Arduino CNC Plotter (chizish mashinasi): 10 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Ey yigitlar! Umid qilamanki, sizga "Arduino -ni o'zingiz qanday qilib o'zingiz tayyorlashingiz mumkin" ko'rsatmasi yoqdi va siz yangisiga tayyormiz, odatdagidek men sizga bu qo'llanmani bosqichma -bosqich ko'rsatib beraman va siz juda arzon elektron loyihalarni yaratasiz. "CNC chizish mashinasi", shuningdek "CNC chizish" yoki shunchaki "Arduino CNC mashinasi" deb ham ataladi. ^_^

Men Internetda CNC chizish mashinasini yasashni tushuntiradigan ko'plab darsliklarni topdim, lekin ma'lumot yo'qligi sababli bunday mashinani yasash biroz qiyin kechdi, shuning uchun men bu ko'rsatmali ishni sizga ko'rsatadigan joydan boshlashga qaror qildim. O'z qo'lingiz bilan chizish mashinasini qanday qilish haqida batafsil ma'lumot.

Ushbu loyihani biz JLCPCB -dan buyurtma qilingan moslashtirilgan PCBni olgandan keyin yasash juda qulay

bizning mashinamiz ko'rinishini yaxshilash uchun, shuningdek, ushbu qo'llanmada sizning mashinangizni osongina yaratishga imkon beradigan hujjatlar va kodlar etarli. Biz bu loyihani atigi 5 kun ichida qildik, barcha kerakli qismlarni olamiz, uskuna yasashni va yig'ishni tugatamiz, keyin 2 kun ichida kodni tayyorlaymiz va ba'zi sozlashlarni boshlaymiz. Boshlashdan oldin, avval ko'rib chiqaylik

Bu ko'rsatmadan nimani bilib olasiz:

1. Loyihaning funktsional imkoniyatlariga qarab, to'g'ri uskunani tanlash
2. Tanlangan barcha komponentlarni ulash uchun sxemani tayyorlang
3. Loyihaning barcha qismlarini yig'ish (mexanik va elektron yig'ish)
4. Mashina balansining miqyosi
5. Tizimni boshqarishni boshlang

1 -qadam: Plotter mashinasi nima?

Men buni yangi boshlanuvchilar uchun ko'rsatma qilib berganim uchun, avval chizish mashinasi nima va u qanday ishlashini batafsil tushuntirib berishim kerak!

Vikipediyada ta'riflanganidek, CNC "kompyuterning raqamli boshqaruvi" degan ma'noni anglatadi, bu kompyuter boshqariladigan tuzilma bo'lib, u kompyuterdan yuborilgan ketma-ket port orqali ko'rsatmalarni oladi va qabul qilingan ko'rsatmalarga qarab o'z aktuatorlarini harakatga keltiradi. Bu mashinalarning ko'pchiligi qadam o'qiga asoslangan qadamli motorlarni o'z ichiga oladi.

Yuqorida aytib o'tilgan "o'q" ga yana bir so'z, ha, har bir CNC mashinasida kompyuter dasturi tomonidan boshqariladigan ma'lum sonli o'q bor.

Bizning holatda, biz ishlab chiqargan CNC chizgich - bu ikkita o'qli "1 -rasmdagi tafsilotlar", uning o'qida kichik pog'onali dvigatellar, "2 -rasmdagi qadam", bu qadamlar faol laganni siljitadi va uni ikki o'qda harakatga keltiradi. chizilgan qalam yordamida chizilgan dizaynni yaratishni rejalashtiring. Qalam ushlab turiladi va bizning dvigatelimizdagi servo dvigatel bo'lgan uchinchi dvigatel yordamida chiqariladi.

