Plotter CNC Arduino (MAȘINĂ DE DESEN): 10 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Bună băieți! Sper că ți-ai plăcut deja „Cum să-ți faci propria platformă de antrenament Arduino” și ești pregătit pentru una nouă, ca de obicei, am făcut acest tutorial pentru a te ghida pas cu pas în timp ce realizezi acest gen de proiecte electronice super uimitoare cu costuri reduse. care este „mașina cu plotter CNC” cunoscută și sub numele de „desen CNC” sau doar „mașină CNC Arduino”. ^ _ ^

Am găsit o mulțime de tutoriale pe web care explică cum să faci un CNC Plotter, dar cu lipsa de informații a fost puțin dificil să faci o astfel de mașină, acesta este motivul pentru care am decis să încep acest instructable unde îți voi arăta în detalii cum să-ți faci cu ușurință propria mașină de desenat.

Acest proiect este atât de la îndemână de realizat special după obținerea PCB-ului personalizat pe care l-am comandat de la JLCPCB

pentru a îmbunătăți aspectul mașinii noastre și, de asemenea, există suficiente documente și coduri în acest ghid pentru a vă permite să creați mașina cu ușurință. Am realizat acest proiect în doar 5 zile, doar trei zile pentru a obține toate piesele necesare și a finaliza fabricarea hardware-ului și asamblarea, apoi 2 zile pentru a pregăti codul și a începe unele ajustări. Înainte de a începe, să vedem mai întâi

Ce veți învăța din acest instructabil:

1. Efectuarea selecției hardware potrivite pentru proiectul dvs. în funcție de funcționalitățile sale
2. Pregătiți schema circuitului pentru a conecta toate componentele alese
3. Asamblați toate părțile proiectului (asamblare mecanică și electronică)
4. Scalarea balanței mașinii
5. Începeți să manipulați sistemul

Pasul 1: Ce este o mașină de plotter

Deoarece am făcut acest lucru instructiv pentru începători, ar trebui să explic mai întâi în detalii ce este mașina de desenat și cum funcționează!

Așa cum este definit în Wikipedia, CNC înseamnă Computer numeric control, o mașină care este o structură controlată de computer care primește instrucțiuni printr-un port serial trimis de la un computer și își mută dispozitivele de acționare în funcție de instrucțiunile primite. Majoritatea acestor mașini sunt mașini bazate pe motor pas cu pas, care includ motoare pas cu pas în axa tematică.

Un alt cuvânt la „axa” menționată, da, fiecare mașină CNC are un număr definit de axe care va fi controlat de programul de calculator.

În cazul nostru, plotterul CNC pe care l-am realizat este o mașină cu dublă axă "detalii în imaginea 1" care are un mic motor cu pas în axa sa "pas cu pas în imaginea 2" aceste trepte vor muta o tavă activă și o vor face să se miște într-o axă dublă planificați să creați designul desenului folosind un stilou de desen. Stiloul va fi ținut și eliberat folosind un al treilea motor în structura noastră, care va fi un servomotor.

Pasul 2: Motorul pas cu pas este actuatorul principal

Un motor pas cu pas sau un motor pas cu pas sau un motor pas cu pas este un motor electric fără perii care împarte o rotație completă într-un număr de trepte egale. Poziția motorului poate fi apoi comandată să se miște și să se mențină la unul dintre acești pași, fără niciun senzor de poziție pentru feedback (un controler cu buclă deschisă), atâta timp cât motorul este dimensionat cu atenție la aplicație în ceea ce privește cuplul și viteza., de unde să obțineți motoarele pas cu pas pentru proiectul nostru, bine, ușor, apucați un cititor de DVD vechi precum cel din imaginea 1 de mai sus, am două pentru 2 dolari, decât tot ce trebuie să faceți este să îl dezasamblați pentru a extrage motorul pas cu pas și suportul său, așa cum arată imaginea 3, vom avea nevoie de două dintre ele.

