Arduino CNC Plotter (DRAWING MACHINE): 10 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Hey guys! Inaasahan kong nasiyahan ka sa dati kong itinuro na "Paano gumawa ng sarili mong platform ng pagsasanay sa Arduino" at handa ka na para sa bago, tulad ng dati ay ginawa ko ang tutorial na ito upang gabayan ka sunud-sunod habang ginagawa ang ganitong uri ng sobrang kamangha-manghang mga proyektong elektronikong mababa ang gastos na kung saan ay ang "CNC plotter machine" na kilala rin bilang "pagguhit ng CNC" o "machine na Arduino CNC machine" lamang. ^ _ ^

Natagpuan ko ang maraming tutorial sa buong web na nagpapaliwanag kung paano gumawa ng isang Plotter ng CNC, ngunit sa kakulangan ng impormasyon medyo mahirap gawin ang naturang makina, iyon ang dahilan kung bakit napagpasyahan kong simulan ang itinuro na ito kung saan ipapakita ko sa iyo sa mga detalye kung paano madaling makagawa ng iyong sariling drawing machine.

Napaka-madaling magamit ng proyektong ito pagkatapos na makuha ang na-customize na PCB na inorder namin mula sa JLCPCB

upang mapabuti ang hitsura ng aming makina at mayroon ding sapat na mga dokumento at code sa patnubay na ito upang madali kang makalikha ng iyong makina. Ginawa namin ang proyektong ito sa loob lamang ng 5 araw, tatlong araw lamang upang makuha ang lahat ng mga kinakailangang bahagi at tapusin ang paggawa ng hardware at tipunin, pagkatapos ay 2 araw upang ihanda ang code at simulan ang ilang mga pagsasaayos. Bago simulan tingnan muna natin

Ano ang matututunan mo mula sa itinuturo na ito:

1. Ang paggawa ng tamang pagpili ng hardware para sa iyong proyekto depende sa mga pag-andar nito
2. Ihanda ang circuit diagram upang ikonekta ang lahat ng mga sangkap na pinili
3. Ipunin ang lahat ng mga bahagi ng proyekto (mekanikal at elektronikong pagpupulong)
4. Pag-scale ng balanse ng makina
5. Simulan ang pagmamanipula ng system

Hakbang 1: Ano ang Isang Makina ng Plotter

Dahil nagawa kong turuan ito para sa mga nagsisimula, dapat ko munang ipaliwanag sa mga detalye kung ano ang drawing machine at kung paano ito gumagana!

Tulad ng tinukoy sa wikipedia, ang CNC ay nangangahulugang Computer numerical control, isang makina na isang istrakturang kinokontrol ng computer na tumatanggap ng mga tagubilin sa pamamagitan ng isang serial port na ipinadala mula sa isang computer at inililipat ang mga actuator nito depende sa mga natanggap na tagubilin. Karamihan sa mga machine na ito ay mga stepper motor based machine na may kasamang stepper motor sa tema ng axis.

Ang isa pang salita na binanggit na "axis", oo, ang bawat machine ng CNC ay may tinukoy na bilang ng axis na makokontrol ng programa ng computer.

Sa aming kaso ang taga-plotter ng CNC na ginawa namin ay isang dobleng axis machine na "mga detalye sa larawan 1" na mayroong isang maliit na stepper motor sa axis nito na "stepper sa larawan 2" ang mga steppers na ito ay lilipat ng isang aktibong tray at gagawing ito sa isang dobleng axis plano na likhain ang disenyo ng pagguhit gamit ang isang drawing pen. Ang pluma ay hahawak at ilalabas gamit ang pangatlong makina sa aming istraktura na magiging isang servo motor.

