Arduino CNC Plotter (зурах машин): 10 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Сайн уу найзуудаа! Өмнө нь зааж өгсөн "Arduino сургалтын платформоо өөрөө хийх" нь танд таалагдсан гэж найдаж байна, та шинэ платформ хийхэд бэлэн байна, ердийн байдлаар би энэ гарын авлагыг алхам алхмаар зааварчилгаа өгөх замаар ийм гайхалтай хямд өртөгтэй электрон төслүүдийг хийх болно. Энэ бол "CNC зурах" эсвэл зүгээр л "Arduino CNC машин" гэж нэрлэдэг "CNC плоттер машин" юм. ^_^

Интернет дээр би CNC плоттер хэрхэн хийхийг тайлбарласан маш олон гарын авлага олсон боловч мэдээлэл дутмаг тул ийм машин хийх нь жаахан хэцүү байсан тул энэ зааварчилгаагаа эхлүүлэхээр шийдсэн шалтгаан нь энэ юм. зурах машинаа хэрхэн хялбархан хийх талаар дэлгэрэнгүй.

Энэхүү төсөл нь бидний JLCPCB -ээс захиалсан өөрчилсөн ПХБ -ийг авсны дараа тусгайлан хийхэд маш хялбар байдаг

Манай машины гадаад төрхийг сайжруулахын тулд энэ гарын авлагад машинаа хялбархан бүтээхэд хангалттай баримт бичиг, кодууд байдаг. Бид энэ төслийг ердөө 5 -хан хоногийн дотор хийсэн бөгөөд шаардлагатай бүх эд ангиудыг авах, тоног төхөөрөмжийн хийц, угсралтыг дуусгахын тулд ердөө 3 -хан хоногийн дараа кодоо бэлдэж, зарим тохиргоог хийж эхлэв. Эхлэхээсээ өмнө эхлээд харцгаая

Энэхүү зааварчилгаанаас юу сурах вэ:

1. Төслийнхөө функциональ байдлаас хамааран тоног төхөөрөмжийн зөв сонголтыг хийх
2. Сонгосон бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холбохын тулд схемийг бэлтгэ
3. Төслийн бүх эд ангиудыг угсрах (механик ба электрон угсралт)
4. Машины тэнцвэрийг нэмэгдүүлэх
5. Системийг удирдаж эхэл

Алхам 1: Плоттер машин гэж юу вэ

Би үүнийг эхлэн сурагчдад зааварчилгаа өгсөн тул эхлээд зурах машин гэж юу болох, хэрхэн ажилладаг талаар дэлгэрэнгүй тайлбарлах хэрэгтэй!

Википедиад үүнийг тайлбарласны дагуу CNC гэдэг нь компьютерийн тоон удирдлага гэсэн үг бөгөөд компьютерээс илгээсэн цуваа портоор дамжуулан заавар хүлээн авч, хүлээн авсан заавраас хамааран идэвхжүүлэгчээ хөдөлгөдөг компьютерийн удирдлагатай бүтэц юм. Эдгээр машинуудын ихэнх нь алхам тэнхлэгт stepper мотор агуулсан stepper моторт машинууд юм.

Дээр дурдсан "тэнхлэг" гэсэн өөр үг, тийм ээ, CNC машин бүр нь тодорхой тооны тэнхлэгтэй бөгөөд үүнийг компьютерийн програм хянадаг.

Бидний хувьд, бидний хийсэн CNC плоттер бол хоёр тэнхлэгтэй машин "1 -р зураг дээрх дэлгэрэнгүй мэдээлэл" бөгөөд тэнхлэгтээ "2 -р зурагт" жижиг алхтай хөдөлгүүртэй, эдгээр алх нь идэвхтэй тавиурыг хөдөлгөж, хоёр тэнхлэгт шилжүүлэх болно. зургийн үзэг ашиглан зургийн загвар гаргахаар төлөвлөж байна. Үзэгийг барьж байгаа бөгөөд бидний бүтэц дэх servo мотор болох гурав дахь хөдөлгүүрийг ашиглан суллах болно.