Odată ce ați obținut motoarele de la cititorul de DVD, ar trebui să le pregătiți pentru utilizare, identificând capetele bobinelor motorului. Fiecare motor pas cu pas are două bobine și folosind un multimetru puteți identifica capetele bobinei măsurând rezistența dintre conectorul pinilor motorului „așa cum se arată în imaginea 5” și pentru fiecare bobină ar trebui să fie măsurat aproximativ 10Ohm. După identificarea bobinelor motorului, lipiți doar câteva fire pentru a controla motorul prin ele "a se vedea imaginea 6"

Pasul 3: Diagrama circuitului

Inima mașinii noastre este o placă arduino Nano Dev care va controla mișcarea fiecărui actuator în funcție de instrucțiunile primite de la computer, pentru a controla aceste motoare pas cu pas avem nevoie de un driver de pas cu pas pentru a controla viteza și direcția fiecărui actuator.

În cazul nostru vom folosi un driver de motor L293D H "vedeți imaginea 3" care va primi comanda motorului trimisă de la arduino prin intrările sale și va controla motoarele pas cu pas folosind ieșirile sale.

pentru a conecta toate piesele necesare împreună cu placa noastră Arduino, am realizat schema de circuite care arată imaginea 1 în care ar trebui să urmați aceeași conexiune atât pentru motoarele pas cu pas, cât și pentru servomotor.

Imaginea 2 explică în detalii printr-o schemă schema circuitului și cum ar trebui să fie legăturile dintre Arduino și celelalte componente, cu siguranță că puteți regla aceste legături în funcție de nevoile dvs.

Pasul 4: Fabricarea PCB-ului (produs de JLCPCB)

Despre JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), este cea mai mare întreprindere de prototipuri PCB din China și un producător de înaltă tehnologie specializat în prototip rapid PCB și producție de PCB cu lot mic. Cu peste 10 ani de experiență în fabricarea PCB, JLCPCB are mai mult de 200 000 de clienți în țară și în străinătate, cu peste 8 000 de comenzi online de prototipuri PCB și producție mică de PCB pe zi. Capacitatea anuală de producție este de 200, 000 mp pentru diverse PCB-uri cu 1 strat, 2 straturi sau multi-strat. JLC este un producător profesionist de PCB-uri cu echipamente la scară largă, bine, management strict și calitate superioară.

Vorbind despre electronică

După realizarea schemei de circuite, l-am transformat într-un design PCB pentru a-l produce "a se vedea poza 5, 6, 7, 8", pentru a produce PCB, am ales JLCPCB cei mai buni furnizori de PCB și cei mai ieftini furnizori de PCB pentru a-mi comanda circuit. cu platforma de încredere, tot ce trebuie să fac este câteva clicuri simple pentru a încărca fișierul gerber și a seta câțiva parametri precum grosimea și culoarea PCB și cantitatea, apoi am plătit doar 2 dolari pentru a obține PCB-ul meu numai după cinci zile. După cum arată „imaginea 1, 2, 3, 4” a schematicului înrudit.

Fișiere de descărcare conexe

Puteți obține fișierul Circuit (PDF) de aici. După cum puteți vedea în imaginile de mai sus, PCB este foarte bine fabricat și am același design PCB pe care l-am realizat pentru placa noastră principală și toate etichetele și siglele sunt acolo pentru a mă ghida în timpul etapelor de lipire. De asemenea, puteți descărca fișierul Gerber pentru acest circuit de aici, în cazul în care doriți să plasați o comandă pentru același design de circuit.

Pasul 5: Proiectați un suport pentru mașina dvs

Pentru a oferi un aspect mai bun mașinii noastre, am decis să proiectez aceste trei părți "a se vedea imaginea 1" folosind software-ul Solidworks, aceste părți ne vor ajuta să asamblăm cititorii de DVD împreună, am fișierele DXF ale acestor părți și cu ajutorul prietenilor mei din FabLab Tunisia Am piesele proiectate cu ajutorul unei mașini de tăiat cu laser CNC, am folosit un material din lemn MDF de 5 mm pentru a produce aceste piese. Încă un alt design, care este suportul pentru stilou, îl am printr-un proces de imprimare 3D. Și puteți descărca toate fișierele aferente din linkurile de mai jos.

