Arduino CNC Plotter (Чийүү машинасы): 10 кадам (Сүрөттөр менен)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2025-01-23 14:51

Эй балдар! Менин мурунку үйрөтүүчү "Өзүңүздүн Arduino тренинг платформаңызды кантип жасоо керек" сизге жакты деп үмүттөнөм жана сиз жаңысына даярсыз, адаттагыдай эле мен бул окуу куралын этап -этабы менен жетектөө үчүн ушундай супер укмуштай арзан электрондук долбоорлорду жасап жаткам. бул "CNC плоттер машинасы", ошондой эле "CNC чийүү" же жөн эле "Arduino CNC машинасы" деп аталат. ^_^

Мен Интернетте көп үйрөткүчтөрдү таптым, алар CNC плоттерин кантип жасоону түшүндүрөт, бирок маалыматтын жоктугунан мындай машинаны жасоо бир аз кыйын болгон, ошол себептен мен бул көрсөтмө берүүнү баштоону чечтим. өз сүрөт машинаңызды кантип оңой жасоо керектиги жөнүндө.

Бул долбоор, биз JLCPCBден заказ кылган жеке ПКБны алгандан кийин жасоо үчүн абдан ыңгайлуу

биздин машинанын көрүнүшүн жакшыртуу үчүн жана бул колдонмодо машинаңызды оңой түзүүгө мүмкүндүк берүүчү документтер жана коддор жетиштүү. Биз бул проектти болгону 5 күндүн ичинде жасадык, керектүү тетиктерди алуу үчүн үч күндүн ичинде аппараттык жабдууларды жасап бүтүрүп бүтүрүү үчүн, андан кийин 2 күндүн ичинде кодду даярдап, бир аз өзгөртүүлөрдү баштадык. Баштоодон мурун биринчи карап көрөлү

Бул көрсөтмөдөн эмнени үйрөнөсүз:

1. Долбооруңузга ылайыктуу жабдууларды тандоо, анын функционалдуулугуна жараша
2. Бардык тандалган компоненттерди туташтыруу үчүн схеманы даярдаңыз
3. Долбоордун бардык тетиктерин чогултуу (механикалык жана электрондук кураштыруу)
4. Машина балансынын масштабы
5. Системаны манипуляциялоону баштаңыз

1 -кадам: Плоттер машинасы деген эмне?

Мен бул үйрөнчүктөр үчүн көрсөтмө бергендиктен, мен алгач чийме машинасы деген эмне жана ал кантип иштээрин деталдуу түрдө түшүндүрүп беришим керек!

Википедияда аныкталгандай, CNC Компьютердик сандык башкаруу дегенди билдирет, бул компьютер көзөмөлдөгөн структура, ал компьютерден жөнөтүлгөн сериялык порт аркылуу көрсөтмөлөрдү алат жана алынган көрсөтмөлөргө жараша анын кыймылдаткычтарын жылдырат. Бул машиналардын көбү темир огунда тепкич моторлорду камтыган тепкичтүү моторго негизделген машиналар.

Айтылган "огуна" дагы бир сөз, ооба, ар бир CNC машинасында компьютер программасы тарабынан көзөмөлдөнө турган белгилүү бир огу бар.

Биздин учурда, биз жасаган CNC плоттери - бул эки октук машина "1 -сүрөттөгү деталдар", анын огунда кичинекей тепкичтүү моторлору бар "2 -сүрөттөгү тепкич" бул тепкичтер активдүү лотокту жылдырып, аны эки огунда кыймылга келтирет. чийме калемин колдонуу менен чийменин дизайнын түзүүнү пландаңыз. Калем кармалып, биздин структурадагы үчүнчү кыймылдаткычтын жардамы менен чыгарылат, бул servo мотор болот.

2 -кадам: Stepper мотору - негизги кыймылдаткыч

Кадам мотору же тепкич мотору же тепкич мотору - бул толук айланууну бир нече барабар кадамдарга бөлүүчү щеткасыз DC электр кыймылдаткычы. Кыймылдаткыч моментке моментке жана ылдамдыкка карата кылдаттык менен өлчөнүп турса, мотордун позициясын бул кадамдардын биринде пикир үчүн эч кандай позиция сенсору жок (ачык цикл контроллери) өткөрүүгө буйрук берилиши мүмкүн., Биздин проект үчүн тепкич моторлорду кайдан алса болот, оңой, жөн эле жогорудагы 1 -сүрөттөгүдөй эски DVD окурманды кармаңыз, менде 2 долларга эки доллар бар, сизге эмне керек болсо, аны бөлүп алуу керек кадам мотору жана анын колдоосу, 3 -сүрөттө көрүнүп тургандай, бизге алардын экөө керек болот.

Кыймылдаткычтарыңызды DVD окурмандан алгандан кийин, мотор катушкаларынын учтарын аныктоо менен аларды колдонууга даяр кылышыңыз керек. Ар бир тепкич моторунда эки катушка бар жана мультиметрди колдонуп, "5 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй" мотор казыктарынын туташтыргычынын ортосундагы каршылыкты өлчөө менен катушканын учтарын аныктай аласыз жана ар бир катуш үчүн болжол менен 10Ohm ченелиши керек. Мотор катушкаларын аныктагандан кийин, моторду башкаруу үчүн кээ бир зымдарды ээрчиңиз "6 -сүрөттү караңыз"

3 -кадам: Райондук диаграмма

Биздин машинанын жүрөгү бул ардуино Nano Dev тактасы, ал компьютерден алынган көрсөтмөгө жараша ар бир кыймылдаткычтын кыймылын көзөмөлдөйт, бул тепкич моторлорду башкаруу үчүн бизге ар бир кыймылдаткычтын ылдамдыгын жана багытын көзөмөлдөө үчүн тепкичтүү драйвер керек..

