Arduino CNC Plotter (Çəkmə Maşını): 10 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Hey, uşaqlar! Ümid edirəm ki, əvvəlki "Öz Arduino təlim platformanızı necə hazırlayacaqsınız" təlimatından zövq aldınız və yenisinə hazırsınız, həmişəki kimi bu cür super inanılmaz ucuz elektron layihələr hazırlayarkən sizə addım -addım rəhbərlik etmək üçün bu təlimatı hazırladım. "CNC rəsm" və ya sadəcə "Arduino CNC maşını" olaraq da bilinən "CNC plotter maşın" dır. ^_^

İnternetdə bir CNC Plotter hazırlamağı izah edən bir çox dərs tapdım, amma məlumat olmaması səbəbindən belə bir maşın hazırlamaq bir az çətin idi, bu səbəbdən bu təlimatçını sizə göstərəcəyim yerdə başlamağa qərar verdim. öz rəsm maşınınızı necə asanlıqla düzəltmək barədə ətraflı məlumat.

Bu layihə, JLCPCB -dən sifariş verdiyimiz xüsusi PCB aldıqdan sonra xüsusi olaraq hazırlamaq üçün çox əlverişlidir

maşınımızın görünüşünü yaxşılaşdırmaq üçün və bu təlimatda maşınınızı asanlıqla yaratmağınıza imkan verən kifayət qədər sənədlər və kodlar var. Bu layihəni cəmi 5 gündə etdik, lazım olan bütün hissələri əldə etmək və aparat hazırlamağı və montajı başa çatdırmaq üçün cəmi 3 gün, sonra kodu hazırlamaq və bəzi düzəlişlərə başlamaq üçün 2 gün. Başlamadan əvvəl əvvəlcə baxaq

Bu təlimatdan nə öyrənəcəksiniz:

1. Layihənizin funksionallığından asılı olaraq düzgün aparat seçimi
2. Bütün seçilmiş komponentləri birləşdirmək üçün dövrə diaqramını hazırlayın
3. Layihənin bütün hissələrini yığın (mexaniki və elektron montaj)
4. Maşın balansının miqyası
5. Sistemi manipulyasiya etməyə başlayın

Addım 1: Plotter Maşın nədir?

Bunu yeni başlayanlar üçün öyrədici etdiyim üçün əvvəlcə rəsm maşınının nə olduğunu və necə işlədiyini ətraflı izah etməliyəm!

Vikipediyada müəyyən edildiyi kimi, CNC, kompüterdən göndərilən bir seriya portu vasitəsilə təlimatları qəbul edən və alınan təlimatlardan asılı olaraq aktuatorlarını hərəkət etdirən, kompüter tərəfindən idarə olunan bir quruluş olan bir kompüter sayısal idarəetmə deməkdir. Bu maşınların çoxu, mövzu oxunda pilləli mühərrikləri özündə birləşdirən step motor əsaslı maşınlardır.

Qeyd olunan "ox" a başqa bir söz, bəli, hər bir CNC maşınında kompüter proqramı tərəfindən idarə ediləcək müəyyən sayda ox var.

Bizim vəziyyətimizdə hazırladığımız CNC planteri, eksenində kiçik bir pilləli mühərrikləri olan "şəkil 2 -də addım" olan bir cüt oxlu maşın "şəkil 1 -də" bu addımlar aktiv bir tepsini hərəkət etdirəcək və onu cüt oxda hərəkət etdirəcəkdir. bir qələm istifadə edərək rəsm dizaynını yaratmağı planlaşdırın. Qələm, servo motor olacaq quruluşumuzdakı üçüncü bir mühərrikdən istifadə edilərək buraxılacaq.

Addım 2: Əsas Aktuator Step Motordur

Bir pilləli mühərrik və ya pilləli mühərrik və ya pilləli motor tam fırlanmanı bir neçə bərabər pilləyə bölən fırçasız DC elektrik motorudur. Mühərrikin fırlanma anı və sürəti baxımından tətbiq ölçüsünə diqqətlə uyğunlaşdırıldığı müddətcə, motorun mövqeyinə geribildirim üçün heç bir mövqe sensoru (açıq döngə nəzarətçisi) olmadan bu addımlardan birində hərəkət etmək və tutmaq əmri verilə bilər., Layihəmiz üçün step motorlarını haradan əldə etmək olar, çox asandır, yuxarıdakı şəkildəki kimi köhnə bir DVD oxuyucunu götürün, 2 dollara iki ədəd aldım, nə etmək lazımdırsa, çıxarmaq üçün sökmək kifayətdir. step motoru və dəstəyi, şəkil 3 -də göstərildiyi kimi, bunlardan ikisinə ehtiyacımız olacaq.