Алхам 2: Үндсэн хөдөлгүүр бол Stepper Motor юм

Stepper мотор эсвэл алхам мотор эсвэл алхам хөдөлгүүр нь сойзгүй DC цахилгаан мотор бөгөөд бүтэн эргэлтийг хэд хэдэн тэнцүү алхам болгон хуваадаг. Хөдөлгүүрийн эргэлтийн момент болон хурдны хэмжээг нарийвчлан тооцоолсон тохиолдолд моторын байрлалыг эдгээр алхамуудын аль нэгээр нь эргэх холболтын мэдрэгчгүйгээр (нээлттэй гогцоотой хянагч) хөдөлгөж, барихыг тушааж болно., Манай төслийн stepper моторыг хаанаас авах вэ, зүгээр л дээрх зураг дээрх шиг хуучин DVD уншигч аваарай, надад 2 доллар 2 доллар байна, үүнийг хийхдээ задлахад л болно. stepper мотор ба түүний дэмжлэг, 3 -р зургийг үзүүлсэн шиг бидэнд тэдгээрийн хоёр нь хэрэгтэй болно.

DVD уншигчаас мотороо авсны дараа хөдөлгүүрийн ороомгийн төгсгөлийг тодорхойлж ашиглахад бэлэн болгох ёстой. Stepper мотор бүр хоёр ороомогтой бөгөөд мултиметр ашиглан ороомгийн төгсгөлийг "5 -р зургийг үзүүлсэн шиг" хөдөлгүүрийн тээглүүр хоорондын холболтын эсэргүүцлийг хэмжих замаар тодорхойлох боломжтой бөгөөд ороомог бүрийн хувьд ойролцоогоор 10 Ом хэмжигдэх ёстой. Мотор ороомогыг таньсны дараа моторыг удирдахын тулд зарим утсыг гагнаж "6 -р зургийг үзнэ үү"

Алхам 3: Хэлхээний диаграм

Манай машины зүрх бол arduino Nano Dev самбар бөгөөд компьютерээс хүлээн авсан заавраас хамааран идэвхжүүлэгч бүрийн хөдөлгөөнийг хянадаг бөгөөд эдгээр шатлалт моторыг хянахын тулд бидэнд идэвхжүүлэгч бүрийн хурд, чиглэлийг хянах stepper мотор жолооч хэрэгтэй болно..

Манай тохиолдолд бид L293D H гүүрний мотор драйверыг "3 -р зургийг үзнэ үү" ашиглах бөгөөд энэ нь arduino -аас оролтоор дамжуулан илгээсэн моторын командыг хүлээн авч, гаралтын тусламжтайгаар stepper моторыг удирдах болно.

Шаардлагатай бүх эд ангиудыг Arduino самбартай холбохын тулд би 1 -р зургийг харуулсан хэлхээний диаграмыг хийсэн бөгөөд та алхам алхмын хөдөлгүүр болон servo мотор хоёуланд нь ижил холболтыг дагаж мөрдөх ёстой.

2 -р зурагт хэлхээний диаграм болон хэрхэн Arduino болон бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондох холбоос байх ёстойг нарийвчлан тайлбарласан болно.

Алхам 4: ПХБ хийх (JLCPCB үйлдвэрлэсэн)

JLCPCB -ийн тухай

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) нь Хятадад ПХБ-ийн хамгийн том прототип үйлдвэрлэгч бөгөөд ПХБ-ийн хурдан загвар, жижиг багц ПХБ үйлдвэрлэлд мэргэшсэн өндөр технологийн үйлдвэрлэгч юм. ПХБ -ийн үйлдвэрлэлд 10 гаруй жил ажилласан туршлагатай JLCPCB нь дотооддоо болон гадаадад 200,000 гаруй үйлчлүүлэгчтэй бөгөөд ПХБ -ийн прототип хийх 8000 гаруй онлайн захиалга, ПХБ -ийн цөөн тоогоор үйлдвэрлэдэг. Жилийн үйлдвэрлэлийн хүчин чадал нь 200,000 кв. төрөл бүрийн 1, 2, олон давхаргат ПХБ-ийн хувьд. JLC бол том хэмжээтэй, худгийн тоног төхөөрөмж, хатуу удирдлага, дээд зэргийн чанартай мэргэжлийн ПХБ үйлдвэрлэгч юм.

