Controlador de cabeza para SPM

Transcripción

1 O.T.: Controlador de cabeza para SPM Universidad Autónoma de Madrid Servicio General de Apoyo a la Investigación Experimental Sección Electrónica

2 PRESENTACION En primer lugar, permítanos expresarle nuestro agradecimiento por haber confiado en el Servicio General de Apoyo a la Investigación Experimental, SEGAINVEX, de la Universidad Autónoma de Madrid. SEGAINVEX viene diseñando y fabricando, desde hace muchos años, equipamiento especial destinado a la investigación, todo ello en estrecha colaboración con los equipos de investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid. Entre las líneas de productos desarrolladas, hasta ahora, por nuestra sección electrónica destacamos: Equipos de control para microscopios de efecto túnel y de fuerzas. Sistemas de crecimiento automático para monocristales. Fuentes de alimentación de alta tensión, (hasta 7KV y 600W). Fuentes múltiples flotantes con respecto de tierra, para campanas de vacío, cañones, etc. Fuentes de corriente para bobinas superconductoras. Fuentes de corriente programables (desde na). Controladores para goniómetros. Potenciostatos y galvanostatos automáticos. Convertidores corriente-tensión (hasta pa). Controladores de temperatura, electroválvulas, motores c.c., paso-paso y micropaso. Excitadores para cerámicas piezoeléctricas. Etc. Para ver más: DESCRIPCIÓN Este controlador esta permite mover cinco motores con un PC, mediante un puerto USB o de forma manual con un teclado que se suministra. PRECAUCIONES No coloque cerca del aparato objetos que supongan un riesgo de derrame de líquidos sobre el equipo. Este equipo está refrigerado con ventilación natural, por lo que el ambiente de trabajo debe ser de 40 C como máximo. Si cae algún objeto sólido o líquido sobre del aparato, apáguelo, desenchúfelo y haga que sea revisado por personal especializado, antes de utilizarlo nuevamente. La conexión de los motores al controlador ha de hacerse con este apagado. Un cortocircuito en la línea de conexión de los motores supone una avería del controlador Fecha: 20/06/2005 Pág. 2

3 INSTALACION DEL DRIVER USB (WINDOWS XP) En la página web: Si picamos con el botón derecho del ratón sobre Driver USB y seleccionamos la opción Guardar destino como. Podemos bajarnos el driver para instalarlo. Guardamos el fichero disco_driver_usb.zip y lo descomprimimos. Una vez alimentado el sistema se conecta al puerto USB del PC mediante el cable que se suministra. El SO detecta el dispositivo pero no tiene el driver adecuado. Presenta el pop-up de la figura 1. figura 1 Se selecciona la 3ª opción y se pulsa Siguiente. El SO presenta el pop-up de la figura 2. Se selecciona la opción que se ve en la figura y se pulsa Siguiente. En el próximo pop-up (figura 3) seleccionamos las opciones que se ven en la figura y pulsando Examinar direccionamos la carpeta en la que se descomprimió el software del driver que nos bajamos de la web. Y pulsamos continuar. Si aparece el pop-up de la figura 4 pulsamos continuar. Esperamos que el SO termine de copiar los ficheros que necesite y cuando nos informe de que ha terminado de instalar el software para el nuevo hardware encontrado pulsamos Finalizar. Enseguida el sistema presenta el pop-up de la figura 1. Actuamos como antes, seleccionando No por el momento y pulsamos Siguiente. Fecha: 20/06/2005 Pág. 3

4 figura 2 figura 3 Fecha: 20/06/2005 Pág. 4

5 figura 4 figura 5 Fecha: 20/06/2005 Pág. 5

6 figura 6 Aparece el pop-up de la figura 5, seleccionamos la opción que se ve en la figura y pulsamos Siguiente. Aparece el pop-up de la figura 3 y actuamos como antes direccionando la carpeta del driver y pulsamos Siguiente. Aparece el pop-up de la figura 4 y pulsamos continuar. Cuando se termina de instalar el Software el SO nos informa con un pop-up en el que pulsaremos Finalizar. Es posible que el SO reinicie el PC. En este proceso se ha instalado el Software para el puerto USB y un puerto COM virtual. El puerto USB físico se comunica con el sistema mediante este puerto COM virtual. La aplicación software que el usuario escriba para controlar la cabeza del SPM, ha de abrir este puerto COM virtual para mandar y recibir datos a través de el, comunicando así con el control de la cabeza de SPM. El sistema instala el puerto COM dándole un número que no será ni 1 ni 2, ya que estos son los puertos COM físicos que llevan todos los PCs. La aplicación a escribir debe detectar el puerto y abrirlo con los parámetros correctos (ver a continuación). Una vez instalado el software y con el control conectado al USB del PC, podemos ir al administrador de dispositivos del SO (Panel de control, Sistema) y comprobar que el driver está instalado correctamente. En la figura 6 podemos ver en la sección de USB el dispositivo Controlador de cabeza SPM y la sección Puertos (COM & LPT) el Puerto serie virtual USB (COM6). Fecha: 20/06/2005 Pág. 6

