Manual de Usuario — THC-MCH HMI V2

Panel Frontal

El HMI V2 cuenta con:

Display superior — voltaje actual de la antorcha (modo normal)
Display inferior — valor del parámetro seleccionado
Encoder 1 (grande) — ajusta voltaje objetivo (Vsetpoint) en modo normal
Encoder 2 (pequeño) — ajusta IHS en modo normal
Encoder 3 — ajusta StartDelay en modo normal
Botón Auto — presiona encoder 1 para alternar THC Enable
Botón Menú — entra/sale del menú de configuración
Botones UP/DOWN — movimiento manual del THC
Botón IHS — prueba de IHS (baja a material y mide altura)

LEDs del Panel

LED	Significado	Controlado por
COL	Colisión detectada	Telemetría THC (Col:)
TRANS	Transferencia de arco	Parámetro Transfer (8)
AUTO	Control THC habilitado	Parámetro THCEnable (10)
UP	Antorcha subiendo	upVirtual (11) o Up de telemetría
DOWN	Antorcha bajando	downVirtual (12) o Dwn de telemetría
ARC	Arco detectado / ArcTest	startVirtual (13) o voltaje > 50V

Los LEDs se controlan mediante un expansor PCF8574 por I2C (pines A4=SDA, A5=SCL).

Menú de Configuración

Presiona Menú para entrar. Gira el encoder 2 para navegar entre parámetros. Gira el encoder 3 para cambiar el valor. Presiona Menú de nuevo para salir (los cambios se guardan automáticamente a los 5 segundos sin actividad).

Parámetro	Código	Descripción	Rango	Default
P 00	VSP	Voltaje objetivo de corte	50-200V	140
P 01	Sd	Retardo de encendido (ms)	0-5000	5000
P 02	IHS	Distancia de retiro inicial (pasos)	0-19900	2500
P 03	VTHC	Velocidad THC en corte (%)	1-100	50
P 04	VPrb	Velocidad de sondeo (probe)	1-100	90
P 05	VMin	Velocidad mínima THC (%)	1-100	10
P 06	PrbS	Habilitar sensor de contacto	0/1	1
P 07	Arc	Arranque automático de plasma	0/1	1
P 08	trSF	Esperar transferencia de arco	0/1	1
P 09	rtUp	Retornar al inicio al terminar	0/1	1
P 10	ENA	Control automático de altura	0/1	1
▼ Inversiones de Señal (CFG)
P 11	S_IN	START input	0/1	0
P 12	S_OUT	START output (relé plasma)	0/1	0
P 13	RDY	Ready (señal lista)	0/1	0
P 14	DWIN	DOWN input	0/1	0
P 15	UPIN	UP input	0/1	0
P 16	PRB	Probe (sensor de contacto)	0/1	0
P 17	STIN	Step input	0/1	0
P 18	STOUT	Step output	0/1	0
P 19	DRIN	Direction input	0/1	0
P 20	DROUT	Direction output	0/1	0
P 21	PRBE	Probe enable	0/1	0
P 22	LF	Salto de línea en trama RS-485	0/1	0
▼ Presets
P 23	Pr.1	Preset 1	0/1/2	0=nada, 1=CARGAR, 2=GUARDAR
P 24	Pr.2	Preset 2	0/1/2	0=nada, 1=CARGAR, 2=GUARDAR
P 25	Pr.3	Preset 3	0/1/2	0=nada, 1=CARGAR, 2=GUARDAR
P 26	Pr.4	Preset 4	0/1/2	0=nada, 1=CARGAR, 2=GUARDAR
P 27	Pr.5	Preset 5	0/1/2	0=nada, 1=CARGAR, 2=GUARDAR
P 28	FAC	Restaurar valores de fábrica	0/1	0, al ponerlo 1 borra todo y reinicia defaults

💡 Presets: Ajusta parámetros para un material (ej. acero 1/4"). Menú → Pr.1 → gíralo a 2 (GUARDAR). Próxima vez: Pr.1 → gíralo a 1 (CARGAR). Los presets persisten en EEPROM aunque apagues el equipo.

⚠️ Sin Watchdog: El firmware V2 tiene el WDT deshabilitado. Si el display deja de actualizarse, desconecta y reconecta la alimentación.