Ярьж буй электрон бараа

Цахилгаан диаграмыг хийсний дараа би үүнийг "5, 6, 7, 8 -р зургийг үз" гэсэн ПХБ -ийн дизайн болгон хувиргаж, ПХБ -ийг үйлдвэрлэхийн тулд би JLCPCB -ийг хамгийн сайн ПХБ нийлүүлэгчид, хамгийн хямд ПХБ нийлүүлэгчдийг сонгон захиалсан. хэлхээ Тэдгээрийн тусламжтайгаар надад хэрэгтэй платформ бол зөвхөн Gerber файлыг байршуулах, ПХБ -ийн зузаан, тоо хэмжээ гэх мэт параметрүүдийг тохируулахын тулд хийх ёстой энгийн зүйл бол би ердөө 5 хоногийн дараа ПХБ -ээ авахын тулд ердөө 2 доллар төлсөн. Холбогдох схемийн "зураг 1, 2, 3, 4" -ийг харуулав.

Холбогдох татаж авах файлууд

Та эндээс Circuit (PDF) файлыг авах боломжтой. Дээрх зургуудаас харахад ПХБ нь маш сайн үйлдвэрлэгдсэн бөгөөд надад үндсэн хавтан дээрээ хийсэн ПХБ -ийн загвар байдаг бөгөөд гагнуурын үе шатанд намайг чиглүүлэх бүх шошго, лого байдаг. Хэрэв та ижил хэлхээний дизайны захиалга өгөхийг хүсч байвал энэ хэлхээний Gerber файлыг эндээс татаж авах боломжтой.

Алхам 5: Машиныхаа дэмжлэгийг зохион бүтээгээрэй

Манай машиныг илүү сайн харагдуулахын тулд би эдгээр гурван хэсгийг Solidworks програм хангамж ашиглан "1 -р зургийг үзнэ үү" гэж шийдсэн бөгөөд эдгээр хэсгүүд нь DVD уншигчдыг угсрахад туслах болно, эдгээр хэсгүүдийн DXF файлууд надад байгаа болно. FabLab Tunisia дахь найзуудынхаа тусламжтайгаар би CNC лазер хайчлах машин ашиглан хийцтэй эд ангиудыг үйлдвэрлэж, эдгээр эд ангиудыг үйлдвэрлэхийн тулд 5 мм БСХС -ийн модон материалыг ашигласан. Өөр нэг дизайнер бол зургийн үзэг эзэмшигч бөгөөд үүнийг 3D хэвлэх процессоор дамжуулж авсан. Мөн та холбогдох бүх файлыг доорх линкээс татаж авах боломжтой.

Алхам 6: Найрлага

Одоо энэ төсөлд шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг авч үзье, би дээр дурдсанчлан Arduino Nano ашиглаж байна, энэ бол манай машины зүрх байх болно. Төсөлд мөн хоёр шатлалт мотор, жолооч IC, servo мотор багтсан болно. Тохирох зүйлд зориулсан Amazon -ийн санал болгож буй зарим холбоосыг доороос олж болно

Ийм төслийг бий болгохын тулд бидэнд дараахь зүйлс хэрэгтэй болно.

• Бидний JLCPCB -ээс захиалсан ПХБ
• Arduino нано:
• 2 x L293D H гүүрний драйвер:
• 2 x IC залгуур DIP 16 зүү:
• 1 x IC залгуур DIP:
• SIL ба Screw толгой холбогч:
• 1 x servo мотор SG90:
• 2 x DVD уншигч:
• 3D хэвлэсэн хэсгүүд
• Лазер хэсгүүдийг таслав
• Бага зэрэг угсрах зориулалттай шураг
• Бидэнд JLCPCB -ээс бэлэг болгон өгсөн үзэг эсвэл бусад зургийн үзэг

Алхам 7: Цахим угсралт ба туршилт

Бид одоо бүх электрон эд ангиудын гагнуурын угсралт руу шилжиж байна. Ердийнх шиг та торгоны дээд давхарга дээр бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн самбар дээр байрлуулсан шошгыг олох бөгөөд ингэснээр та гагнуурын алдаа гаргахгүй гэдэгт 100% итгэлтэй байх болно.