Hakbang 2: Ang Stepper Motor Ay ang Pangunahing Actuator

Ang isang stepper motor o step motor o stepping motor ay isang brushless DC electric motor na hinahati ang isang buong pag-ikot sa isang bilang ng mga pantay na hakbang. Ang posisyon ng motor ay maaaring mag-utos na ilipat at hawakan ang isa sa mga hakbang na ito nang walang anumang sensor ng posisyon para sa feedback (isang open-loop controller), basta ang motor ay maingat na sukat sa aplikasyon hinggil sa metalikang kuwintas at bilis., mula sa kung saan kukuha ng mga stepper motor para sa aming proyekto, napakadali, kumuha lamang ng isang lumang DVD reader tulad ng nasa larawan 1 sa itaas, nakakuha ako ng dalawa para sa 2 dolyar, kaysa sa lahat ng kailangan mong gawin ay i-disassemble ito upang makuha ang stepper motor at ang suporta nito, tulad ng ipinapakita nito sa larawan 3, kakailanganin namin ang dalawa sa kanila.

Sa sandaling makuha mo ang iyong mga motor mula sa DVD reader, dapat mong ihanda ang mga ito upang magamit sa pamamagitan ng pagkilala sa mga dulo ng motor coil. Ang bawat stepper motor ay may dalawang coil at gumagamit ng isang multimeter maaari mong makilala ang coil end sa pamamagitan ng pagsukat ng paglaban sa pagitan ng motor pin konektor "bilang ipakita ang larawan 5" at para sa bawat coil dapat itong sukat sa 10Ohm. Matapos makilala ang mga motor coil maghinang lamang ng ilang mga wire upang makontrol ang motor sa pamamagitan ng mga ito "tingnan ang larawan 6"

Hakbang 3: Ang Diagram ng Circuit

Ang puso ng aming makina ay isang arduino Nano Dev board na makokontrol ang paggalaw ng bawat actuator depende sa tagubiling natanggap mula sa computer, upang makontrol ang mga stepper motor na ito kailangan namin ng isang stepper motor driver upang makontrol ang bilis at direksyon ng bawat actuator.

Sa aming kaso gagamitin namin ang isang L293D H bridge driver ng motor na "tingnan ang larawan 3" na tatanggap ng utos ng motor na ipinadala mula sa arduino sa pamamagitan ng mga input nito at makokontrol ang mga stepper motor gamit ang mga output nito.

upang maiugnay ang lahat ng kinakailangang bahagi kasama ang aming board ng Arduino Ginawa ko ang circuit diagram na nagpapakita ng larawan 1 kung saan dapat mong sundin ang parehong koneksyon para sa parehong stepper motor at servo motor.

Ang larawan 2 ay nagpapaliwanag sa mga detalye sa pamamagitan ng isang iskema ng circuit diagram at kung paano ito dapat na mga link sa pagitan ng Arduino at ng iba pang mga bahagi, siguradong maaari mong ayusin ang mga link na ito depende sa iyong mga pangangailangan.

Hakbang 4: Ang Paggawa ng PCB (Ginawa ng JLCPCB)

Tungkol sa JLCPCB

Ang JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), ay ang pinakamalaking PCB prototype enterprise sa Tsina at isang tagagawa ng high-tech na nagdadalubhasa sa mabilis na prototype ng PCB at paggawa ng maliit na batch ng PCB. Na may higit sa 10 taon na karanasan sa pagmamanupaktura ng PCB, ang JLCPCB ay may higit sa 200, 000 mga customer sa bahay at sa ibang bansa, na may higit sa 8, 000 mga online na order ng prototyping ng PCB at maliit na dami ng produksyon ng PCB bawat araw. Ang taunang kapasidad sa produksyon ay 200, 000 sq.m. para sa iba't ibang mga 1-layer, 2-layer o multi-layer PCB. Ang JLC ay isang propesyonal na tagagawa ng PCB na itinampok ng malaking sukat, mahusay na kagamitan, mahigpit na pamamahala at higit na mataas na kalidad.

