“`html
Ürün Tanıtımı
Lazer işaretleme endüstrisinde deneyimli bir ortak HALaser Systems, hassas lazer işaretleme sağlayan ve çeşitli endüstri uygulamalarında yaygın olarak kullanılan öncü bir tarayıcı kontrol kartı geliştirmek için Seeed’in BeagleBone® Green donanımını kullanmaktadır.
Ana Bilgiler
Seeed Çözümü: BeagleBone® Green
Sektör: Lazer İşaretleme
Çözüm Sağlayıcı Ortak: HALaser Systems
Pilot Proje: Almanya
Arka Plan
Üretim endüstrisinde, sadece birkaç kişinin bildiği ama günümüz üretim süreci için temel olan gizli bir kahraman var: lazer işaretleme. Bu kısa isim, lazer kaynak, kesim, gravür, temizleme ve hatta 3D baskı gibi tüm endüstriyel lazer uygulamalarını kapsar.
Bu teknoloji, neredeyse tüm üretim süreçlerinde kullanılmaktadır – bazen görünür sonuçlarla (örneğin, gıda paketlerindeki “son kullanma” tarihi veya bir bilgisayar klavyesindeki harfler gibi), çok sık görünmez sonuçlarla (yüzeylerin belirli bir yapıya sahip olması için işlenmesi, malzemelerin daha fazla işleme için kesilmesi, barkodların ve parça numaralarının bileşenlere kazınması gibi) ve şimdi genellikle SLS/SLM 3D lazer yazıcıları gibi tamamen kendi makinelerinde kullanılmaktadır.
Tüm bu farklı işler, aynı temel donanım kurulumu ile yapılmaktadır: bir kontrol PC’si tasarımları ve üretim verilerini sağlar, bir kontrol kartı bağlı lazeri açıp kapatır ve genellikle lazer için bir defleksiyon sistemi olarak hareket eden iki dijital olarak kontrol edilen aynadan oluşan bir tarayıcı kafası ile yönetilir.
Teknik olarak en iddialı kısım, tarayıcı kontrol kartıdır: lazer defleksiyon sistemine (genellikle kompakt bir tarayıcı kafası) her saniye 100000 yeni pozisyon sağlamalı ve lazeri açıp kapatırken bu pozisyonlara mükemmel bir şekilde senkronize bir şekilde lazer gücünü kontrol etmelidir ve en az 10 mikro saniye hassasiyetle çalışmalıdır. Bunun yanı sıra, genellikle USB veya Ethernet üzerinden kontrol PC’si ile iletişim kurması gerekir. Sadece tasarım verilerini almakla kalmayıp, aynı zamanda tarayıcı kafasının mekaniklerinden kaynaklanan bozulmaları ayarlamak için giriş verileriyle karmaşık düzeltmeler yapması gerekir.
“““html
Zorluk
Tüm bunlar karmaşık görünüyor ama özelliklerin tam bir listesi olmaktan çok uzakta. Diğer bazı işlevleri saymak gerekirse: endüstride çok farklı şekillerde erişilmesi gereken ve farklı sinyaller ve zamanlamalar kullanılarak kontrol edilmesi gereken birkaç lazer türü bulunmaktadır. Ayrıca, örneğin bir konveyörün sürekli hareketini takip etmek için işaretleme sırasında tarayıcı başlık pozisyonlarının otomatik olarak ayarlanabilmesi gibi ek gereksinimler vardır (“anlık işaretleme”). Ya da genellikle sadece tarayıcı başlığının değil, aynı zamanda stepper motor eksenlerinin de kontrol edilmesi gereken uygulamalar vardır – yine lazer işaretleme uygulamasıyla mükemmel senkronizasyon içinde. Bunun yanı sıra, genellikle bir dış PLC ile iletişim kurmak da gereklidir; ya Ethernet üzerinden ya da RS232/RS485 seri arayüzü üzerinden ya da basitçe dijital IO’lar ile yapılan bir el sıkışma ile.
Çözüm
Tüm bunlar güçlü bir donanım ve birçok karmaşık arayüz gerektiriyor. Ve burada AM3358 SoC devreye giriyor, ya da daha spesifik olmak gerekirse, bu çipi ana CPU olarak kullanan BeagleBone® Green bu SoC’ye kolay erişim sağlıyor. Teknik olarak, gereken her şeyi sağlıyor: birçok arayüz, farklı türlerde çok sayıda serbest kullanılabilir IO, 1 GHz ana çekirdek saatine sahip güçlü bir SoC ve her biri 200 MHz olan iki ayrı ve bağımsız gerçek zamanlı çekirdek (PRU). Bunun yanı sıra, bir USB arayüzü ve bir Ethernet bağlantısı da bulunmaktadır.