Зарим туршилт хий

"1 -р зургийг үзнэ үү" гэсэн электрон эд ангиудыг гагнсаны дараа би DVD уншигчийг X тэнхлэгийн хавтан дээр шургуулж, моторын утсыг шураг толгойд байрлуулж байснаас гадна stepper мотор ашиглан энгийн туршилт хийв. код "2 -р зургийг үзнэ үү". Таны харж байгаагаар stepper сайн хөдөлж, бид зөв замаар явж байна.

/*********************************************** ************************************************ ************************************************ ******************** - Зохиогч: БЕЛХИР Мохамед** - Мэргэжил: (Цахилгааны инженер) MEGA DAS -ийн эзэн** - Гол зорилго: Үйлдвэрлэлийн хэрэглээ** - Зохиогчийн эрх (в) эзэмшигч: Бүх эрх хуулиар хамгаалагдсан** - Лиценз: BSD 2 -заалтын лиценз** - Огноо: 2017-04-20*********************** ************************************************ ************************************************ ******************************************** / / ** ********************************* ТАЙЛБАР **************** **************:

// * Эх кодын дахин хуваарилалт нь дээрх зохиогчийн эрхийн мэдэгдлийг хадгалах ёстой

// нөхцлийн жагсаалт ба дараах татгалзах хуудас.

// * Хоёртын хэлбэрээр дахин хуваарилалт хийх нь дээр дурдсан зохиогчийн эрхийн мэдэгдлийг хуулбарлах ёстой.

// энэхүү нөхцлийн жагсаалт ба баримт бичигт багтсан дараах татгалзал.

// ЭНЭ ПРОГРАММЫН ЗЭЭЛ ЗОХИОН БАЙГУУЛАГЧ, ХАМРАГЧДЫН "БАЙГААР"

// БАЙГАА БҮРИЙН ЗОРИЛГОД ОРУУЛАХ БОЛОМЖТОЙ БАЙДЛЫН БАТАЛГААГҮҮДИЙГ ХЯЗГААРГҮЙ БОЛОН ХЯЗГААРГҮЙ БОЛОН БАТАЛГААГҮЙ БАЙГАА ТУХАЙ ТАНИЛЦУУЛЖ БАЙНА.

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // stepper -ийг оруулна уу Motor librarie const int stepPerRotation = 20; // Алхам алхамаар. CD/DVD -ийн стандарт утга // X тэнхлэг stepper мотор Pins Stepper myStepperX -ийг заана уу (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); хүчингүй тохиргоо () {myStepperX.setSpeed (100); // Stepper моторын хурд myStepperX.step (100); саатал (1000); myStepperX. алхам (-100); саатал (1000); } void loop () {}

Алхам 8: Механик хэсгүүдийг угсрах

Бид хоёр дахь шаталсан моторыг Y тэнхлэгийн тавцан руу шургуулж "1 -р зургийг үз" бүтээцийнхээ угсралтыг үргэлжлүүлж байна. Y тэнхлэгийг бэлтгэсний дараа хоёр тэнхлэг хоёулаа эхний тэнхлэгийн төлөвлөгөөг гаргахад бэлэн болно. Таны хийх ёстой зүйл бол хоёр тэнхлэгээ 90 ° "3 -р зургийг үз" байрлуулах явдал юм.

Үзэг бариул хийх

Бид 3D хэвлэсэн үзэг эзэмшигчийг барихын тулд жижиг сүх булаг руу хийж үзэг эзэмшигчийг бэлтгэж, дараа нь servo моторыг "4 -р зургийг үзнэ үү" гэж байрлуулна. Y тэнхлэг нь "5 -р зургийг үзнэ үү" гэсэн алхам алхмаар Y тэнхлэг дээр гулсах боломжтой болгохын тулд халуун цавуу эсвэл өөр бусад арга хэрэгслийг ашиглана, дараа нь бид X тэнхлэгийн тэргэн дээр "6 -р зургийг үзнэ үү", мөн бид хөдөлгүүрийн утсыг самбар дээр холбогчдод шургуулж дуусгав. Тодорхой зохицуулалт хийсний дараа бид '7 -р зургийг үзнэ үү' гэсэн үйлдэлд бэлэн болсон механик дизайнтай болно.

