Arduino CNC ploter (CRTAČA): 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Ćao društvo! Nadam se da ste već uživali u mojoj prethodnoj instrukciji "Kako napraviti vlastitu Arduino platformu za obuku" i da ste spremni za novu, kao i obično, napravio sam ovaj vodič koji će vas voditi korak po korak dok pravite ovu vrstu super zadivljujućih jeftinih elektroničkih projekata koja je "CNC ploter mašina" poznata i kao "CNC crtež" ili samo "Arduino CNC mašina". ^_^

Na internetu sam pronašao mnogo vodiča koji objašnjavaju kako napraviti CNC ploter, ali s nedostatkom informacija bilo je malo teško napraviti takvu mašinu, to je razlog zašto sam odlučio pokrenuti ovu instrukciju gdje ću vam pokazati u pojedinostima kako lako napraviti vlastitu mašinu za crtanje.

Ovaj je projekt toliko zgodan za izradu nakon što ste dobili prilagođenu PCB ploču koju smo naručili od JLCPCB

kako biste poboljšali izgled naše mašine, a u ovom vodiču ima dovoljno dokumenata i kodova koji vam omogućuju jednostavno stvaranje vaše mašine. Ovaj projekt smo napravili za samo 5 dana, samo tri dana da nabavimo sve potrebne dijelove i završimo izradu hardvera i montažu, zatim 2 dana za pripremu koda i početak nekih prilagodbi. Prije početka prvo da vidimo

Šta ćete naučiti iz ovog uputstva:

1. Pravilan odabir hardvera za vaš projekt ovisno o njegovim funkcionalnostima
2. Pripremite shemu spoja za povezivanje svih odabranih komponenti
3. Sastavite sve dijelove projekta (mehanički i elektronički sklop)
4. Skaliranje ravnoteže mašine
5. Počnite manipulirati sistemom

Korak 1: Šta je ploter mašina

Budući da sam ovo uputstvo napravio za početnike, prvo bih trebao detaljno objasniti što je to mašina za crtanje i kako radi!

Kako je definisano u wikipediji, CNC označava računarsku numeričku kontrolu, mašinu koja je računarski kontrolisana struktura koja prima instrukcije preko serijskog porta koji se šalje sa računara i pomera svoje pokretače u zavisnosti od primljenih instrukcija. Većina ovih mašina su mašine zasnovane na koračnim motorima koje uključuju koračne motore u os teme.

Još jedna riječ o spomenutoj "osi", da, svaka CNC mašina ima definirani broj osi koje će kontrolirati računalni program.

U našem slučaju CNC ploter koji smo napravili je dvoosna mašina "detalji na slici 1" koja ima male koračne motore u svojoj osi "stepper na slici 2" ovi steperi će premjestiti aktivnu ladicu i natjerati je da se kreće po dvostrukoj osi planirajte kreiranje crteža pomoću olovke za crtanje. Olovka će se držati i otpuštati pomoću trećeg motora u našoj strukturi koji će biti servo motor.

Korak 2: Koračni motor je glavni pokretač

Koračni motor ili koračni motor ili koračni motor je istosmjerni elektromotor bez četkica koji punu rotaciju dijeli na nekoliko jednakih koraka. Položaj motora tada se može narediti da se pomakne i zadrži u jednom od ovih koraka bez ikakvog senzora položaja za povratnu informaciju (kontroler s otvorenom petljom), sve dok je motor pažljivo prilagođen aplikaciji s obzirom na okretni moment i brzinu. Prvi stih, odakle nabaviti koračne motore za naš projekt, jednostavno, samo uzmite stari DVD čitač poput onog na slici 1 gore, imam dva za 2 dolara, sve što trebate učiniti je rastaviti ga da biste ga izvukli koračni motor i njegova podrška, kako prikazuje sliku 3, trebat će nam dva.