2 -qadam: Asosiy vosita - bu qadam dvigatel

Bosqichli dvigatel yoki pog'onali dvigatel yoki zinapoyali dvigatel - bu to'liq aylanishni bir necha teng qadamlarga bo'linadigan cho'tkasi bo'lmagan shahar elektr motoridir. Dvigatelning momentini va tezligini hisobga oladigan bo'lsak, dvigatelning pozitsiyasini ushbu qadamlarning birida teskari aloqa sensori (ochiq-pastadirli boshqaruv moslamasi) bo'lmasdan harakat qilish va ushlab turish buyurilishi mumkin. Birinchi oyat., Bizning loyihamiz uchun qadam dvigatellarini qayerdan olish mumkin, juda oson, yuqoridagi 1 -rasmdagi kabi eski DVD o'quvchini oling, menda 2 dollarga 2 dollar bor. step vosita va uni qo'llab -quvvatlash, 3 -rasmda ko'rsatilgandek, ulardan ikkitasi kerak bo'ladi.

Dvigatelni DVD o'quvchidan olganingizdan so'ng, dvigatel rulonlarining uchlarini aniqlab, ularni ishga tayyor qilishingiz kerak. Har bir qadam dvigatelida ikkita lasan bor va multimetr yordamida siz "5 -rasmda ko'rsatilganidek" dvigatel pimlari ulagichi orasidagi qarshilikni o'lchash orqali g'altakning uchlarini aniqlashingiz mumkin va har bir lasan uchun taxminan 10 ohm o'lchanishi kerak. Dvigatel rulonlarini aniqlagandan so'ng, motorni boshqarish uchun ba'zi simlarni lehimlang, "6 -rasmga qarang".

3 -qadam: O'chirish diagrammasi

Mashinamizning yuragi - bu kompyuterdan olingan ko'rsatmalarga qarab har bir aktuatorning harakatini boshqaradigan arduino Nano Dev taxtasi, bu motorlarni boshqarish uchun bizga har bir aktuatorning tezligi va yo'nalishini nazorat qilish uchun step motorli haydovchi kerak..

Bizning holatda biz L293D H ko'prikli dvigatel drayveridan foydalanamiz "3 -rasmga qarang", u arduino -dan kirishlar orqali yuborilgan motor buyrug'ini oladi va uning chiqishlari yordamida step motorlarini boshqaradi.

Barcha kerakli qismlarni Arduino platamiz bilan ulash uchun men 1 -rasmda ko'rsatilgan sxemani tuzdim, bu erda siz ham step motorlari, ham servo dvigatellar uchun bir xil ulanishni bajarishingiz kerak.

2 -rasm sxemali sxemada batafsil tushuntiriladi va bu Arduino va boshqa komponentlar orasidagi bog'lanish qanday bo'lishi kerak, albatta bu havolalarni ehtiyojlaringizga qarab sozlashingiz mumkin.

4 -qadam: PCB ishlab chiqarish (JLCPCB tomonidan ishlab chiqarilgan)

JLCPCB haqida

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.)-Xitoyning eng yirik PCB prototipi korxonasi va yuqori PCB prototipi va kichik partiyali PCB ishlab chiqarishga ixtisoslashgan. PCB ishlab chiqarish bo'yicha 10 yildan ortiq tajribaga ega bo'lgan JLCPCB, uyda va chet elda 200 000 dan ortiq mijozlarga ega, har kuni PCB prototipini ishlab chiqarish bo'yicha 8 000 dan ortiq buyurtma va PCB ishlab chiqarishning kichik miqdori. Yillik ishlab chiqarish quvvati 200 000 kv.m. har xil 1 qatlamli, 2 qatlamli yoki ko'p qatlamli PCB uchun. JLC - bu keng ko'lamli, quduq uskunalari, qat'iy boshqaruv va yuqori sifatga ega bo'lgan professional PCB ishlab chiqaruvchisi.