Pakikipag-usap electronics

Matapos gawin ang circuit diagram binago ko ito sa isang disenyo ng PCB upang makagawa ito "tingnan ang larawan 5, 6, 7, 8", upang makagawa ng PCB, napili ko ang JLCPCB ang pinakamahusay na mga tagapagtustos ng PCB at ang pinakamurang mga nagbibigay ng PCB upang mag-order ng aking circuit sa kanila maaasahang platform ang kailangan ko lang gawin ay ang ilang mga simpleng pag-click upang mai-upload ang gerber file at magtakda ng ilang mga parameter tulad ng kulay at dami ng kapal ng PCB, pagkatapos ay nagbayad lang ako ng 2 Dolyar upang makuha ang aking PCB pagkatapos lamang ng limang araw. Tulad ng ipinapakita nito "ang larawan 1, 2, 3, 4" ng kaugnay na iskemik.

Mga nauugnay na file sa pag-download

Maaari mong makuha ang file na Circuit (PDF) mula rito. Tulad ng nakikita mo sa mga larawan sa itaas ng PCB ay napakahusay na pagkakagawa at nakakuha ako ng parehong disenyo ng PCB na ginawa namin para sa aming pangunahing board at lahat ng mga label at logo ay nandiyan upang gabayan ako sa mga hakbang sa paghihinang. Maaari mo ring i-download ang Gerber file para sa circuit na ito mula dito sa kasong nais mong maglagay ng isang order para sa parehong disenyo ng circuit.

Hakbang 5: Magdisenyo ng Suporta para sa Iyong Makina

Upang makapagdala ng isang mas mahusay na hitsura para sa aming makina nagpasya akong italaga ang tatlong bahaging ito "tingnan ang larawan 1" gamit ang Solidworks software, ang mga bahaging ito ay makakatulong sa amin na tipunin ang mga mambabasa ng DVD, nakuha ko ang mga DXF file ng mga bahaging ito at ang tulong ng aking mga kaibigan sa FabLab Tunisia Nakuha ko ang mga dinisenyo na bahagi na gumagawa gamit ang isang laser laser cutting machine, ginamit namin ang isang 5mm MDF na materyal na kahoy upang makagawa ng mga bahaging ito. Ngunit ang isa pang taga-disenyo na kung saan ay ang may hawak ng pen pen, nakuha ko ito sa pamamagitan ng isang proseso ng pag-print ng 3D. At maaari mong i-download ang lahat ng mga kaugnay na mga file mula sa mga link pababa sa ibaba.

Hakbang 6: Mga Sangkap

Suriin natin ngayon ang mga kinakailangang sangkap na kailangan namin para sa proyektong ito, gumagamit ako ng isang Arduino Nano tulad ng nabanggit sa itaas, ito ang magiging puso ng aming makina. Kasama rin sa proyekto ang dalawang stepper motor na kasama nila ang mga driver ng IC at isang motor na servo. Mahahanap mo sa ibaba ang ilang mga inirekumendang mga link ng amazon para sa mga naaangkop na item

Upang makalikha ng ganitong uri ng mga proyekto kakailanganin namin:

• Ang PCB na inorder namin mula sa JLCPCB
• Isang Arduino nano:
• 2 x L293D H bridge driver:
• 2 x IC sockets DIP 16 pin:
• 1 x IC socket DIP:
• Mga konektor ng header ng SIL at Screw:
• 1 x servo motor SG90:
• 2 x mga mambabasa ng DVD:
• Ang mga naka-print na bahagi ng 3D
• Pinutol ng laser ang mga bahagi
• Ang ilang mga tornilyo para sa pagpupulong
• Ang panulat na nakuha namin bilang regalo mula sa JLCPCB o anumang iba pang drawing pen

Hakbang 7: Electronic Assembly at Test

Lumipat kami ngayon sa soldering assemble ng lahat ng mga elektronikong sangkap. Tulad ng dati makikita mo sa tuktok na layer ng seda ang isang label ng bawat bahagi na nagpapahiwatig ng pagkakalagay nito sa board at sa ganitong paraan 100% sigurado ka na hindi ka makakagawa ng anumang mga pagkakamali sa paghihinang.