Алхам 9: Програм хангамжийн хэсэг

Програм хангамжийн хэсэг рүү шилжихдээ бид машиныг амьд болгохын тулд гурван програмыг нэгтгэх болно, би эхний зурган дээр товч тайлбар хийлээ, манай машинд шаардлагатай gcode файлыг үйлдвэрлэдэг Inkscape програмыг ашиглан дизайн хийх болно. gcode зааврыг ойлгохын тулд машин нь өөрийн гэсэн кодтой байх ёстой бөгөөд үүнийг Arduino IDE програм хангамж ашиглан байршуулах болно, сүүлийн хэсэг нь машины кодыг gcode файлд хэрхэн холбохыг програм хангамжийн тусламжтайгаар гүйцэтгэдэг.

Эхний алхам бол доорх линкээс татаж авах боломжтой arduino самбарын ноорогыг байршуулах бөгөөд алхам алхмын моторын зүүг shcematic -ийнхээ дагуу шинэчлэхээ бүү мартаарай.

Анхаарна уу: хэрэв та манай схемтэй ижил схемийг ашиглаж байгаа бол код сайн ажиллах болно, үүнд юу ч өөрчлөх шаардлагагүй болно.

Gkode 'Inkscape' -ийг бэлтгэж байна

Дараа нь бид Inkscape руу шилжиж, '1 -р зургийг харах' цаасан хүрээ, нэгжийн '2 -р зургийг үзнэ үү' гэх мэт параметрүүдийг тохируулж, загвараа бэлдэж, MakerBat Unicon формат дээр хадгална уу '5, 6' зургийг үзнэ үү. Inkscape-ийн хувилбар дээр байхгүй байгаа тул та нэмэлт өргөтгөл байрлуулж болно, хэрэв та дарна уу (хадгална уу), Gcode файлын параметрүүдийг тохируулах шинэ цонх гарч ирэх бөгөөд таны хийх ёстой зүйл бол биднийхтэй ижил тохиргоог дагана уу. Бүх зүйл сайхан болно "7, 8, 9 -р зургийг" дагаж, дараа нь эдгээр параметрүүдийг ингэж тохируулаад gCode файлтай болно.

Тэмдэглэл: Хэрэв та 0.48.5 хувилбараас өндөр Inkscape хувилбар ашиглаж байгаа бол Gcode файлыг шаардлагатай форматаар хадгалах боломжгүй.

Машиныг 'Processing 3' Gcode файлтай холбож байна

Боловсруулах програм хангамж руу шилжих нь Arduino IDE -ийн '10 -р зургийг үзнэ үү' гэх мэт зүйлтэй төстэй тул та доорх линкээс татаж авах боломжтой 'CNC програм' файлыг нээж, ажиллуулах хэрэгтэй. гарч ирэх үед та гарынхаа сүүлийн p товчлуурыг дарж машины COM портыг сонгоно уу 'Зураг 12 -г үзнэ үү', мөн g -г дарж хүссэн gcode файлыг сонгоно уу.

Алхам 10: Туршилт ба үр дүн

Gcode файлыг байршуулсны дараа машин зурж эхлэхэд би туршилт хийх цаг ирлээ, тэгээд шатаж буй мотор бүрт илгээсэн дарааллыг харуулсан LED анивчих нь надад үнэхээр таалагдсан.

Загварууд нь маш сайн хийгдсэн бөгөөд залуус энэ төслийг гайхалтай бөгөөд хийхэд хялбар болохыг та харж байна.

"Arduino сургалтын платформыг өөрийн гараар хэрхэн яаж хийх вэ" гэсэн бидний өмнөх төслийг үзэхээ бүү мартаарай. YouTube сувагтаа бүртгүүлж илүү гайхалтай видеонуудыг үзээрэй.

Хамгийн сүүлд хийх зүйл бол та өдөр бүр цахилгаан бараа хийж байгаа эсэхээ шалгаарай

Энэ бол MEGA DAS -аас BEE MB байсан бөгөөд дараагийн удаа уулзацгаая