, wie viele potentielle Entwickler damit Erfahrung haben oder Willens sind, sich einzuarbeiten.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Also bei mir hat es nicht sehr lange gedauert um mich von Eagle auf KiCad einzuschießen (nur ein paar Tage). Die Bedienung ist ähnlich und zudem ist auch das KiCad Wiki eine gute Infoquelle.
Inzwischen ist KiCad erwachsen geworden. Es gab Zeiten, da musste man wirklich aufpassen ob man Werte mit Punkt oder mit Komma als Dezimaltrennzeichen eingegeben hat, aber wie gesagt, das waren Kinderkrankheiten. MAn darf bei KiCad nicht außer acht lassen, daß es auch ein Open Source Projekt ist und da auch eine Commuinity dahinter steht, die ständig weiterentwickelt. Sehr viel Bewegung gibt es auch in der zugehörigen Yahooh gruppe (allerdings nur in Englisch).
Ebenso wie Eagle läuft es auch unter Linux.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Generell ist die Frage nach dem PCB-Programm aber eher nebensächlich, oder?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Nicht unbedingt. Wenn man dann immer hin und her konvertieren muss, nur weil einer Eagle, der andere XYZ und der nächste ABC verwendet, dann birgt das immer Fehlerquellen.

Hi Michael,

das Stapeldesign ist vom Modularierungsgedanken her sehr gut. Allerdings besteht auch die Gefahr, dass man für den Endausbau einen Turm bauen muss.

Wenn ich mir eine "Grundkonfiguration" der Steuerung betrachte:
- DC-DC Wandler (Platine 1)
- CPU-Board (Platine 2)
- RA/Dec Schrittmotorcontroller mit Treiber (Platine 3)

dann kommt man je nach verwendeter Kontaktleiste schnell auf eine Aufbauhöhe von 30-40mm (ohne Berücksichtigung evtl. notwendiger Kühlkörper). Bei mehr als 3 Platinen, braucht man dann schon ein Gehäuse dessen Form evtl. etwas klotzig wirkt.

Man könnte den DC-DC Wandler bereits auf der CPU-Platine mit unterbringen - für verschiedene Anforderungen mit unterschiedlichen Bestückungsoptionen. Platine 3 und 4 könnte man auf ähnliche Weise zusammenfassen: Layout für 4 Schrittmotoren, Bestückung nach Bedarf. Bei den Interface-Platinen sollte das auch möglich sein.
Evtl. macht es auch mehr Sinn die Treiberstufen der Schrittmotoren mit auf Platine 1 unterzubringen, um die Übergangswiderstände der Steckleisten im "Hochstromkreis" zu vermeiden.

So könnte die Anzahl der Platinen im Stapel reduziert werden und auch im maximalen Ausbau das Ganze in einem formschönen Gehäuse untergebracht werden.

VG
Chris

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Man könnte den DC-DC Wandler bereits auf der CPU-Platine mit unterbringen <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Da muss ich doch mal nachfragen, welche Aufgabe der DC-DC Wandler haben soll. Spannungsversorgung der Steuerungelektronik (kein problem) oder als Stepupfür die Motoren. Ich nehme mal an, sowas wie aus 12V &gt;30V für die Motoren zu machen. Bei der Littlefoot wird das ja als V40Booster verkauft. Das geht sicher auch bis zu einer gewissen Stromstärke. Wenn man aber so in den Bereich von 3-4A pro Spule, somit also 8A/Motor (bzw. 16A für RA und DE zusammen) kommt, dann werden die Teile erstens teuer und zweitens auch groß. Ich weiß nicht welchen Strom das Teil der Littlefoot kann, aber ich denke das geht sinnvoll da auch nur bei geringeren Strömen (&lt;2A). Allerdings muss ich zugeben, daß ich mich mit dem Problem noch nicht befasst habe, da wir auf der Sternwarte eh überall schon 24V haben und so das Thema für mein Projekt nicht steht.

Hi Michael,
auch ich denke, dass wir vermeiden sollten, einen Turm zu bauen - obwohl...wenn man den in die Säule steckt, hat man schon kein Gehäuseproblem mehr...Spass beiseite - Gut, dass Du mal mit so einem Blockbild angefangen hast - was mir jetzt noch fehlt, ist eine logische Sicht, die ein wenig mehr über die logische Funktion der Interfaces aussagt - obwohl, die ist ja quasi durch die Festlegung der Chips zwangsläufig...
DS, Holger

Malzeit,

ich glaube nicht das Michael das als Turm gemeint hat!

Manche Module sind so "klein" das kein Turm entstehen wird. Wenn man es geschickt anstellt kann man auf (Platine2) aufbauend die Platine 1 und 5 auf gleicher ebene halten. Da Platine 4 sowieso eine Eigenentwicklung wird kann Platine 3 gleich integriert werden. Encoder als Schnittstelle nicht vergessen.
Ob dann alles bestückt werden muss bzw. Funktionen am Anfang nicht in Betrieb sind ist erst einmal Nebensächlich.

Hallo Michael,
viel Dank für die investierte Zeit & Mühe!