Kada svoje motore nabavite iz DVD čitača, trebali biste ih pripremiti za upotrebu tako što ćete identificirati krajeve zavojnica motora. Svaki koračni motor ima dvije zavojnice, a pomoću multimetra možete identificirati krajeve zavojnice mjerenjem otpora između konektora pinova motora "kao što je prikazano na slici 5", a za svaku zavojnicu treba izmjeriti oko 10 Ohma. Nakon identificiranja zavojnica motora, samo lemite neke žice za upravljanje motorom kroz njih "vidi sliku 6"

Korak 3: Dijagram kola

Srce naše mašine je arduino Nano Dev ploča koja će kontrolirati kretanje svakog aktuatora ovisno o uputama primljenim od računala, da bismo upravljali ovim koračnim motorima potreban nam je upravljač koračnog motora za kontrolu brzine i smjera svakog aktuatora.

U našem slučaju koristit ćemo upravljački program motora L293D H mosta "vidi sliku 3" koji će primati naredbu motora poslanu s arduina preko njegovih ulaza i upravljati koračnim motorima koristeći njegove izlaze.

kako bismo povezali sve potrebne dijelove zajedno s našom Arduino pločom, napravio sam dijagram koji prikazuje sliku 1 gdje trebate slijediti istu vezu za oba koračna motora i servo motor.

Slika 2 detaljno objašnjava shematski dijagram kruga i kako bi to trebale biti veze između Arduina i drugih komponenti, sigurno možete prilagoditi te veze ovisno o vašim potrebama.

Korak 4: Izrada PCB -a (proizvod JLCPCB)

O JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), najveće je poduzeće za prototip PCB-a u Kini i visokotehnološki proizvođač specijaliziran za brze prototipe PCB-a i proizvodnju malih serija PCB-a. S više od 10 godina iskustva u proizvodnji PCB -a, JLCPCB ima više od 200 000 kupaca u zemlji i inozemstvu, s preko 8 000 internetskih narudžbi izrade prototipa PCB -a i male količine proizvodnje PCB -a dnevno. Godišnji proizvodni kapacitet je 200 000 m2. za različite 1-slojne, 2-slojne ili višeslojne PCB-e. JLC je profesionalni proizvođač PCB -a sa velikom opremom, opremom za bušotine, strogim upravljanjem i vrhunskom kvalitetom.

Pričajuća elektronika

Nakon što sam napravio dijagram kruga, pretvorio sam ga u dizajn PCB -a kako bih ga proizveo "vidi sliku 5, 6, 7, 8", kako bih proizveo PCB, odabrao sam JLCPCB najbolje dobavljače PCB -a i najjeftinije dobavljače PCB -a da naruče moje kolo. s njihovom pouzdanom platformom sve što trebam učiniti je nekoliko jednostavnih klikova za postavljanje gerber datoteke i postavljanje nekih parametara poput boje i količine debljine PCB -a, a onda sam platio samo 2 dolara da dobijem svoju PCB nakon samo pet dana. Kao što prikazuje "sliku 1, 2, 3, 4" povezane sheme.

Povezane datoteke za preuzimanje

Ovdje možete preuzeti datoteku Circuit (PDF). Kao što vidite na gornjim slikama, PCB je vrlo dobro proizveden i imam isti dizajn PCB -a koji smo napravili za našu glavnu ploču, a sve naljepnice i logotipi su tu da me vode tokom koraka lemljenja. Ovdje možete preuzeti i Gerber datoteku za ovo kolo u slučaju da želite naručiti isti dizajn kola.

Korak 5: Dizajnirajte podršku za svoju mašinu

Kako bih poboljšao izgled naše mašine, odlučio sam da ova tri dijela dizajniram "vidi sliku 1" koristeći softver Solidworks, ovi dijelovi će nam pomoći pri sastavljanju DVD čitača zajedno, imam DXF datoteke ovih dijelova i uz pomoć mojih prijatelja iz FabLab -a u Tunisu, dizajnirane dijelove proizvodim pomoću CNC laserske mašine za rezanje, a za proizvodnju ovih dijelova koristili smo drveni materijal od 5 mm MDF -a. Još jedan model koji je držač olovke za crtanje, prošao sam kroz proces 3D štampanja. A sve povezane datoteke možete preuzeti sa donjih veza.

