Управление сотней Шаговиков. Подскажите направление мысли.

Добрый день!

Есть задача управлять сотней шаговых моторов. (с возможность смасштабировать до 200)
Причем делать это почти одновременно.(ну для глаза человека - а не для секундомера)
(Скорость их поворота не столько важна как то насколько одновременно они будут начинать движение )
Могли бы подсказать направление мысли?

Пока идеи лишь две, Ну 2 с половиной) и возможно неверные.
1. ATmega2560 на ней масса сдвиговых регистров каскадами а к ним подключены драйверы шаговиков. Ну и какой то массив хранящий в себе адреса того или иного мотора.

2.1 - Те же меги десять штук, но на каждой получается по 10 (макс 12 ) шаговиков. И объединить их по какой либо шине... модбас например. Получается такой массивчик 10х10. Они как слейвы и какой либо мастер который опять же знает на каком адресе на шине та или иная плата и тот или иной мотор.

2.2 - Каждый мотор = своя мелкая AVR-ка, все объедено опять же шиной с мастером - по модбасу или по I2C

На модбасе может быть до 247 устройств вроде как, на I2C 127 И там и там хватает в теории но как оно на практике пока не ясно.

А ну хотя есть третий бредовый вариант - на каждый мотор навешать ESP8266 И все объединить по вайфаю. Протокол tcp-ip так что 253 устройства я могу получить - но тут будет проблема l2 уровня - ибо каналов то 15 . все забьется нафиг при 100 одновременно светящихся вайфай устройств...

Да, возможно вы скажете, что есть готовые устройства типа UMAC CPU 256 Axis. Но они стоят десятки тысяч $ ну и сами понимаете - это не наш метод.

 

Задай себе простой вопрос, А почему они стоют десятки тысяч $ если такую же хню можно сотворить на грошовом Ардуино, как тебе кажеца.

 

Ну разумеется я это понимаю и за все надо платить. В данном случае можно платить скоростью и "неодновременностю". Те устройства стоят столько ибо работают достаточно быстро и достаточно одновременно что бы сторонний наблюдатель счел это -"мгновенно" и "полностью одновременно". Нам в данном случае не требуются такие жесткие критерии.

 

Уточните - все шаговики всегда будут сдвигаться на шаг одновременно? И в одну сторону?

 

Нет не обязательно, каждый должен сдвигаться разном направлении в разное время.
Представим что шаговики управляют выдвижением столбиков.
Ну грубо говоря их можно представить как массив 10х10
{ { 0, 0, 0, 0, 0 ... 0 },
{ 0, 0, 0, 0, 0 ... 0},
....
{ 0, 0, 0, 0, 0 ... 0 } };
Где ноль это их текущее нижнее положение столбиков которое определяется при включении путем доворота всех шаговиков в одну сторону до срабатывания концевиков.
Далее массив скажем
{ { 0, 0, 0, 0, 0 ... 0 },
{ 0, 5, 5, 5, 0 ... 0},
....
{ 0, 0, 0, 0, 0 ... 0 } };
Должен заставить 3 движка сделать 5 полных оборотов вправо. Массив как память состояния
если придет скажем
{ { 0, 0, 5, 0, 0 ... 0 },
{ 0, 3, 3, 3, 0 ... 0},
....
{ 0, 0, 0, 0, 0 ... 0 } };
То нужно повернуть на разницу то есть Три штуки на 2 оборота влево и один в первом ряду на 5 оборотов вправо... и так далее.

 

Ну тут скажем так - если придумается способ достаточно изящно реализовать это на практике то вопрос будет практическим.
Если же такого способа за вменяемые деньги не существует - то возможно останется теоретическим.
По возможности верните тему в моторы и сервоприводы, ибо это не флуд как таковой а вполне актуальный вопрос.

 

I2c медленная шина (200-400 кГц), spi может быть быстрее (1-50 МГц), чем выше скорость тем сложнее разводка.
Есть параллельный интерфейс - он может дергаться с тактовой частотой мк.Причем при одинаковых тактовых частотах интерфейсов и протоколу параллельный будет выигрывать по скорости, т.к. параллельному для передачи 8 бит, можно дернуть 1 раз 8-ю ногами, а spi/i2c надо дергать 8 раз ногами.
Я бы начал реализацию гибрида - сеть камушков, которые управляются мастером, а каждый камушек управляет набором моторов - меняя кол-во камушков и кол-во моторов на камушке можно найти какой-то баланс в скорости выполнения

 

вот примерно десяток тыщ долларов и выйдет.

 

Спасибо Daniil . Разумный подход! Наверное буде двигаться в этом направлении.
DetSimen ну уж не долларов. десятки тыщ рублей возможно..

 

Toutlemond, что-то подобное пытаетесь сделать?
http://posterspb.ru/articles/nauka/view/101-kineticheskaya-installyatsiya-bmw
Обсуждали уже, человек даже проект пытался заказать.
В принципе, ничего экстра сложного. На каждую строчку по своей ардуино Мега со своей программой. управляющей 10-15 моторами.
Синхронизация по любой шине - да можно даже просто синхроимпульс
Только все равно на круг дорого выходит.
От полумиллиона рублей...

 

Добрый день!
b707 - да в целом что-то именно такое. Не так масштабно, лишь 10 на 10. Посему не 700 моторов а лишь 100. Но в целом вы правы. Если как в бмв то выходит не меньше 400 000 при моих текущих подсчетах . Только на детали - без учета разработки, что тоже существенно, разумеется. Так ,что да, от полмиллиона - это верно сказано.

 

Цепляй на каждый шаговик по одному МК, связь между ними или RS-485, или CAN, или ещё что - это как соль по вкусу.

 

parovoZZ Пока мне больше по вкусу идея b707 -

Кажется оптимальный вариант и связь по spi как сказал Daniil
Пока делаю в этом направлении на примере 4х моторчиков. Отлажу и можно попробовать смасштабировать.

 

Как сказал тов. Сталин, количество уже само по себе есть качество. Это в ответ на утверждение тов. Гегеля.
В общем, отладка на 4 моторчиках не приблизит масштаб в 100 ни на шаг. Только если к 8 или 10.

 

Пару раз переписать код, и переделать схему, и переосмыслить идею, увеличивая кол-во моторчиков от 1 до 4, от 4 до 10 ... до 100 и будет норм)

 

SPI внутрисхемный интерфейс, все должно быть рядышком. А вообще, идея "много контроллеров" верная. Не обязательно каждому ШД свой, но штук по нескольку можно. Плюс драйвера, без них контроллерам будет трудно.

 

Думаю, скорее такое: https://tjournal.ru/flood/55536-digital-out-of-analog

 

есть чипы ws2811, на каждый драйвер шаговика по чипу, например, пин 2811 red будет dir, pin 2811 blue будет step, пин 2811 green будет enable. 800 kHz на частота обновления будет примерно 10 к/число моторов. А все ws2811 cвязаны последовательно, так что никакой паутины - все строгу цугом. Подобную систему делал для судомоделистов, но не 1000, а примерно 50 исполнительных устройст, от лампочек до лебедок, и все управлялись выходами ws2811.

 

Einfach genial-genial einfach
просто гениально-гениальное просто