Arduino CNC Drawing Machine (o la strada per il successo): 10 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Questo progetto si basa principalmente su oggetti facili da trovare. L'idea è di prendere due unità disco del computer inutilizzate e combinarle per creare una macchina da disegno automatizzata che assomigli a una macchina CNC.

I pezzi utilizzati dalle unità includono i motori e le ringhiere di entrambe le unità e l'assemblaggio in plastica di almeno una delle unità (compreso il vassoio)

Passaggio 1: requisiti per il tuo viaggio:

Pezzi necessari:

1. Arduino uno
2. 1 motore passo-passo (abbiamo usato il numero di modello 28BYJ-48)
3. Scudo motore Adafruit v2
4. Un sacco di fili
5. Due vassoi cd per computer
6. opzionale: alcuni ingranaggi e binari stampati in 3D
7. Un po' di legno o materiale strutturale Un computer

Codice Arduino richiesto:

Codice GRBL personalizzato per funzionare con lo scudo del motore Adafruit (Riley_adafruit_cnc_2)

Software informatico necessario:

1. Plotter IDE Arduino
2. File di immagini o disegni codificati con G (google il file che preferisci).

Strumenti necessari:

1. Attrezzatura per saldatura
2. Pistola per colla e stick di colla
3. Governate
4. Penna
5. Pazienza

Passaggio 2: distruzione

Smontare i vassoi dvd avendo cura di mantenere l'integrità strutturale di almeno uno dei vassoi dvd rimuovendo al contempo la parte metallica che solitamente presenta due ringhiere. Il processo di rimozione di questi vassoi varierà da diversi vassoi cd. I due motori dovrebbero apparire come nell'immagine qui sotto una volta rimossi. Notare che la parte che fa girare il disco è stata rimossa poiché non sarà necessaria.

Passaggio 3: saldatura su

Una volta smontato, il passo successivo è quello di saldare i terminali nel motore che si può vedere nella foto. Anche in questo caso il modo in cui questi terminali si collegano al motore può variare a seconda del modello specifico. Il modo in cui questi si collegano allo scudo del motore Adafruit verrà discusso in seguito. Replicare la stessa configurazione per il secondo gruppo motore dell'unità disco.

Questi due serviranno come i nostri assi Y e Z nel processo di disegno.

Passaggio 4: il vassoio potente

Il prossimo passo è far funzionare il vassoio del disco che sarà l'asse X. A tale scopo è stato utilizzato il motore passo-passo e il montaggio ha richiesto il taglio di parti del vassoio per il passaggio dell'ingranaggio. (vedi foto) A questo punto ci siamo resi conto che il nostro rapporto di trasmissione era fuori uso e che erano necessarie ulteriori modifiche. Alla fine abbiamo deciso di stampare un rapporto 4 a 1 per consentire la scorrevolezza e la distanza di viaggio necessarie per completare con successo il disegno senza esaurire lo spazio.

Passaggio 5: l'affare Arduino

Metti insieme l'assieme Arduino e la configurazione dello scudo del motore. Per questo passaggio è necessaria un po' di saldatura. Ci saranno due Adafruit Motor Shield impilati. A causa del modo in cui funzionano, è necessario saldare un ponte affinché il secondo arduino sia identificato come tale. Il processo alla base è spiegato qui:

learn.adafruit.com/adafruit-motor-shield-v…

Saldare il ponte come mostrato di seguito con l'etichetta 1 per lo scudo del motore Adafruit superiore. La prima scheda dovrebbe essere (0x60) e la scheda superiore dovrebbe essere (0x61). Inoltre, nota il ponticello etichettato 2. Questo è impostato su entrambi gli schermi inferiore e superiore che dice alle schede di prelevare energia dall'arduino anziché dai terminali blu proprio sopra di esso. Puoi scegliere di collegare la tua fonte di alimentazione a questi terminali blu se trovi che l'arduino manca. (Nota che durante l'esecuzione dei tre motori abbiamo l'arduino collegato al computer più un alimentatore da 9 V in esecuzione anche sull'arduino)