Mühərriklərinizi DVD oxuyucusundan aldıqdan sonra, motor qıvrımlarının uclarını təyin edərək onları işə hazırlamalısınız. Hər bir step motorunun iki bobini var və bir multimetrdən istifadə edərək "5 -ci şəkildəki kimi" motor pinləri konnektoru arasındakı müqaviməti ölçərək bobin uclarını təyin edə bilərsiniz və hər bir bobin üçün təxminən 10 Ohm ölçülməlidir. Motor bobinlərini təyin etdikdən sonra, motoru idarə etmək üçün bəzi telləri lehimləyin "şəkilə baxın 6"

Addım 3: Dövrə Diaqramı

Maşınınızın ürəyi, kompüterdən alınan təlimatdan asılı olaraq hər bir aktuatorun hərəkətini idarə edəcək bir arduino Nano Dev lövhəsidir, bu pilləli mühərrikləri idarə etmək üçün hər bir aktuatorun sürətini və istiqamətini idarə etmək üçün bir step motor sürücüsünə ehtiyacımız var..

Bizim vəziyyətimizdə, arduinodan girişləri vasitəsi ilə göndərilən motor əmrini alacaq və çıxışlarını istifadə edərək step motorlarını idarə edəcək "şəkil 3 -ə baxın" L293D H körpü motor sürücüsündən istifadə edəcəyik.

Lazım olan bütün hissələri Arduino lövhəmizlə birləşdirmək üçün həm step motorları, həm də servo mühərriklər üçün eyni əlaqəni izləməli olduğunuz şəkil 1 -ni göstərən dövrə diaqramını hazırladım.

Şəkil 2, sxem diaqramı və Arduino ilə digər komponentlər arasındakı əlaqələrin necə olması lazım olduğunu sxematik şəkildə izah edir.

Addım 4: PCB istehsalı (JLCPCB tərəfindən istehsal olunur)

JLCPCB haqqında

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), Çinin ən böyük PCB prototip müəssisəsidir və sürətli PCB prototipi və kiçik partiyalı PCB istehsalında ixtisaslaşmış yüksək texnologiyalı bir istehsalçıdır. PCB istehsalında 10 ildən çox təcrübəsi olan JLCPCB, gündə 8000 -dən çox PCB prototipinin online sifarişi və az miqdarda PCB istehsalı ilə evdə və xaricdə 200.000 -dən çox müştəriyə malikdir. İllik istehsal gücü 200.000 kv.m. müxtəlif 1 qatlı, 2 qatlı və ya çox qatlı PCB-lər üçün. JLC, geniş miqyaslı, yaxşı avadanlıqlar, ciddi idarəetmə və üstün keyfiyyətə malik peşəkar bir PCB istehsalçısıdır.

Danışan elektronika

Elektrik sxemini hazırladıqdan sonra onu istehsal etmək üçün "Şəkil 5, 6, 7, 8 -ə baxın" istehsal etmək üçün PCB dizaynına çevirdim, PCB istehsal etmək üçün ən yaxşı PCB təchizatçılarını və ən ucuz PCB təminatçılarını seçdim. dövrə Onlarla etibarlı platforma etməyim lazım olan şey, gerber faylını yükləmək və PCB qalınlığının rəngi və miqdarı kimi bəzi parametrləri təyin etmək üçün bir neçə klikdir, sonra PCB -ni yalnız beş gündən sonra əldə etmək üçün cəmi 2 Dollar ödədim. Əlaqədar sxematikanın "şəkil 1, 2, 3, 4 "ünü göstərdiyi kimi.

Əlaqəli yükləmə faylları

Circuit (PDF) faylını buradan əldə edə bilərsiniz. Yuxarıdakı şəkillərdə gördüyünüz kimi, PCB çox yaxşı istehsal olunmuşdur və ana lövhəmiz üçün hazırladığımız eyni PCB dizaynına sahibəm və lehimləmə mərhələlərində mənə yol göstərmək üçün bütün etiketlər və loqotiplər var. Eyni sxem dizaynı üçün sifariş vermək istəsəniz, bu dövrənin Gerber faylını buradan da yükləyə bilərsiniz.

Addım 5: Maşınınıza dəstək yaradın

Maşınınıza daha yaxşı bir görünüş gətirmək üçün Solidworks proqramından istifadə edərək bu üç hissəni "şəkil 1 -ə baxın" dizayn etmək qərarına gəldim, bu hissələr DVD oxucularını bir araya gətirməyimizə kömək edəcək, bu hissələrin DXF sənədləri var. FabLab Tunisdəki dostlarımın köməyi ilə CNC lazer kəsmə maşını istifadə edərək dizayn edilmiş hissələr istehsal edirəm, bu hissələri istehsal etmək üçün 5 mm MDF ağac materialından istifadə etdik. Qələm tutan başqa bir dizayn, 3D çap prosesindən keçdim. Və bütün əlaqəli faylları aşağıdakı linklərdən yükləyə bilərsiniz.