Korak 6: Sastojci

Sada pogledajmo potrebne komponente koje su nam potrebne za ovaj projekt, koristim Arduino Nano kao što je gore spomenuto, to će biti srce naše mašine. Projekt također uključuje dva koračna motora sa upravljačkim sklopovima i servo motor. Dolje ćete pronaći neke preporučene amazonske veze za odgovarajuće stavke

Za izradu ovakvih projekata trebat će nam:

• PCB koji smo naručili od JLCPCB
• Arduino nano:
• 2 x upravljački program mosta L293D H:
• 2 x IC utičnice DIP 16 pina:
• 1 x IC utičnica DIP:
• SIL i konektori za zaglavlje vijaka:
• 1 x servo motor SG90:
• 2x DVD čitači:
• 3D štampani delovi
• Laserski izrezani dijelovi
• Neki vijak za montažu
• Olovka koju smo dobili na poklon od JLCPCB -a ili bilo koje druge olovke za crtanje

Korak 7: Elektronsko sklapanje i testiranje

Sada prelazimo na lemni sklop svih elektroničkih komponenti. Kao i obično, na gornjem sloju svile naći ćete naljepnicu svake komponente koja označava njeno postavljanje na ploču, pa ćete na ovaj način biti 100% sigurni da nećete napraviti greške pri lemljenju.

Napravite neke testove

Nakon lemljenja elektroničkih komponenti "vidi sliku 1", zašrafio sam DVD čitač na ploču osi X i učinio sam isto za glavnu ploču, nego sam u njih postavio žice motora kako bih napravio jednostavan test pomoću testa koračnog motora kod "vidi sliku 2". Kao što vidite, steper se dobro kreće i na dobrom smo putu.

/************************************************* ************************************************ ************************************************** ******************** - Autor: BELKHIR Mohamed** - Zanimanje: (elektroinženjer) Vlasnik MEGA DAS -a** - Glavna svrha: Industrijska primjena** - Autorska prava (c) imalac: Sva prava zadržana** - Licenca: BSD licenca iz 2 klauzule** - Datum: 20.04.2017.*********************** ************************************************ ************************************************** ********************************************** / / ** ********************************* BILJEŠKA **************** **********************/ // Redistribucija i upotreba u izvornim i binarnim oblicima, sa ili bez // izmjena, dopušteni su pod uvjetom da su ispunjeni sljedeći uvjeti:

// * Redistribucija izvornog koda mora zadržati gore navedeno upozorenje o autorskim pravima

// lista uslova i sledeće odricanje odgovornosti.

// * Redistribucije u binarnom obliku moraju reproducirati gornju napomenu o autorskim pravima, // ovaj popis uvjeta i sljedeće odricanje odgovornosti u dokumentaciji // i/ili drugim materijalima koji su dostavljeni uz distribuciju.

// OVAJ SOFTVER PRUŽAJU NOSITELJI AUTORSKIH PRAVA I DOPISNICI "KAKVI JESTE"

// I BILO KAKVE IZRIČITE ILI IMPLICIRANE GARANCIJE, UKLJUČUJUĆI, ALI NISU OGRANIČENE, // IMPLICISANE GARANCIJE TRGOVINSTVA I SPOSOBNOSTI ZA POSEBNE SVRHE SE ODRICAJU

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

█░░░█░░░░░░░░░░▄▄░██░█ █░▀▀█▀▀░▄▀░▄▀░░▀▀░▄▄░█ █░░░▀░░░▄▄▄▄▄░░██░▀▀░█ ─▀▄▄▄▄▄▀─────▀▄▄▄▄▄▄▀

*/

#include // Uključi koračni motor Library const int stepPerRotation = 20; // Broj koraka zauzvrat. Standardna vrijednost za CD/DVD // Označite koračni motor X osi Igle Stepper myStepperX (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); void setup () {myStepperX.setSpeed (100); // Brzina koračnog motora myStepperX.step (100); kašnjenje (1000); myStepperX.step (-100); kašnjenje (1000); } void loop () {}

Korak 8: Sklapanje mehaničkih dijelova

Nastavljamo sa sastavljanjem naše strukture pričvršćivanjem drugog koračnog motora na ploču Y osi "vidi sliku 1". Nakon pripreme osi Y imat ćete obje osi spremne za kreiranje plana dvostruke osi o kojem smo govorili o tome u prvom koraku "vidi sliku 2". sve što trebate učiniti je postaviti dvije osi pod 90 ° "vidi sliku 3".