Pasul 6: Ingrediente

Acum să analizăm componentele necesare de care avem nevoie pentru acest proiect, folosesc un Arduino Nano așa cum s-a menționat mai sus, acesta va fi inima mașinii noastre. Proiectul include, de asemenea, două motoare pas cu pas cu ele IC-uri de driver și un servomotor. Veți găsi mai jos câteva linkuri recomandate de Amazon pentru articolele corespunzătoare

Pentru a crea acest tip de proiecte vom avea nevoie de:

• PCB-ul pe care l-am comandat de la JLCPCB
• Un nano Arduino:
• 2 x driver de pod L293D H:
• 2 x prize IC DIP 16 pini:
• 1 x soclu IC DIP:
• Conectori SIL și șurub:
• 1 x servomotor SG90:
• 2 x cititoare de DVD:
• Piesele imprimate 3D
• Laserul a tăiat părți
• Unele șuruburi pentru asamblare
• Stiloul pe care l-am primit cadou de la JLCPCB sau orice alt stilou de desen

Pasul 7: Asamblare electronică și testare

Trecem acum la ansamblul de lipit al tuturor componentelor electronice. Ca de obicei, veți găsi pe stratul superior de mătase o etichetă a fiecărei componente care indică amplasarea acesteia pe tablă și astfel veți fi 100% siguri că nu veți face greșeli de lipire.

Faceți câteva teste

După lipirea componentelor electronice „vezi poza 1”, înșurub cititorul DVD pe placa axei X și am făcut același lucru pentru placa principală decât am așezat firele motorului în ele șurub antet pentru a face un test simplu folosind un test motor pas cu pas cod "vezi poza 2". După cum vedeți, stepperul se mișcă bine și suntem pe drumul cel bun.

/ ************************************************** *************************************************** *************************************************** ******************* * - Autor: BELKHIR Mohamed * * - Profesie: (Inginer electric) Proprietar MEGA DAS * * - Scop principal: Aplicație industrială * * - Drepturi de autor (c) titular: Toate drepturile rezervate * * - Licență: Licență BSD cu 2 Clauze * * - Data: 2017-04-20 * * ********************* ************************************************** ************************************************** ********************************************** / / ** ********************************* NOTĂ **************** ********************** / // Redistribuirea și utilizarea în forme sursă și binare, cu sau fără // modificare, sunt permise cu condiția ca următoarele condiții să fie îndeplinite:

// * Redistribuirea codului sursă trebuie să păstreze mențiunea de mai sus, aceasta

// lista condițiilor și următoarea declinare a responsabilității.

// * Redistribuțiile în formă binară trebuie să reproducă notificarea de mai sus privind drepturile de autor, // această listă de condiții și următoarea declinare de responsabilitate în documentația // și / sau alte materiale furnizate împreună cu distribuția.

// ACEST SOFTWARE ESTE FURNIZAT DE DEȚINĂTORII DE COPYRIGHT ȘI DE CONTRIBUTORI „CA ATARE”

// ȘI ORICE GARANȚIE EXPRESĂ SAU IMPLICITĂ, INCLUSIV, DAR FĂRĂ LIMITARE LA, // GARANȚIILE IMPLICITE DE VANZABILITATE ȘI ADEVĂRARE PENTRU UN SCOP PARTICULAR SUNT RIDICATE

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // Include stepper Motor librarie const int stepPerRotation = 20; // Numărul de pași pe rând. Valoare standard pentru CD / DVD // Indicați motorul pas cu pas pe axa X Pinii Stepper myStepperX (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); void setup () {myStepperX.setSpeed (100); // Viteza motorului pas cu pas myStepperX.step (100); întârziere (1000); myStepperX.step (-100); întârziere (1000); } bucla nulă () {}

Pasul 8: Asamblarea pieselor mecanice

Continuăm asamblarea structurii noastre prin înșurubarea celui de-al doilea motor pas cu pas pe axa Y plat "vezi imaginea 1". Odată pregătit axa Y, veți avea ambele axe pregătite pentru a crea planul cu axa dublă despre care am vorbit despre aceasta în primul pas „a se vedea imaginea 2”. tot ce trebuie să faceți este să așezați cele două axe într-un 90 ° "a se vedea imaginea 3".