Addım 6: Tərkibi

İndi bu layihə üçün lazım olan komponentləri nəzərdən keçirək, yuxarıda qeyd edildiyi kimi bir Arduino Nano istifadə edirəm, bu, maşınınızın ürəyi olacaq. Layihə, eyni zamanda sürücüləri IC və bir servo mühərriki olan iki pilləli mühərrikdən ibarətdir. Uyğun maddələr üçün aşağıda tövsiyə olunan Amazon bağlantılarını tapa bilərsiniz

Bu cür layihələr yaratmaq üçün bizə lazım olacaq:

• JLCPCB -dən sifariş etdiyimiz PCB
• Bir Arduino nanosu:
• 2 x L293D H körpü sürücüsü:
• 2 x IC yuva DIP 16 pin:
• 1 x IC yuva DIP:
• SIL və Vida başlığı bağlayıcıları:
• 1 x servo motor SG90:
• 2 x DVD oxuyucusu:
• 3D çaplı hissələr
• Lazerlə kəsilmiş hissələr
• Quraşdırma üçün bir az vida
• JLCPCB -dən hədiyyə etdiyimiz qələm və ya hər hansı digər rəsm qələmi

Addım 7: Elektron Quraşdırma və Test

İndi bütün elektron komponentlərin lehimləmə qurğusuna keçirik. Həmişə olduğu kimi üst ipək qatında hər bir komponentin lövhədə yerləşdirilməsini göstərən bir etiket tapacaqsınız və beləliklə heç bir lehimləmə səhvi etməyəcəyinizə 100% əmin olacaqsınız.

Bəzi testlər edin

"Şəkil 1 -ə baxın" elektron komponentlərini lehimlədikdən sonra, DVD oxuyucusunu X oxu boşqabına vidaladım və bir step motor testi istifadə edərək sadə bir sınaq etmək üçün motor tellərini vidalı başlığa yerləşdirdiyimdən daha çox ana lövhədə etdim. "şəkil 2 -yə baxın" kodu. Gördüyünüz kimi, stepper yaxşı hərəkət edir və biz doğru yoldayıq.

/*********************************************** ************************************************ ************************************************ ******************** - Müəllif: BELKHIR Mohamed** - Peşə: (Elektrik mühəndisi) MEGA DAS sahibi** - Əsas məqsəd: Sənaye Tətbiqi** - Müəlliflik hüququ (c) sahibi: Bütün hüquqlar qorunur** - Lisenziya: BSD 2 -bəndli Lisenziya** - Tarix: 2017-04-20*********************** ************************************************ ************************************************ ******************************************** / / ** ********************************* QEYD **************** **********************/ // Aşağıdakı şərtlər yerinə yetirildiyi təqdirdə // dəyişdirilməklə və ya dəyişdirilmədən // mənbə və ikili formalarda yenidən paylanmağa və istifadəyə icazə verilir.:

// * Mənbə kodunun yenidən bölüşdürülməsi yuxarıdakı müəllif hüquqları bildirişini saxlamalıdır

// şərtlərin siyahısı və aşağıdakı imtina.

// * İkili formada yenidən paylanmalar yuxarıdakı müəllif hüquqları bildirişini təkrarlamalıdır, // bu şərtlər siyahısı və sənədlərdə // və/və ya paylama ilə təmin edilən digər materiallarda aşağıdakı imtina.

// BU YAZILIM MÜALİFƏ HÜQUQU SAHİBLƏRİ VƏ TƏMİNATÇILARI "OLDUĞU kimi" TƏMİN EDİLİR

// VƏ İSTİFADƏ EDİLƏN ZƏMANƏTLƏR DAHİLDİR, SINIRLANMADIĞINDA, // TƏCİLİ MƏQSƏDƏ TƏCİLATÇILIQ VƏ UYĞUNLUQ ZƏMANƏTLƏRİ Rədd edilir.

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // Step daxil edin Motor kitabxanası const int stepPerRotation = 20; // Növbə ilə addımların sayı. CD/DVD üçün standart dəyər // X oxu step motorunu göstərin Pins Stepper myStepperX (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); boş quraşdırma () {myStepperX.setSpeed (100); // Stepper motor sürəti myStepperX.step (100); gecikmə (1000); myStepperX.step (-100); gecikmə (1000); } boşluq döngəsi () {}

Addım 8: Mexaniki hissələrin montajı

İkinci pilləli mühərriki Y eksenli lövhəyə vidalayaraq quruluşumuzun montajına davam edirik "bax şəkil 1". Y oxunu hazırladıqdan sonra, hər iki oxun ilk addımda "şəkil 2 -yə bax" dediyimiz cüt ox planını hazırlamağa hazır olacaqsınız. etməli olduğunuz şey, iki oxu 90 ° "şəkil 3 -ə baxın" yerləşdirməkdir.