7 Además del driver USB, nos podemos bajar de la web antes indicada, una aplicación para probar el sistema. Este Software de prueba se baja como antes se hizo con el software del driver. Se instala y se ejecuta la aplicación. Lo primero es ir al menú COM y seleccionar el COM6 (en este caso particular) y configurar los parámetros como en la figura 7. Al cerrar el pop-up de configuración se abre el puerto. figura 7 Fecha: 20/06/2005 Pág. 7

8 PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN La comunicación con PC está basada en el protocolo SCPI, un estándar de comunicación en equipos de medida sobre GPIB y puertos serie. En el protocolo SCPI se implementan una serie de comandos u ordenes de control utilizando cadenas de caracteres ASCII y estructurando los comandos en árboles de menús y submenús. El puerto serie virtual del PC hay que abrirlo con los siguientes parámetros 1- Bits de datos 8 2- Bits de stop 1 3- Paridad NO 4- Protocolo hardware RTS & CTS 5- Velocidad bps El protocolo SCPI obedece a las siguientes normas: 1- Los comandos SCPI no distinguen entre mayúsculas y minúsculas. 2- Un comando SCPI debe terminar en un carácter separador, retorno de carro (ASCII 13), avance de línea (ASCII 10), dos puntos (:) o punto y coma (;). 3- Cada comando SCPI tiene una sintaxis larga y otra corta, puede usarlas indistintamente aunque a velocidades bajas de comunicación se recomienda la corta. 4- La respuesta enviada por el equipo terminará en un retorno de carro. 5- Si un comando no es reconocido o contiene información errónea el equipo responderá: ERR5 Siendo 5 el código del número de error cometido. 6- Si el comando enviado era la solicitud de un dato como *VER? si el comando es correcto se enviará el dato solicitado. 6- En compiladores como Visual Basic; por defecto, cuando se envía una cadena al puerto serie, automáticamente se incluye un retorno de carro y un avance de línea. Para no tener problemas hay que desactivar esta opción y poner el retorno de carro al final de la cadena que se quiere mandar. Fecha: 20/06/2005 Pág. 8

9 - Lista de comandos para el Control de Cabeza SPM (protocolo SCPI) SINTAXIS DE COMANDO LARGO CORTO DESCRIPCIÓN MENÚ RAIZ *IDN *IDN Lectura del texto de identificación del equipo ERROR ERR Envía los mensajes de error de la pila FIFO de errores. *OPC *OPC Envía un 1 al PC *CLS *CLS Limpia la pila FIFO de errores. MOTORES MOT Acceso al menú de sistema WEB WEB Página web del proyecto MENÚ MOTORES VERSION VER Lectura de la versión del equipo MOVEMOTOR MM Programa un motor ISLIMIT IL Pregunta a un motor si ha alcanzado un límite NUMBERSTEPS NS Solicita el valor del contador de pasos de un motor RESETCOUNT RC Resetea el contador de pasos de un motor RESETSISTEMA RS Inicializa el sistema -Uso de los comandos específicos del sistema MOTORES:VERSION? El sistema devuelve una cadena de caracteres, informando de la versión del sofware del microcontrolador MOVEMOTOR Ejemplo ilustrativos de cómo se programa un movimiento de motor es el siguiente: MOTORES:MOVEMOTOR El comando tiene 4 parámetros tipo int, que son: 1. Número de motor (0=Z1 Z2 Z3, 1=Z1, 2=Z2, 3=Z3, 4=X, 5=Y ). 2. Marcha Paro (1=Marcha, 2=Paro). 3. Velocidad (0=CLK por el BIT1, 2=1000pps, 4=500pps, 8=256pps, 16=125pps, 32=62.5pps,). Los motores Z solo se pueden mover a 500,256,125, y 62,5 ppm. 4. Sentido (0 positivo, 1 negativo). ISLIMIT MOTORES:ISLIMIT 1 El comando tiene 1 parámetros tipo int: Número de motor (1=Z1, 2=Z2, 3=Z3, 4=X, 5=Y ). El sistema devuelve un entero (1 si no ha alcanzado un tope y 0 si lo ha alcanzado). NUMBERSTEPS MOTORES:NUMBERSTEPS 1 El comando tiene 1 parámetros tipo int: Número de motor (1=Z1, 2=Z2, 3=Z3, 4=X, 5=Y ). Fecha: 20/06/2005 Pág. 9

10 El sistema devuelve un float con el valor del contador de pasos. RESETCOUNT MOTORES:RESETCOUNT 1 El comando tiene 1 parámetros tipo int: Número de motor (1=Z1, 2=Z2, 3=Z3, 4=X, 5=Y ). Pone a 0 el contador del motor indicado. - Errores Si al enviar un comando SCPI se produce un error el equipo responderá con la cadena ERR y un código de error asociado. El equipo almacena en una pila los tres últimos errores cometidos. Es posible obtener una descripción de los errores mediante en comando ERR? La lista de errores de es la siguiente: CÓDIGOS DE ERROR DEL EQUIPO Código Descripción 1 Carácter no válido. 2 Comando desconocido. 3 Terminador no válido. 4 Cadena demasiado larga. 5 Parámetro inexistente. 6 Formato de parámetro no válido. 7 Rebasamiento de datos. 8 Número de motor fuera de rango. 9 Variable fuera de rango. 10 Velocidad fuera de rango. Fecha: 20/06/2005 Pág. 10