Ploter CNC - elektronika
Tomasz Bartuś
Tweet
2016-02-25
Wstęp
Projekt stanowi realizację prostej maszyny CNC - mini plotera (Fig. 1) opartego o platformę Arduino oraz sterowniki EasyDriver i małe silniki krokowe pochodzące ze starych napędów cd/dvd. Do komunikacji pomiędzy komputerem, a Arduino wykorzystywano Grbl - darmowe oprogramowanie typu open source, służące do kontroli ruchu tego typu maszyn. Projekt przedstawiony zostanie w czterech częściach. W pierwszej opisana zostanie część elektroniczna służąca do sterowania maszyną. W drugim odcinku zostanie opisana część mechaniczna projektu. Część trzecia skupi się na konfiguracji Grbl, a część czwarta na konfiguracji i obsłudze maszyny. Działanie sterowników EasyDriver zostało szczegółowo przedstawione w projekcie Obsługa silnika krokowego, sterownik EasyDriver.
Lista części
- platforma Arduino (tu Nano),
- sterownik EasyDriver v44 (3 szt.),
- silnik krokowy (z rozbiórki starych CD/DVD) (3 szt.),
- płytka prototypowa,
- przewody/mostki,
- zasilacz/przetwornica Power LED Driver Lipo xl4015 LM2596.
Projekt wykorzystuje platformę Arduino Nano oraz 3 sterowniki silników krokowych EasyDriver. W celu zapewnienia odpowiedniej mocy do zasilania silników, w projekcie wykorzystano także popularną przetwornicę impulsową prądu stałego Power LED Driver Lipo xl4015 LM2596 (Fig. 2).
Układ
Zastosowanie oprogramowania Grbl wymaga standardowego połączenia sygnałów sterujących silnikami odpowiednich osi, z odpowiednimi pinami mikrokontrolera. Sygnały Step sterowników EasyDriver odpowiedzialnych za ruch silników w osiach X, Y i Z są podłączone do cyfrowych pinów Arduino (odpowiednio): 2, 3 i 4 (Fig. 3). Wejścia Dir poszczególnych sterowników EasyDriver odpowiedzialne za sterowanie kierunkiem obrotów silników, są odpowiednio podłączone do pinów: 5, 6 i 7 Arduino. Wszystkie sygnały GND sterowników EasyDriver są ze sobą połączone i są połączone z sygnałem GND Arduino.
Na podstawie schematu wykonano projekt płytki elektroniki. Wykorzystano płytkę uniwersalną. Fig. 4 przedstawia awers realizacji układu bez przetwornicy, z gniazdem dostarczającym odpowiednie napięcie zasilania do sterowników silników.
Fig. 5 przedstawia widok płytki od strony połączeń.
Silniki krokowe z napędów dvd wymagają zasilania napięciem 6V. Do zasilania wykorzystano przetwornicę/zasilacz Power LED Driver Lipo XL4015 LM2596. Dlatego rozszerzono płytkę montażową o miejsce dla zasilacza. Wszystkie elementy montażowe (poza zasilaczem), posiadają wyprowadzenia goldpinowe, dlatego płytka wymagała osadzenia kompletu żeńskich gniazd (Fig. 6).
Wszystkie połączenia wykonano za pomocą stopów lutowniczych (Fig. 7)
Jakość wykonania płytki prototypowej przetestowano za pomocą ohmomierza. Jest to ważne, z uwagi na możliwość zniszczenia sterowników EasyDriver w przypadku braku odpowiednich połączeń. Gotową płytkę przedstawia Fig. 8. Jeżeli chcemy testować naszą maszynę CNC np. w oprogramowaniu GRB Controler (patrz cz. 3) i nie zamierzamy podłączać silników, najlepiej wcześniej odpiąć wszystkie sterowniki EasyDriver.
Płytka elektroniki zamontowano w tylnej części maszyny (Fig. 9). Otwór wycięty w obudowie pozwala na wygodne lączenie Arduino z komputerem.