Realizarea suportului pentru stilou

Pregătim suportul stiloului punând un topor mic într-un arc pentru a ține suportul stiloului tipărit 3D și apoi înșurubăm servomotorul la poziția sa "vezi imaginea 4", suportul stiloul injector este gata, așa că îl lipim de căruciorul Axa Y utilizând un anumit adeziv fierbinte sau orice alt mijloc pentru al face să poată aluneca pe axa Y urmând pașii motorului pas cu pas "vezi imaginea 5", apoi ne lipim plat-ul nostru activ pe căruciorul axei X "vezi imaginea 6", și terminăm cu înșurubarea firelor motoarelor la conectorii de pe placă. După o anumită amenajare, avem proiectul nostru mecanic pregătit pentru acțiune „vezi imaginea 7”.

Pasul 9: Partea software

Trecând la partea software, vom combina trei software-uri pentru a transforma mașina în viață. Am făcut o scurtă descriere în prima imagine, ne vom face designul folosind software-ul Inkscape care produce un fișier gcode necesar pentru mașina noastră și pentru sigur, pentru a înțelege instrucțiunile gcode, aparatul ar trebui să aibă propriul cod pe care îl vom încărca folosind software-ul Arduino IDE, ultima parte este cum să legați codul mașinii la fișierul gcode, acest lucru se realizează prin procesarea software-ului.

Primul pas este încărcarea scketch-ului de pe placa arduino pe care o puteți descărca de pe linkul de mai jos și nu uitați să actualizați pinul motorului pas cu pas în funcție de shcematic.

Notă: dacă utilizați aceeași schemă ca a noastră, codul va funcționa bine și nu este nevoie să schimbați nimic în el.

Pregătirea „Inkscape” Gcode

Apoi trecem la Inkscape și ajustăm câțiva parametri „vezi imaginea 1”, cum ar fi cadrele și unitățile de hârtie „vezi imaginea 2”, ne pregătim designul și îl salvăm în format unicon MakerBat „vezi imaginea 5, 6”, dacă acest format este nu este disponibil în versiunea dvs. Inkscape, puteți plasa un supliment pentru a-l avea, după ce faceți clic pe (salvați) va apărea o fereastră nouă pentru ajustările parametrilor fișierului Gcode, tot ce trebuie să faceți este să urmați aceeași ajustare ca a noastră și totul va fi în regulă, doar urmați „imaginea 7, 8, 9”, apoi setați acești parametri în acest fel și aveți fișierul dvs. gCode.

Notă: nu puteți salva fișierul Gcode în formatul dorit dacă utilizați o versiune Inkscape mai mare decât versiunea 0.48.5

Conectarea aparatului la fișierul Gcode „Procesare 3”

Trecând la software-ul de procesare, seamănă puțin cu ID-ul Arduino „vezi imaginea 10”, deci ar trebui să deschizi fișierul „program CNC” pe care îl poți descărca de pe linkul de mai jos și doar să-l rulezi „vezi imaginea 11”, o a doua fereastră va apărea, trebuie să apăsați ultimul p din tastatura dvs. pentru a selecta portul COM al aparatului „vezi imaginea 12” și apăsați ultimul g pentru a selecta fișierul gcode dorit, după ce îl selectați, aparatul va începe direct să deseneze.

Pasul 10: Test și rezultate

Și iată-ne, este timpul pentru un test, odată încărcat fișierul Gcode, mașina începe să deseneze și mi-a plăcut foarte mult LED-ul care arată secvențele trimise fiecărui motor pas cu pas.

Proiectele sunt foarte bine realizate și puteți vedea băieți, proiectul este uimitor și ușor de realizat, Nu uitați să urmăriți proiectul nostru anterior, care este „cum să vă creați propria platformă de antrenament arduino”. Și abonați-vă la canalul nostru YouTube pentru mai multe videoclipuri minunate.

Un ultim lucru, asigurați-vă că faceți electronice în fiecare zi

A fost BEE MB de la MEGA DAS ne vedem data viitoare