Qələm tutucusunun hazırlanması

3D çaplı qələm tutacaqdan tutmaq üçün kiçik bir balta yerləşdirərək qələm tutucusunu hazırlayırıq və sonra servo motoru "şəkil 4 -ə baxın" yerinə yerləşdiririk, qələm tutacağı hazırdır, buna görə də onu arabaya yapışdırırıq. Y oxu, "5 -ci şəklə baxın" addımlı motor addımlarını izlədikdən sonra Y oxunda sürüşməyi təmin etmək üçün bir az isti yapışqan və ya başqa vasitələrdən istifadə edərək, aktiv lövhəmizi X oxunun daşınmasına yapışdırırıq "şəkil 6 -ya baxın", və lövhədəki mühərriklərin tellərinin vidalanması ilə bitiririk. Müəyyən bir tənzimləmədən sonra mexaniki dizaynımız 'şəkilə bax 7' hərəkətinə hazırıq.

Addım 9: Proqram Bölməsi

Proqram hissəsinə keçərək, maşını canlandırmaq üçün üç proqramı bir araya gətirəcəyik, ilk şəkildə qısa bir açıqlama verdim, maşınımız üçün lazım olan bir gcode faylı istehsal edən Inkscape proqramından istifadə edərək dizaynımızı hazırlayacağıq. gcode təlimatlarını başa düşmək üçün maşının Arduino IDE proqramından istifadə edərək yüklənəcəyimiz öz kodu olmalıdır, son hissə maşının kodunu gcode faylına necə bağlamaqdır, bu proqram emalı ilə həyata keçirilir.

İlk addım, aşağıdakı linkdən yükləyə biləcəyiniz arduino lövhəsinin eskizini yükləməkdir və step motorlarının pinini şematikinizə uyğun olaraq yeniləməyi unutmayın.

Qeyd: bizimki ilə eyni sxemdən istifadə edirsinizsə, kod yaxşı işləyəcək və heç bir şeyi dəyişdirməyə ehtiyac yoxdur.

Gcode 'Inkscape' hazırlanır

Daha sonra Inkscape -ə keçirik və bəzi parametrləri 'şəkil 1 -ə baxın' kimi kağız çərçivələr və vahidlər 'şəkil 2 -ə baxın' kimi tənzimləyirik, dizaynımızı hazırlayırıq və MakerBat unicon formatında saxlayırıq 'şəkil 5, 6' -ya baxın, əgər bu formatdırsa Inkscape versiyanızda mövcud deyilsə, onu əldə etmək üçün bir əlavə yerləşdirə bilərsiniz, tıkladıqdan sonra (saxla) Gcode fayl parametrlərinin tənzimlənməsi üçün yeni bir pəncərə görünəcək, etməniz lazım olan hər şey bizimki ilə eyni düzəlişə riayət etməkdir. hər şey yaxşı olacaq '7, 8, 9' şəkillərini izləyin, sonra bu parametrləri bu şəkildə təyin edin və gCode faylınız var.

Qeyd: 0.48.5 versiyasından daha yüksək bir Inkscape versiyasından istifadə edirsinizsə, Gcode faylını lazımi formatda saxlaya bilməzsiniz.

Maşını 'Processing 3' Gcode faylına bağlamaq

Emal proqramına keçərkən, Arduino IDE 'şəkil 10 -a bir az bənzəyir, buna görə aşağıdakı linkdən yükləyə biləcəyiniz' CNC proqramı 'faylını açmalısınız və ikinci bir pəncərə' şəkil 11 -ə baxın '. görünəcək, maşının COM portunu seçmək üçün klaviaturadakı sonuncu p düyməsini basmalısınız 'şəkilə baxın 12' və istədiyiniz gcode faylını seçmək üçün sonuncu g düyməsini basın, seçdiyiniz zaman maşın birbaşa çəkməyə başlayacaq.

Addım 10: Test və Nəticələr

Gcode faylını yüklədikdən sonra maşın çəkməyə başladı və hər bir step motora göndərilən ardıcıllığı göstərən LED -in titrəməsini çox bəyəndim.

Dizaynlar çox yaxşı hazırlanmışdır və uşaqların layihənin heyrətləndirici və asan edildiyini görə bilərsiniz.

"Öz arduino təlim platformanızı necə qurmaq olar" adlı əvvəlki layihəmizi izləməyi unutmayın. Daha möhtəşəm videolar üçün YouTube kanalımıza abunə olun.

Son bir şey, hər gün elektronika etdiyinizə əmin olun

MEGA DAS -dan gələn BEE MB növbəti dəfə görüşmək idi