Gapiradigan elektronika

O'chirish sxemasini tuzgandan so'ng, men uni "5, 6, 7, 8 -rasmga qarang" ishlab chiqarish uchun PCB dizayniga aylantirdim, men tenglikni ishlab chiqarish uchun JLCPCB ni eng yaxshi tenglikni etkazib beruvchilari va eng arzon PCB etkazib beruvchilarini buyurtma qildim. sxema ular bilan ishonchli platforma - men qilishim kerak bo'lgan narsa - gerber faylini yuklash va PCB qalinligi va miqdori kabi ba'zi parametrlarni o'rnatish uchun oddiy bosish, men faqat 5 kundan keyin tenglikni olish uchun atigi 2 dollar to'ladim. Tegishli sxemaning "1, 2, 3, 4 -rasmlari" ko'rsatilgandek.

Tegishli yuklab olish fayllari

Siz Circuit (PDF) faylini bu erdan olishingiz mumkin. Yuqoridagi rasmlarda ko'rib turganingizdek, PCB juda yaxshi ishlab chiqarilgan va menda xuddi shu asosiy plastinka uchun qilingan PCB dizayni bor va lehimlash jarayonida menga ko'rsatma beradigan barcha teglar va logotiplar bor. Agar siz xuddi shu sxema bo'yicha buyurtma berishni xohlasangiz, Gerber faylini ushbu sxemadan yuklab olishingiz mumkin.

5 -qadam: Mashinangiz uchun tayanch yarating

Mashinamizning tashqi ko'rinishini yaxshilash uchun men Solidworks dasturiy ta'minotidan foydalanib, ushbu uch qismni "1 -rasmga qarang" deb loyihalashga qaror qildim, bu qismlar DVD o'quvchilarni yig'ishga yordam beradi, menda bu qismlarning DXF fayllari bor. FabLab Tunisdagi do'stlarimning yordami bilan men CNC lazerli kesish mashinasi yordamida ishlab chiqarilgan qismlarni oldim, biz bu qismlarni ishlab chiqarish uchun 5 mm MDF yog'ochli materialdan foydalanganmiz. Yana bir dizayn - qalam ushlagichi, men uni 3D bosib chiqarish jarayonidan o'tkazdim. Va siz barcha tegishli fayllarni quyidagi havolalardan yuklab olishingiz mumkin.

6 -qadam: ingredientlar

Keling, ushbu loyiha uchun zarur bo'lgan komponentlarni ko'rib chiqaylik, men yuqorida aytilganidek Arduino Nano -dan foydalanayapman, bu bizning mashinamizning yuragi bo'ladi. Loyiha shuningdek, ikkita qadamli dvigatelni o'z ichiga oladi, ular haydovchilar IC va servo motor. Tegishli narsalar uchun tavsiya etilgan Amazon havolalarini quyida topasiz

Bunday loyihalarni yaratish uchun bizga kerak bo'ladi:

• Biz JLCPCB -dan buyurtma bergan tenglikni
• Arduino nano:
• 2 x L293D H ko'prigi drayveri:
• 2 ta DIP 16 pinli IC uyasi:
• 1 x IC soket DIP:
• SIL va vint sarlavhasi ulagichlari:
• 1 x SG90 servo dvigateli:
• 2 x DVD o'quvchi:
• 3D bosilgan qismlar
• Lazer qismlari kesilgan
• O'rnatish uchun ba'zi vintlar
• Bizga JLCPCB sovg'a sifatida olgan qalam yoki boshqa qalam

7 -qadam: Elektron yig'ish va sinov

Endi biz barcha elektron komponentlarning lehim yig'ilishiga o'tamiz. Odatdagidek, siz ipakning yuqori qatlamida har bir komponentning taxtada joylashtirilganligini ko'rsatadigan yorliqni topasiz va shu bilan siz lehimlashda xato qilmasligingizga 100% amin bo'lasiz.

Ba'zi testlarni o'tkazing

"1 -rasmga qarang" elektron komponentlarini lehimlagandan so'ng, men DVD o'qish moslamasini X o'qi plastinkasiga burab qo'ydim va men dvigatel simlarini vintli sarlavhaga joylashtirganimdan ko'ra, asosiy dvigatel uchun xuddi shunday qildim. kod "2 -rasmga qarang". Ko'rib turganingizdek, qadamchi yaxshi harakat qiladi va biz to'g'ri yo'ldamiz.