Gumawa ng ilang mga pagsubok

Matapos ang paghihinang ng mga elektronikong sangkap na "tingnan ang larawan 1", kinukulong ko ang DVD reader sa plate ng axis X at ginawa ko ang pareho para sa pangunahing board kaysa sa inilagay ko sa kanila ang mga wire ng motor upang magsagawa ng isang simpleng pagsubok gamit ang isang stepper motor test code na "tingnan ang larawan 2". Tulad ng nakikita mong maayos ang paggalaw ng stepper at nasa tamang landas kami.

/ ***** ***** ***** ***** c) may-ari: Lahat ng mga karapatan ay nakareserba * * - Lisensya: BSD 2-Clause Lisensya * * - Petsa: 2017-04-20 * * ***** ***** ***** ***** ***** *****:

// * Ang mga muling pamamahagi ng code ng mapagkukunan ay dapat panatilihin ang abiso sa copyright sa itaas, ito

// listahan ng mga kundisyon at ang sumusunod na disclaimer.

// * Ang mga muling pamamahagi sa binary form ay dapat kopyahin ang paunawa sa copyright, // ang lista ng mga kundisyon at ang sumusunod na disclaimer sa dokumentasyon // at / o iba pang mga materyal na ibinigay sa pamamahagi.

// ANG SOFTWARE NA ITO AY BINIGYAN NG COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS"

// AT ANUMANG EXPRESS O IMPLIED WARRANTIES, KASAMA, NGUNIT HINDI LIMITADO SA, ANG // IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPose are DISCLAIMED

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // Isama ang stepper Motor librarie const int stepPerRotation = 20; // Bilang ng mga hakbang sa pamamagitan ng pagliko. Karaniwang halaga para sa CD / DVD // Ipahiwatig ang X axis stepper motor Pins Stepper myStepperX (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); void setup () {myStepperX.setSpeed (100); // Stepper motor bilis myStepperX.step (100); pagkaantala (1000); myStepperX.step (-100); pagkaantala (1000); } void loop () {}

Hakbang 8: Assembly ng Mga Bahaging Mekanikal

Pinagpatuloy namin ang pagpupulong ng aming istraktura sa pamamagitan ng pag-ikot ng pangalawang stepper motor sa Y axis plate na "tingnan ang larawan 1". Sa sandaling ihanda ang Y axis magkakaroon ka ng parehong axis na handa na upang likhain ang plano ng dobleng axis na pinag-usapan natin ito sa unang hakbang na "tingnan ang larawan 2". ang kailangan mo lang gawin ay ang paglalagay ng dalawang axis sa isang 90 ° "tingnan ang larawan 3".

Paggawa ng may hawak ng panulat

Inihahanda namin ang may-ari ng panulat sa pamamagitan ng paglalagay ng isang maliit na palakol sa isang spring upang hawakan ang naka-print na may-ari ng panulat at pagkatapos ay i-tornilyo namin ang servo motor sa pagkakalagay nito "tingnan ang larawan 4", handa na ang may-ari ng pluma kaya idinikit namin ito sa karwahe ng Y axis na gumagamit ng ilang maiinit na pandikit o anumang ibang paraan upang magawa itong slide sa axis ng Y kasunod ng mga hakbang sa motor ng stepper na "tingnan ang larawan 5", pagkatapos ay ididikit namin ang aming aktibong plato sa karwahe ng X axis "tingnan ang larawan 6", at tinatapos namin ang pag-screwing ng mga wire ng engine sa kanila na mga konektor sa board. Pagkatapos ng ilang pag-aayos, handa na ang aming disenyo ng mekanikal para sa aksyon na 'tingnan ang larawan 7'.