Bu nedenle BeagleBone® Green ve AM3358, yeni, modern bir lazer tarayıcı kontrol kartı geliştirmek için seçildi. Ne yazık ki, bu donanımla yapılan ilk testler pek umut verici olmadı: sistem çok yavaş, tekrarlanabilir zamanlarda tepki vermiyor ve lazer ile tarayıcı başlığı arasındaki senkronizasyon istenen mükemmel şekilde garanti edilmedi.
Dar boğaz oldukça hızlı bir şekilde bulundu: ne BeagleBone® Green ne de AM3358 SoC, kullanılan işletim sistemi idi. Linux – diğer çoğu gibi – gerçek zamanlı bir işletim sistemi değildir ve mevcut yazılım uzantıları bile, yukarıda tanımlanan işlevleri gerçekleştirmek için gereken hassasiyet ve hızı sunmadı.
Bu nedenle çözüm açıktı: kart doğrudan ve arada bir işletim sistemi olmadan programlanmalıydı. AM3358 SoC’nin mükemmel belgeleri ve Texas Instruments tarafından sağlanan ek kaynaklarla, bu daha az ya da daha çok kolay bir şekilde yapılabilirdi. Ve bu doğrudan, bare-metal programlama, el freni çözülmesini sağladı: artık sadece genel hesaplama performansı inanılmaz derecede yüksek değil, aynı zamanda gerçek zamanlı yetenekler de muhteşemdi. Bu yeni çözümle, kontrolörün dış donanım olaylarına 0,5 mikro saniye içinde tepki vermesi garanti edildi – bu inanılmaz derecede hızlı. Bunun yanı sıra, tüm iç hesaplamaların doğruluğunu artırmak da mümkün oldu. Rakiplerin lazer kontrol kartları, bu kadar güçlü donanım kullanmadıkları için genellikle 16 veya 20 bit hesaplamalarla sınırlıyken, HALaser Sistemleri içsel 26 bit ile gidebildi – böylece tarayıcı başlığının bozulmalarını ayarlarken 1024 kat daha iyi bir doğruluk sağlandı!
“““html
Sonuç
Tüm bu çabaların sonucu, yeni nesil yüksek teknolojili lazer tarayıcı kontrol kartları oldu. 3.3V güç seviyelerini dönüştüren farklı elektroniklerle genişletilen BeagleBone® Green, lazer, tarayıcı kafası ve PLC’ler veya stepper motorlar gibi harici cihazlar için kontrol sinyalleri sağlayan birkaç konektörle genişletildiğinde, HALaser Sistemleri karmaşık bir tarayıcı kontrol kartı olan E1803D‘yi piyasaya sürebildi. Kontrol PC’sinde çalışan ve tasarımları kontrolöre sağlayan güçlü bir lazer markalama yazılımı olan BeamConstruct ile bir araya geldiğinde, endüstri standardında, son derece güvenilir bir donanım kurulumu sağlanmaktadır. AM3358’in ve BeagleBone® Green’in tasarımı sayesinde, o kontrolörde çalışan yazılım son derece ince (toplamda 1 MByte’dan daha az bir boyuta sahiptir) ve oldukça kolay bir şekilde yapılandırılabilir, güncellenebilir ve değiştirilebilir (entegre micro-SD kartta sadece birkaç dosyanın değiştirilmesi veya değiştirilmesi gerekiyor, bu nedenle özel iletişim arayüzleri aracılığıyla sinir bozucu bir güncelleme süreci yoktur). Bu donanım çözümü, HALaser Sistemleri’nin lazer markalama endüstrisinde teknoloji liderlerinden biri olma imkanı sağladı.
Bir sonraki adım açıktı ve yine BeagleBone® Green’in tasarımı ve yetenekleri tarafından tetiklendi: E1803D kontrol kartı, tüm hayal edilebilecek cihazlar, lazerler ve donanım türleri için arayüzler ve sinyaller sağlayan hepsi bir arada bir cihazken, “diğer uçtan” gelen bir ürün sunma imkanı vardı: E1702S tarayıcı kontrol kartı yalnızca MOPA-, CO2 ve YAG lazerleri için özelleşmiştir ve yalnızca 2D tarayıcı kafalarıyla iletişim kurabilir. Bir yandan bu hafif bir sınırlama, diğer yandan ise geniş bir lazer markalama uygulamaları yelpazesini ve donanımlarını kapsar.
