Fabricação de Painel Industrial Mach3

[eugeniovalenca]

Olá, pessoal, boa noite,

Eu estou iniciando o projeto de fabricação do módulo de controle de uma CNC Router 3000x2000mm, que seria controlada pelo software Mach3 através de um gabinete projetado especificamente para o seu uso (com CPU, monitor e teclado projetados para ele).

Para isso eu projetei inicialmente o gabinete para abrigar os seguintes componentes:

COMPONENTES:
1 monitor Touch de 7 polegadas, que comprei no Aliexpress por R$ 198,00 neste mês (já com frete).
1 Placa mãe ASRock J4005DC-ITX
1 Pente de memória 4GB DDR4
1 Drive SSD 128GB
1 Windows 10 Pro
1 Software Mach3
1 MPG para controle da rotação.
1 botão momentâneo com led verde para ligar a máquina
1 botão momentâneo com led vermelho para desligar a máquina
1 botão de emergência para parar a máquina
1 teclado personalizado
1 Gabinete metálico fabricado por mim, sob-medida para acondicionar os componentes.
1 módulo Arduino, para controlar o teclado personalizado, os contatores, relés e sensores da máquina (temperatura, amperagem, voltagem etc...).

A IDEIA:
Eu penso em ter um painel cativo para a máquina, mas para isso gostaria que ele tivesse a funcionalidade de um painel industrial.

Como um painel industrial custa o olho da cara, eu pensei em construir meu próprio painel usando um pouco do meu limitado conhecimento de eletrônica.

Para isso eu penso em criar uma PCB para confeccionar o teclado (que será o ponto principal do painel), usando o expansor de portas PCF8575, assim, eu usaria apenas 3 portas do Arduino para controlar as 85 teclas do meu teclado personalizado.
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Eu comprei os botões com plástico transparente (Voce nao tem permissao p/ ver este link. Registre-se ou faca Login)

Como eu preferi ter um melhor uso do espaço do console, eu precisei distribuir o teclado em 2 seções, uma ao lado e outra na parte de baixo do monitor LCD.

Na pratica isso significa que eu terei que criar 2 teclados, que teriam que ser fabricados da seguinte forma:
1 – Teclado da parte inferior (abaixo do monitor).
Teria 5 linhas e 11 colunas (total 16 saídas) e com isso usaria apenas 1 CI PCF8575, pois ele possui 16 portas.

2 – Teclado da parte lateral (do lado do monitor).
Teria 5 linhas e 8 colunas (total 13 saídas) e com isso usaria apenas 1 CI PCF8575 também.

Eu prefiro usar o teclado com sinal digital do que o analógico, porque muita gente já relatou que teclados analógicos costumam falhar e como o acionamento de uma maquina CNC tem que ser preciso, não pode haver margem para falhas já documentadas.

Na foto do teclado 4x4 abaixo (Teclado-Analogico-Fundo.jpg) é mostrado que o teclado analógico é controlado pelo VCC de cada tecla pressionada, sem a necessidade de uso do PCF8575, mas abre margem para erro de acionamento de teclas erradas.
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Estou desenvolvendo o desenho da PCB e aguardando da chegada das peças para montagem de uma pequena Router, que usarei para gerar a PCB diretamente e assim que eu fabrica-la posto as fotos.

MINHA DÚVIDA:
Alguém já montou algum teclado usando usando expansor de portas? Qual expansor foi usado?
Alguma sugestão?
Nota: eu já comprei todos os componentes para a montagem.

Obrigado à todos.