Hakbang 9: Bahagi ng Software

Ang paglipat sa bahagi ng software, pagsamahin namin ang tatlong mga software upang mabuhay ang makina, gumawa ako ng isang maikling paglalarawan sa unang larawan, gagawin namin ang aming disenyo gamit ang Inkscape software na gumagawa ng isang gcode file na kinakailangan para sa aming makina at para sa sigurado upang maunawaan ang mga tagubilin sa gcode dapat magkaroon ang machine ng sarili nitong code na mai-upload namin gamit ang Arduino IDE software, ang huling bahagi ay kung paano i-link ang code ng makina sa gcode file, ginagawa ito sa pamamagitan ng pagpoproseso ng software.

Ang unang hakbang ay ang pag-upload ng arduino board scketch na maaari mong i-download mula sa link pababa sa ibaba at huwag kalimutang i-update ang stepper motor pin alinsunod sa iyong shcematic.

Tandaan: kung gumagamit ka ng parehong eskematiko tulad ng sa amin upang ang code ay gagana nang maayos at hindi na kailangang baguhin ang anumang bagay dito.

Paghahanda ng Gcode 'Inkscape'

Pagkatapos ay lumipat kami sa Inkscape at inaayos namin ang ilang mga parameter na 'makita ang larawan 1' tulad ng mga frame ng papel at mga yunit na 'nakikita ang larawan 2', inihahanda namin ang aming disenyo at nai-save ito sa format ng unicon ng MakerBat 'tingnan ang larawan 5, 6', kung ang format na ito ay hindi magagamit sa iyong bersyon ng Inkscape, maaari kang maglagay ng isang add-on upang magkaroon ito, sa sandaling mag-click sa (i-save) ang isang bagong window ay lilitaw para sa mga pagsasaayos ng mga parameter ng Gcode file, ang kailangan mo lang gawin ay ang pagsunod sa parehong pagsasaayos tulad ng sa amin at ang lahat ay magiging maayos sundin lamang ang 'larawan 7, 8, 9' pagkatapos ay itakda mo ang mga parameter na ito sa ganitong paraan, at mayroon kang iyong gCode file.

Tandaan: hindi mo mai-save ang file ng Gcode sa ilalim ng kinakailangang format kung gumagamit ka ng isang bersyon ng Inkscape na mas mataas kaysa sa bersyon 0.48.5

Pagli-link ng makina sa file na 'Pagproseso 3' ng Gcode file

Ang paglipat sa pagproseso ng software, ito ay katulad ng Arduino IDE na 'makita ang larawan 10' kaya dapat mong buksan ang file na 'CNC program' Na maaari mong i-download mula sa link pababa sa ibaba at patakbuhin lamang ito 'tingnan ang larawan 11', isang pangalawang window lilitaw, kailangan mong pindutin ang huli p sa iyo keyboard upang mapili ang COM port ng makina na 'tingnan ang larawan 12', at pindutin ang huli g upang piliin ang nais na file ng gcode, sa sandaling napili mo ito ang makina ay direktang magsisimulang gumuhit.

Hakbang 10: Pagsubok at Mga Resulta

At narito kami ang oras ay narito para sa ilang pagsubok, sa sandaling na-upload ang file ng Gcode na nagsimulang gumuhit ang makina at talagang nagustuhan ko ang pag-flicker ng LED na nagpapakita ng mga pagkakasunud-sunod na ipinadala sa bawat stepper motor.

Ang mga disenyo ay napakahusay, at maaari mong makita ang mga tao ang proyekto ay kamangha-manghang at madaling gawin din, Huwag kalimutang panoorin ang aming nakaraang proyekto na kung paano "gumawa ng sarili mong platform ng pagsasanay sa arduino". At mag-subscribe sa aming channel sa YouTube para sa mas magagandang mga video.

Isang huling bagay, siguraduhin na gumagawa ka ng electronics araw-araw

Ito ay BEE MB mula sa MEGA DAS na makita ka sa susunod