Eine Frage: warum nimmst Ethernet nicht mit auf Platine 2?
Zu einem haben viele Boards das eh schon dabei (oder es läßt sich via SPI problemlos einbinden), zum anderen ersparen sich die Leute das Herumgefrickele mit Terminalprogrammen & Co, wenn es um die Konfiguration bzw. Updates/Uploads geht.
Gruß,

Steffen

Hallo Michael,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
Die Anordnung der Bauteile und Funktionsblöcke kann natürlich eine andere sein.
Man sollte z.B. Platine 2 und 3 tauschen, da zw. 1 und 3 die großen Ströme fließen werden.
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ok, Danke für den Hinweis.
Noch eine Frage ... im 'alten' Thread war die Sprache ja auch auf Servo-Motoren gekommen; wird das vorerst komplett ausgeklammert, oder wird das vielleicht doch - zumindest konzeptionell - berücksichtigt?
Z.B. indem Wandler- und Scrittmotorplatine zusammengelegt werden?
Gruß,

Steffen

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Siehe HW-Pflichtenheft. Der soll die Eingangsspannung (12V) auf die 30V für den Antrieb wandeln und auch ordentlich Leistung bringen (120W), damit auch Schrittmotoren mit 56-Flansch, welche so um die 50W peek benötigen, betrieben werden können.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Sportlich! Da bin ich gespannt wer das auf einer 80x100mm Platine unterbringt (also incl. Kühlkörper)

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Sportlich! Da bin ich gespannt wer das auf einer 80x100mm Platine unterbringt (also incl. Kühlkörper)<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Man muß sehen, welches Design weniger Volumen und den besseren Wirkungsgrad erzielt - da eine galvanische Trennung nicht erforderlich ist, könnte man auch einen Hochsetzsteller verwenden. Nur eine Idee - man muß das halt überschlägig rechnen, was man braucht und wie die Verluste sind. 10W Verlustleistung kommen bei 100W Ausgang schnell zusammen, gerade wenn Eingangs- oder Ausgangsspannung so niedrig sind. Bei der vorgeschlagenen Stapelbauweise muß aber auch auf eine gute EMV geachtet werden. Ansonsten sehe ich keine Probleme darin, einen 100W Wandler auf 80x100mm unterzubringen.

Hallo Michael -

wegen der EMV bereitet mir so ein einfacher Stepup-Schaltregler etwas Bauchschmerzen, besonders, wenn der mit 70 kHz betrieben wird. Nicht zuletzt kann es auch schwierig sein, die angegebene Speicherdrossel zu bekommen. Es gibt einen Schaltungsentwurf mit dem SG 3525 mit Übertrager im Gegentaktbetrieb, der vielleicht etwas größer wird, aber weniger Probleme im Layout macht, auch die Bauteile sind unkritischer.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Magst du den Netzteilpart übernehmen?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Kann ich gerne machen. Bezüglich der Platinen könnte man ja eine Sammelbestellung machen, da jede Platine einzeln richtig Geld kostet, bei Abnahme von 5 Stück das ganze aber schon erträglich ist....

Bevor ich mich dran setze müßte ich aber noch Vorgaben bezüglich Ausgangsparameter wie Ripple, Ausgangsstrom etc bekommen. Soll die Versorgung der Controller-Platinen auch aus der Supply-Platine kommen? Ich denke mal ja...welche Spannungen werdn da benätigt? 5V oder was anderes?

Hallo Michael,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
(==&gt;)all:
Vielleicht stellen die Softwarecracks parallel ein zur Hardware passendes Firmwaregerüst vor?
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magst einfach noch einen Thread dafür starten - analog halt '[...] Grober SW-Entwurf' genannt?!
Was da tatsächlich dann schon [ent|ver]worfen werden kann ... bin keiner der angesprochenen Cracks, würde ganz naiv mal sagen, daß noch etwas konkretere Aussagen zur Hardware notwendig sind (welche CPU, was ist tatsächlich die Minimal-Ausbaustufe der Steuerung).
Nicht unerheblich ist dann auch, was für eine Lizenz wir verwenden wollen - GPL, BSD, Apache, etc.?! - denn davon hängt dann auch ab, welche Bibliotheken zum Einsatz kommen (können).

Zu der von Dir angesprochenen Handbox hätte ich noch was ... macht es Sinn, das mit dem ST-4 Anschluß zu kombinieren?
Soll heißen, sowohl für Handbox als auch den AutoGuider wird intern eine Umsetzung auf LX-200 Steuerbefehle gemacht, also zwei identische Eingänge; ob dafür dann ein eigner Controller gebraucht wird oder die CPU genug Ummmpf hat, um das nebenher auch noch zu machen ist ja erst mal offen.
Gruß,

Steffen

Wieviel Strom ziehen denn SD-Karte, Controller etc?

Wenn das mehr als 0.5 A sind würde ich direkte Schaltregler bevorzugen, sowas wie LM 2575 oder LM 2576. Deren Schaltverhalten ist unkritisch, die Schaltung simpelst, so daß sie direkt auf das Board des DC-DC Wandlers zu integrieren ist, ohne viel Platz zu verbrauchen. Auch sind die Verluste geringer. Würde einen Zwischenschritt sparen...