Passaggio 6: prova del fuoco

Test! Prima di mettere tutto insieme prova le tue parti. Abbiamo trovato particolarmente difficile trovare informazioni su come collegare i motori passo-passo all'Adafruit Motor Shield. Quindi ecco uno schema utile. È importante sottolineare che i pin 1 e 4 (blu e arancione) e i pin 2 e 5 (rosa e giallo) sono coppie. A volte collegarli nel modo sbagliato può significare un'inversione del funzionamento del motore. Inoltre, il rosso è macinato in questo diagramma come mostrato di seguito. Se i motori del gruppo disco hanno solo 4 terminali, lasciare la terra senza collegamento.

Per gestire il movimento dei motori utilizzare il software che è stato delineato negli strumenti richiesti, utilizzando il software del plotter nel link fornito.

Un modo davvero semplice per verificare quali terminali sono coppie è testare con un ohmmetro. Ecco un'ottima guida su come trovare le coppie di cavi del motore passo-passo:

knowledge.ni.com/KnowledgeArticleDetails?i…

Una volta trovate le tue coppie, metti la prima in M1, la seconda in M2

Passaggio 7: la catena di montaggio

Una volta che tutti i motori sono stati testati, puoi iniziare il montaggio. Il primo passo è creare una struttura per mantenere l'asse Y e Z sopra l'asse X. Questo è stato fatto con semplici oggetti acquistati da un negozio di hobby. Vedi immagine sotto.

Passaggio 8: fluttuare su

Il passo successivo è quello di collegare l'asse Z all'assieme dell'asse Y, questo è stato fatto principalmente con la colla a caldo anche se sicuramente lo avremmo fatto diversamente con più tempo e strumenti.

Passaggio 9: tempo dell'hacker

Ora è il momento della programmazione di Arduino. Il primo passo sarà caricare il codice allegato nel tuo Arduino. Dopo aver aperto il tuo IDE Arduino e aver aperto il programma allegato, tutto ciò che devi fare è cambiare la porta in quella a cui è collegato il tuo arduino e premere il pulsante FRECCIA (o il pulsante di caricamento) per inviarlo.

Passaggio 10: il successo è una A!?

Sebbene questo codice sia basato sul codice GRBL originale, è importante notare che è stato pesantemente modificato per funzionare con gli scudi del motore adafruit. Per questo motivo, ci sono molte funzioni mancanti in GRBL che non funzionano quando vengono immesse in questa configurazione. Tuttavia, per qualsiasi disegno di base (ovvero il disegno) questo codice funziona perfettamente. Può disegnare qualsiasi GCODE che è stato formattato come G90.

Se hai creato la stessa configurazione che abbiamo noi, il tuo arduino ora funzionerà! Se hai realizzato una versione diversa utilizzando motori diversi o dimensioni diverse, dovrai modificare il file di configurazione che era incluso nel codice Arduino.

** EFFETTUARE MODIFICHE SOLO AL FILE “config.h”, CAMBIAMENTI ALTROVE NEL CODICE PROVOCHERANNO IL NON FUNZIONAMENTO DEL PROGRAMMA **

Guardando indietro, probabilmente avremmo potuto utilizzare l'assemblaggio del vassoio così com'era e rinforzare parte della struttura, misurare meglio l'inclinazione di diversi assi e semplicemente renderlo più strutturato nel complesso. È un progetto accurato che potrebbe essere scalabile e applicato per altri usi.

Una volta che hai una conoscenza di base di come funziona GRBL e come funzionano i motori passo-passo dell'asse X, Y, Z, questo progetto è estremamente scalabile purché tu abbia i materiali per farlo. Abbiamo scelto di realizzarne uno di queste dimensioni perché eravamo limitati dalle dimensioni del vassoio del DVD. Tuttavia, se scegli di realizzarne uno utilizzando cinghie e motori passo-passo, sarai limitato solo dalla coppia degli stepper.