/*********************************************** ************************************************ ************************************************ ******************** - Muallif: BELKHIR Muhammad** - Kasb: (Elektr muhandisi) MEGA DAS egasi** - Asosiy maqsadi: Sanoat ilovasi** - Mualliflik huquqi (v) egasi: Barcha huquqlar himoyalangan** - Litsenziya: BSD 2 -bandli litsenziya** - Sana: 2017-04-20*********************** ************************************************ ************************************************ ******************************************** / / ** ********************************* ESLATMA **************** **********************/ // Quyidagi shartlar bajarilgan taqdirda // o'zgartirish yoki o'zgartirishsiz manba va ikkilik shakllarda qayta taqsimlashga va ishlatishga ruxsat beriladi.:

// * Manba kodini qayta tarqatishda yuqoridagi mualliflik huquqi to'g'risidagi bildirishnoma saqlanishi kerak

// shartlar ro'yxati va quyidagi ogohlantirish.

// * Ikkilik shaklda qayta taqsimlash yuqoridagi mualliflik huquqi to'g'risidagi bildirishnomani takrorlashi kerak, // ushbu shartlar ro'yxati va tarqatish bilan ta'minlangan hujjatlarda // va/yoki boshqa materiallarda quyidagi ogohlantirish.

// BU dasturiy ta'minot mualliflik huquqi egalari va hissa qo'shuvchilar tomonidan "xuddi shunday"

// VA HAR QANDAY OCHIQ VA QO'LLANILGAN KAFOLATLAR, shu jumladan, lekin cheklanmagan holda, // ma'lum bir maqsadlar uchun savdo va muvofiqlikning kafolatlangan kafolatlari rad etiladi.

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // Stepperni kiriting Motor kutubxonasi const int stepPerRotation = 20; // Bosqichlar soni. CD/DVD uchun standart qiymat // X o'qining qadam dvigatelini bildiradi Qadamlar myStepperX (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); void setup () {myStepperX.setSpeed (100); // Bosqichli motor tezligi myStepperX.step (100); kechikish (1000); myStepperX.step (-100); kechikish (1000); } void loop () {}

8 -qadam: Mexanik qismlarni yig'ish

Biz ikkinchi bosqichli dvigatelni Y o'qi platasiga "1 -rasmga qarang" burab, tuzilmamizni yig'ishni davom ettiramiz. Y o'qini tayyorlaganingizdan so'ng, siz ikkala o'qni ham "o'q 2 ga qarang" birinchi bosqichida biz aytgan ikki o'qli rejani tuzishga tayyor bo'lasiz. Sizga kerak bo'lgan yagona narsa - ikkita o'qni 90 ° "3 -rasmga qarang".

Qalam ushlagichini yasash

Biz qalam ushlagichini 3D bosilgan qalam ushlagichini ushlab turish uchun kichik boltani buloqqa qo'yib tayyorlaymiz, so'ng servo dvigatelni "4 -rasmga qarang" joylashtiramiz, qalam ushlagichi tayyor, shuning uchun biz uni aravaga yopishtiramiz. Y o'qi, "5 -rasmga qarang" qadamli motorli qadamlarni bajarib, Y o'qi bo'ylab siljish uchun issiq elim yoki boshqa vositalardan foydalanadi, keyin biz X -o'qi tashuvchisiga "6 -rasmga qarang", va biz dvigatel simlarini bort bilan bog'lab qo'yamiz. Bir muncha vaqt o'tgach, biz mexanik dizaynni "7 -rasmga qarang" harakatiga tayyor bo'ldik.