Protocolo RS-485

HMI → THC (trama de 14 valores)

Enviada cada 100ms. Formato CSV:

<Vsetpoint>,<StartDelay>,<IHS>,<VelTHC>,<VelProb>,<VelMinTHC>,<ProbeSense>,<ArrancaPlasma>,<Transfer>,<ReturnUp>,<THCEnable>,<upVirtual>,<downVirtual>,<startVirtual>

Índice	Nombre	Rango	Descripción
0	Vsetpoint	50-200	Voltaje objetivo de corte
1	StartDelay	0-5000	Retardo de encendido (ms)
2	IHS	0-19900	Distancia de retiro inicial (pasos)
3	VelTHC	μs (mapeado)	Velocidad THC en periodo
4	VelProb	μs (mapeado)	Velocidad Probe en periodo
5	VelMinTHC	μs (mapeado)	Velocidad mínima THC en periodo
6	ProbeSense	0/1	Sensor de contacto habilitado
7	ArrancaPlasma	0/1	Arranque automático de plasma
8	Transfer	0/1	Esperar voltaje de transferencia
9	ReturnUp	0/1	Retornar al inicio al terminar
10	THCEnable	0/1	Control automático de altura
11	upVirtual	0/1	Subir virtual (desde UP button)
12	downVirtual	0/1	Bajar virtual (desde DOWN button)
13	startVirtual	0/1	START virtual / ArcTest / IHSTest

THC → HMI (telemetría)

El THC responde con valores clave:valor separados por coma:

V:127,VsP:120,Sd:5000,IHS:10000,ES:0,Str:0,Po:500,PoI:500,Dwn:0,Up:0,Rdy:1,DwnIn:0,UpIn:0,Prb:0,Col:0

Campos que el HMI procesa:

Clave	Significado	Rango
V:	Voltaje del arco	0-500V
ES:	Estado del THC	0-9
Rdy:	Ready (señal lista)	0/1
Col:	Colisión detectada	0/1
Dwn:	Bajando activo	0/1
Up:	Subiendo activo	0/1
Err:	Código de error	0-99

Si no se recibe telemetría válida en 2 segundos, el display inferior muestra Err.

Guía Rápida de Operación

Modo Normal

Encoder 1 — ajusta voltaje objetivo
Encoder 2 — ajusta IHS
Encoder 3 — ajusta StartDelay
Botón AUTO — activa/desactiva ENA (LED AUTO enciende/apaga)
UP/DOWN — movimiento manual (LEDs correspondientes se iluminan)
IHS — prueba de sensor de contacto

Prueba de IHS

Presiona IHS: el THC baja, toca el material, y sube a la altura IHS. No activa el plasma. Sirve para verificar el sensor de contacto.

Inicio de Secuencia

Verifica que ENA esté en ON
El THC arranca automáticamente al recibir señal START del CNC
Durante el corte el THC regula la altura para mantener VSP
Al terminar, la antorcha retorna a la posición inicial (si rtUp=ON)

Arranque

Al encender, el HMI V2 muestra:

Splash "tHC" / "r 1" durante 2 segundos
Directamente a modo normal — sin diagnosis de reset ni previsualización de parámetros

El mensaje BOOT,reset=0 se envía por serial al arrancar para diagnóstico desde PC.

Herramientas de Prueba

El proyecto incluye utilerías en el directorio build/hmi_v2_rs485/tests/:

virtual_thc.py — simulador THC visual (Tkinter) que se conecta por serial y permite probar el HMI enviando telemetría, viendo la trama de 14 valores, y activando LEDs virtuales
test_leds_displays.ino — prueba individual de LEDs PCF8574 y displays TM1637
test_encoders_buttons.ino — prueba de los 3 encoders y 6 botones con reporte serial

Especificaciones Técnicas

Microcontrolador	ATmega328P (Arduino Nano)
Comunicación	RS-485 half-duplex @ 19200 baud (8N1)
I2C	TWI directo @ 100kHz (A4=SDA, A5=SCL) con timeouts de 5ms
Expansor I/O	PCF8574 (dirección 0x20) — 6 LEDs + 1 botón
Displays	2× TM1637 (4 dígitos 7-segmentos), CLK compartido D6
Encoders	3× rotativos con tabla de cuadratura (ISR PCINT + INT0/INT1)
Botones	5× con debounce por software (30ms) + botón ARC en PCF8574
Alimentación	5V vía USB o conector barrel jack
Memoria programa	~11 KB de 30 KB (36%)
RAM	1152 bytes de 2048 (56%)

Solución de Problemas

Problema	Posible solución
La antorcha no baja al iniciar	Verifica PrbS=1, revisa inversión PRB y PRBE
No se enciende el plasma	Arc=1?, inversión S_OUT? Revisa señal START del CNC
Sube cuando debe bajar	Invierte DROUT
Nunca se activa Ready	Transfer=1?, inversión RDY
Display muestra Err	Pérdida de comunicación RS-485. Revisa cableado y bias resistors
LED no enciende	Revisa resistencia y soldadura. El bus I2C funciona aunque el LED esté fundido
HMI no responde (display congelado)	El WDT está deshabilitado. Desconecta y reconecta alimentación para reiniciar
El botón IHS no hace nada	Verifica comunicación RS-485 (display no muestra Err)
Comunicación RS-485 errática	Agrega resistencias de bias (A > B) y terminación de 120Ω