Izrada držača olovke

Držač za olovku pripremamo postavljanjem male sjekire u oprugu za držanje 3D štampanog držača olovke, a zatim privijamo servo motor na njegovo mjesto "vidi sliku 4", držač olovke je spreman pa ga zalijepimo za nosač Y osi pomoću nekog vrućeg ljepila ili na bilo koji drugi način kako bi mogla kliziti po osi Y slijedeći korake koračnog motora "vidi sliku 5", zatim lijepimo našu aktivnu ploču na nosač osi X "vidi sliku 6", i završavamo uvrtanjem žica motora do konektora na ploči. Nakon nekog dogovora, naš mehanički dizajn je spreman za akciju 'vidi sliku 7'.

Korak 9: Dio softvera

Prelazimo na softverski dio, kombinirat ćemo tri softvera kako bismo stroj oživjeli. Napravio sam kratak opis na prvoj slici, dizajn ćemo napraviti pomoću Inkscape softvera koji proizvodi gcode datoteku potrebnu za našu mašinu i za Naravno, da bismo razumjeli gcode upute, stroj bi trebao imati svoj kôd koji ćemo učitati pomoću Arduino IDE softvera, posljednji dio je kako povezati kôd stroja s gcode datotekom, to se radi pomoću softvera za obradu.

Prvi korak je učitavanje skice arduino ploče koju možete preuzeti sa donje veze i ne zaboravite ažurirati pin koračnih motora u skladu sa vašim shcematicom.

Napomena: ako koristite istu shemu kao naša, kôd će raditi dobro i nema potrebe ništa mijenjati u njemu.

Priprema Gcode 'Inkscape'

Zatim prelazimo na Inkscape i prilagođavamo neke parametre 'vidi sliku 1' poput okvira i jedinica papira 'vidi sliku 2', pripremamo naš dizajn i spremamo ga u MakerBat unicon format 'vidi sliku 5, 6', ako je ovaj format nije dostupno na vašoj Inkscape verziji, možete postaviti dodatak koji će ga imati, nakon što kliknete na (spremi) pojavit će se novi prozor za prilagođavanje parametara Gcode datoteke, sve što trebate učiniti je slijediti istu prilagodbu kao i naša i sve će biti u redu samo slijedite 'sliku 7, 8, 9', zatim postavite ove parametre na ovaj način i imate svoju gCode datoteku.

Napomena: Gcode datoteku ne možete spremiti u traženom formatu ako koristite Inkscape verziju veću od verzije 0.48.5

Povezivanje uređaja s Gcode datotekom 'Processing 3'

Prelazeći na softver za obradu, on je pomalo poput Arduino IDE -a 'vidi sliku 10' pa biste trebali otvoriti datoteku 'CNC programa' koju možete preuzeti sa donje veze i jednostavno je pokrenuti 'vidi sliku 11', drugi prozor će se pojaviti, morate pritisnuti potonji p na tastaturi da odaberete COM port uređaja 'vidi sliku 12', a zatim pritisnuti posljednji g da odaberete željenu datoteku gcode, nakon što ga odaberete, stroj će izravno početi crtati.

Korak 10: Test i rezultati

I evo nas vrijeme je za neki test, nakon što sam učitao Gcode datoteku mašina je počela crtati i jako mi se svidjelo LED treperenje koje prikazuje sekvence poslane svakom koračnom motoru.

Dizajni su jako dobro urađeni, a možete vidjeti i momci da je projekt nevjerojatan i jednostavan za napraviti, Ne zaboravite pogledati naš prethodni projekt koji je “kako napraviti vlastitu arduino platformu za obuku”. Pretplatite se na naš YouTube kanal za još sjajnih video zapisa.

I posljednja stvar, pobrinite se da svakodnevno radite elektroniku

Bilo je to BEE MB iz MEGA DAS -a, vidimo se sljedeći put