9 -qadam: dasturiy ta'minot qismi

Dasturiy qismga o'tsak, biz mashinani jonlantirish uchun uchta dasturni birlashtiramiz, men birinchi rasmda qisqacha tavsif berdim, biz o'z dizaynimizni Inkscape dasturidan foydalanib, mashinamiz uchun zarur bo'lgan gcode faylini ishlab chiqaramiz. gcode ko'rsatmalarini tushunish uchun, mashinaning o'z kodi bo'lishi kerak, biz uni Arduino IDE dasturi yordamida yuklaymiz, oxirgi qism - bu mashinaning kodini gcode fayliga qanday bog'lash, bu dasturiy ta'minotni qayta ishlash orqali amalga oshiriladi.

Birinchi qadam - bu pastdagi havoladan yuklab olishingiz mumkin bo'lgan arduino taxtasi sketchini yuklash va sizning shcematic -ga muvofiq qadam motorining pinini yangilashni unutmang.

Eslatma: agar siz biznikidan bir xil sxemadan foydalansangiz, kod yaxshi ishlaydi va unda hech narsani o'zgartirishga hojat yo'q.

"Inkscape" Gcode -ni tayyorlash

Keyin biz Inkscape -ga o'tamiz va biz "1 -rasmga qarang" kabi ba'zi parametrlarni qog'oz ramkalar va birliklar "2 -rasmga qarang" kabi o'zgartiramiz, biz o'z dizaynimizni tayyorlaymiz va uni MakerBat unicon formatida saqlaymiz "5, 6 -rasmga qarang, agar bu format bo'lsa Inkscape versiyangizda mavjud emas, siz unga qo'shimchani qo'yishingiz mumkin, bosganingizda (saqlaganingizda) Gcode fayl parametrlarini o'zgartirish uchun yangi oyna paydo bo'ladi, siz qilishingiz kerak bo'lgan hamma narsa biznikiga o'xshash sozlamaga amal qilishdir. hamma narsa yaxshi bo'ladi, faqat "7, 8, 9 -rasm" ga amal qiling, keyin siz ushbu parametrlarni shunday o'rnatasiz va sizda gCode faylingiz bo'ladi.

Eslatma: agar siz 0.48.5 versiyasidan yuqori Inkscape versiyasidan foydalanayotgan bo'lsangiz, Gcode faylini kerakli formatda saqlay olmaysiz.

Mashinani "Processing 3" Gcode fayliga ulash

Dasturiy ta'minotni qayta ishlashga o'tsak, bu Arduino IDE -ning "10 -rasmni ko'rish" ga o'xshaydi, shuning uchun siz "CNC dasturi" faylini ochishingiz kerak, uni pastdagi havoladan yuklab olishingiz va uni ishga tushirishingiz mumkin "11 -rasmga qarang", ikkinchi oyna. paydo bo'ladi, siz mashinaning COM portini "12 -rasmga qarang" ni tanlash uchun klaviaturadagi oxirgi p -ni bosishingiz kerak va kerakli gcode faylini tanlash uchun oxirgi g -ni bosing, siz tanlagandan so'ng, mashina to'g'ridan -to'g'ri chizishni boshlaydi.

10 -qadam: Test va natijalar

Mana, biz sinovdan o'tish vaqti keldi, Gcode faylini yuklagandan so'ng, mashina chizishni boshlaydi va menga har bir qadam motoriga yuborilgan ketma -ketlikni ko'rsatadigan LED miltillashi yoqdi.

Dizaynlar juda yaxshi bajarilgan va siz yigitlarni ko'rishingiz mumkin, bu loyiha ajoyib va oson bajariladi, Oldingi loyihamizni ko'rishni unutmang - "o'zingiz qanday arduino trening platformasini yaratish kerak". Va yana ajoyib videolarni ko'rish uchun YouTube kanalimizga obuna bo'ling.

Oxirgi narsa, har kuni elektronika bilan shug'ullanayotganingizga ishonch hosil qiling

Bu MEGA DAS -dan BEE MB edi, keyingi safar ko'rishguncha