Externe Studienarbeit / Großer Beleg am Fraunhofer IWS Dresden. Entwicklung eines Kommunikationsmoduls für die Strahlablenkoptik SAO 1.

Transkript

1 Extrn Studinarbit / Großr Blg am Fraunhofr WS Drsdn Entwicklung ins Kommunikationsmoduls für di Strahlablnkoptik SAO 1.06 Christian Hnsl Btrur Fraunhofr WS Drsdn Dr. rr. nat. homas Schwarz Vrantwortlichr Hochschullhrr Prof. Dr.-ng. habil. Rainr G. Spallk Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 1

2 Übrsicht Strahlablnkoptik SAO 1.06 Ralisirungsvariantn KOM-Modul Kommunikation / Bfhlsübrsicht Zusammnfassung / Ausblick Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 2

3 Strahlablnkoptik lasrtronic SAO 1.06 Scannr X Z-Modul Scannr Y Objktiv Wrkstück y z x Qulln: Fraunhofr WS Drsdn Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 3

4 Sturung und Scannr Sri M Qulln: GS Lumonics Analog: Soll- und st-position Digital: Scannr Slct, Scannr Rady, mpraturstatus Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 4

5 Problm st- Soll Wrt < ca. 10m > Barbitungskopf SAO 1.06 j 3 Bit Sturung Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 5 PC Echtzitrchnr Analog /O Digital /O Analog /O Lasrlistung Sturung Digital /O Sturung Z-Modul Z-Modul Sturung MiniSAX 2 Scannr Y Sturung Mini SAX 1 Scannr X < ca. 10m > Sturung Lasr Analog Übrtragung Digital Übrtragung

6 Lösungsansatz Barbitungskopf SAO 1.06 CAN-BUS Kommunikations modul KOM Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 6 PC Echtzitrchnr CARD 12 CAN BUS Sturmodul Sturung MiniSAX 3 Z-Modul Spannungs- Vrsorgung Sturung MiniSAX 2 Scannr Y Sturung MiniSAX 1 Scannr X < max. 25m > Sturung Sturung MiniSAX 4 Scannr A Analog Übrtragung Digital Übrtragung

7 CARD 12 54mm 86 mm Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 7

8 Ralisirungsvariantn Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 8

9 DAC Ralisirungsvariant 1 srill SP MC68 HC12 SP Datn SD SDO DAC 714 Datn SD SDO DAC 714 Datn SD SDO DAC 714 Datn SCL, ChipSlct, Load DAC BB714 infachr 16 Bit DAC mit SP-ntrfac Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 9

10 DAC Ralisirungsvariant 2 paralll POR A POR B Datn HighByt LowByt MC68 HC12 POR G DAC 7644 ChipSlct, Load DAC, A0, A1 BB7644 virfachr 16 Bit DAC Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 10

11 Laufzitvrglich Datnübrtragung Zit in µs DAC 7644 (paralll) DAC 714 (SP) 0 2 Byt 4 Byt 6 Byt 8 Byt Gmssn von ChipSlct bis LoadDAC Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 11

12 KOM-Modul Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 12

13 KOM-Modul CAN Bus CAN µc MC68HC12DG128A CARD12 Datn / Sturung Datn Sturung Sturung Status Status POR B POR A POR G POR H POR AD POR P DAC BB7644 ADC ADS7825 Status-LED Soll- Position st- Position Sturung Status Scannrsystm Analog Übrtragung Digital Übrtragung Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 13

14 Sturmodul / Spannungsvrsorgung 54mm 86 mm Höh mit CARD12 ca. 50mm 26 mm Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 14

15 Btribssystm ADC Wrt in CAN Rgistr lsn Bfhlsingang? 1 Snd ADC? 1 ADC Wrt sndn 0 0 Bfhl abarbitn DAC, ADC, Status Scannrstatus lsn LEDs stzn Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 15

16 Kommunikation / Bfhlsübrsicht Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 16

17 Bfhlsübrsicht Schribn dr DAC Wrt Auslsn dr ADC Wrt Stzn von Statusparamtrn (mpratur,scannr- Rady/Slct) Schribn ds EEPROM (Grät D) Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 17

18 KOM Nachrichtnformat CAN-Nachricht Standard 2.0A D 11Bit Datn 0..64Bit KOM-Nachricht Bfhl 7Bit Adrss 4Bit Datn 0..64Bit Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 18

19 Bfhl ADC_Command KOM Nachrichtnformat 63 Adrss Empfängr Start/Stop (00..04) Antwort ADC_Command_Rturn 64 Adrss Sndr Low/High Byt ADC1..4 Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 19

20 Busauslastung Kommunikationsmodul 2 3a 2 3b CAN-BUS Bfhl 1 Antwort 0 Bfhl 2 Antwort Zit Echtzitrchnr Modular 486/4 mit M-CAN-1 1 Echtzitrchnr startt Bfhl(n), Bus ist blgt 2 Kommunikationsmodul mpfängt Bfhl(n) vollständig, Bus wird fri 3a CAN-Ausgangsrgistr prüfn, ggf. Antwort(n-1) sndn 3b CAN-Ausgangsrgistr prüfn, Antwort(n) sndn ca. 100µs pro Bfhl Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 20

21 Zusammnfassung Schribn 16 Bit DAC 10µs Auslsn 16 Bit ADC 25µs Stzn von Statusparamtrn (mpratur,scannr- Rady, Slct) Schribn ds EEPROM (Grät D) Sturung von Lasrn, Listung, 2+1 Bfhl Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 21

22 Ausblick Algorithmn zur optischn Entzrrung Erhöhung dr Gschwindigkit (HCS12, andr Baulmnt) Kompaktr Bauwis, Erstzn dr CARD12 Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 22

23 Fragn? Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 23

24 Mssung DAC 714 SP Chip Slct SCL Data Load DAC 0 µs 10 µs 20 µs 30 µs 40 µs h: rstllt: gdruckt: Sit 1 Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 24

25 Mssung DAC 7644 paralll Chip Slct Load DAC A1 A0 0 µs 10 µs 20 µs 30 µs 40 µs Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 25

26 Anstigsvrhaltn DAC7644 Chip Slct (glb) Load DAC (blau) DAC Systm 1 (rot) DAC Systm 2 (grün) 0 µs 20 µs 40 µs 60 µs 80 µs DAC7644 Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 26

27 Anstigsvrhaltn DAC7644 Chip Slct (glb) Load DAC (blau) DAC Systm 1 (rot) DAC Systm 2 (grün) 0 µs 20 µs 40 µs 60 µs 80 µs DAC7644 Fraunhofr nstitut Wrkstoff- und Strahltchnik 27