Bu özel versiyonun büyük avantajı boyutu ve inanılmaz derecede düşük fiyatıdır: yalnızca belirli bir sayıda çıkış sinyali ile sınırlı olduğundan, bu kontrol kartı yalnızca bir BeagleBone Green ve bir cape boyutundadır. Sonuç olarak, tam kartın donanım maliyetleri, endüstriyel ekipman için beklenenden daha düşüktür.
“““html
Bu inanılmaz küçük boyut, tüm donanımı son derece küçük hale getiriyor ve böylece makine üretim şirketlerinin tamamen yeni tür kompakt makineler yaratmalarına olanak tanıyor. E1803D kontrol kartının benzersiz satış noktası, sağladığı sinyallerin ve arayüzlerin geniş ve neredeyse sınırsız yelpazesi ile güçlü donanımıdır; E1702S ise güçlü donanımı ve son derece kompakt boyutu sayesinde tüm sektörde benzersizdir. Son olarak, BeagleBone® Green hakkında daha genel bazı sözler söylemek gerekirse: Yukarıda bahsedilen tarayıcı kontrol kartlarının geliştirilmesi sırasında HALaser Systems tarafından birçok test yapılmıştır. Bu testler, BeagleBone® Green’in endüstri sınıfı donanımında kullanılabilir olduğunu doğrulamakla kalmadı, aynı zamanda diğer karşılaştırılabilir kartların, stabilite ve güvenilirlik açısından genişletilmiş gereksinimlerini karşılayamadıkları için güvenilir ve endüstriyel uygulamalar için kullanılabilir olmadığını da ortaya koydu. Bunun yanı sıra, BeagleBone® Green’in fiyatı son derece rekabetçidir. Artık yeni ürünler aldığınızda, üretim aşamalarından birinde BeagleBone® Green’in yer aldığından emin olabilirsiniz – çünkü bir E1803D veya E1702S tarayıcı kontrolörü kullanan bir lazer makinesi dahil edildi!
BeagleBone® Green Serisi’nin Arka Planı
Seeed Studio BeagleBone® Green Serisi, Seeed Studio ve BeagleBoard.org tarafından ortaklaşa geliştirilen güçlü SBC’lerden oluşan bir seridir. Orijinal BeagleBone® Kartı ile tamamen uyumludurlar ve Grove konektörleri ile entegre edilmiştir, bu da kullanıcıların bu güçlü platformda birçok Grove aksesuarı ile hızlı bir şekilde bir prototip projesine başlamasını sağlar.
BeagleBone® Green
Seeed Studio BeagleBone® Green, BeagleBoard.org ve Seeed Studio arasında ortak bir çabadır ve BeagleBone® Black’ın açık kaynak donanım tasarımına dayanmaktadır.
“““html
Düşük maliyetli bir seçenek olup, BeagleBone® Black‘ın kompakt yapısını, çok sayıda arayüzünü ve genişletilebilirliğini sunarken, Seeed Grove ekosistemi ile çalışan yerleşik Grove konektörleri ile geliştirme ortamını genişletir. Ayrıca, Seeed Studio BeagleBone® Green, BeagleBone® Black kapakları ile tamamen uyumludur.
Ayrıca, 4GB 8-bit eMMC flaş depolama alanında yüklü bir Debian imajı ile birlikte gelir; bu sayede kartı 5V güç kaynağına veya PC’nizin USB portuna bağlayarak kolayca çalıştırabilirsiniz.
BeagleBone® Green Kablosuz
Seeed Studio BeagleBone® Green Kablosuz Geliştirme Kartı, TI AM335x tabanlıdır ve Beagle topluluğunun ilk Wi-Fi + Bluetooth Düşük Enerji (BLE) kartıdır. 2.4 GHz TI WLinkTM8 modülü ile birlikte iki anten sunarak Wi-Fi ve BLE çözümü sağlar.
Ayrıca, AP+STA iletişim modunu destekler, bir MRAA kütüphanesi ile birlikte gelir ve Bluetooth Gelişmiş Ses Dağıtım Profili (A2DP) ile uyumludur. Kart ayrıca, Grove sensörlerinin geniş ailesine bağlanmayı kolaylaştıran iki Grove konektörü ile birlikte gelir.
BeagleBone® Green Geçidi
Seeed Studio BeagleBone® Green Geçidi Geliştirme Kartı, ticari sınıf bir tek kartlı bilgisayardır (SBC). Seeed Studio BeagleBone® Green ve Seeed Studio BeagleBone® Green Kablosuz açık kaynak donanım tasarımına dayanmakta olup, yerleşik Wi-Fi + Bluetooth Düşük Enerji (BLE) + Ethernet özellikleri ile birleştirilmiştir. Ayrıca, farklı işlevler gerçekleştirebilen çeşitli BeagleBone® Cape’leri destekler.
“““html
“`