Биздин учурда, биз L293D H көпүрө мотор драйверин колдонобуз "3 -сүрөттү караңыз", ал мотор буйругун ардуинодон алат жана анын моторлорун көзөмөлдөйт.

Бардык керектүү тетиктерди Arduino тактайыбыз менен туташтыруу үчүн мен 1 -сүрөттү көрсөткөн схеманы түздүм, анда сиз тепкичтүү моторлор жана сервопривод үчүн бирдей туташууңуз керек.

2 -сүрөт схемада схема аркылуу деталдуу түрдө түшүндүрүлөт жана бул Arduino менен башка компоненттердин ортосундагы байланыш болушу керек, албетте бул шилтемелерди муктаждыктарыңызга жараша туураласа болот.

4 -кадам: PCB жасоо (JLCPCB тарабынан чыгарылган)

JLCPCB жөнүндө

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), Кытайдагы эң чоң PCB прототип ишканасы жана тез ПХБ прототипине жана чакан партиялуу PCB өндүрүшүнө адистешкен жогорку технологиялуу өндүрүүчү. PCB өндүрүшүндө 10 жылдан ашык тажрыйбасы бар, JLCPCBдин үйүндө жана чет өлкөдө 200 000ден ашуун кардарлары бар, күнүнө 8000ден ашуун PCB прототиптештирүү жана аз өлчөмдөгү ПХБ өндүрүштөрү бар. Жылдык өндүрүштүк кубаттуулугу 200 000 чарчы метрди түзөт. ар кандай 1-катмар, 2-катмар же көп катмардуу ПХБ үчүн. JLC - бул профессионалдуу PCB өндүрүүчүсү, масштабдуу, жакшы жабдуулар, катуу башкаруу жана жогорку сапат.

Сүйлөгөн электроника

Райондук схеманы түзгөндөн кийин, мен аны "5, 6, 7, 8 -сүрөттү карагыла" деп ПХБ дизайнына айландырдым, ПХБ өндүрүү үчүн мен JLCPCBди эң жакшы ПХБ жеткирүүчүлөрүн жана эң арзан ПХБ провайдерлерин тандап алдым. схема алар менен ишенимдүү платформа, мен эмне кылышым керек - гербер файлын жүктөө жана ПХБнын калыңдыгы жана түсү сыяктуу кээ бир параметрлерди орнотуу үчүн бир нече чыкылдатуу, мен беш күндөн кийин гана ПХБ алуу үчүн 2 доллар төлөдүм. Тиешелүү схеманын "сүрөтү 1, 2, 3, 4" көрсөткөндөй.

Тиешелүү жүктөө файлдары

Сиз бул жерден Circuit (PDF) файлын ала аласыз. Жогорудагы сүрөттөрдөн көрүнүп тургандай, ПКБ абдан жакшы өндүрүлгөн жана менде негизги такта үчүн жасалган ошол эле ПХБ дизайны бар жана бардык этикеткалар менен логотиптер мени ширетүү учурунда жетектеп турат. Ушул эле схемага заказ бергиңиз келсе, бул схема үчүн Gerber файлын бул жерден жүктөп алсаңыз болот.

5 -кадам: Сиздин машинаңызга колдоо көрсөтүңүз

Машинабызга жакшыраак көрүнүү үчүн, мен Solidworks программасын колдонуп, ушул 1 бөлүктү "1 -сүрөттү карагыла" деп чечтим, бул бөлүктөр бизге DVD окурмандарын чогултууга жардам берет, менде бул бөлүктөрдүн DXF файлдары бар. FabLab Тунистеги досторумдун жардамы менен мен CNC лазер кесүүчү машинанын жардамы менен иштелип чыккан тетиктерди алдым, биз бул тетиктерди алуу үчүн 5 мм MDF жыгач материалын колдондук. Дагы бир дизайн - бул калем кармагыч, мен аны 3D басып чыгаруу процесси аркылуу алдым. Жана төмөндөгү шилтемелерден бардык тиешелүү файлдарды жүктөп алсаңыз болот.

6 -кадам: Ингредиенттер

Эми бул долбоорго керектүү компоненттерди карап чыгалы, мен жогоруда айтылгандай Arduino Nano колдонуп жатам, бул биздин машинанын жүрөгү болот. Долбоор эки тепкичтүү моторду камтыйт, алар айдоочу ICлерди жана servo моторду камтыйт. Төмөндө ылайыктуу нерселер үчүн сунушталган Amazon шилтемелерин таба аласыз

Мындай долбоорлорду түзүү үчүн бизге керек болот:

• Биз JLCPCBден заказ кылган PCB
• Ардуино наносу:
• 2 x L293D H көпүрө айдоочусу:
• 2 x IC розеткасы DIP 16 пин:
• 1 x IC розеткасы DIP:
• SIL жана Screw баш коннекторлору:
• 1 x SG90 servo мотору:
• 2 x DVD окурмандар:
• 3D басылган бөлүктөр
• Лазер бөлүктөрүн кесип
• Кээ бир чогултуу үчүн бурама
• Биз JLCPCBден белек катары алган калем же башка чийме калем

7 -кадам: Электрондук жыйын жана тест

Биз азыр бардык электрондук компоненттердин ширетүүчү жыйынына өтүүдөбүз. Адаттагыдай эле, сиз жибектин үстүңкү катмарында ар бир компоненттин тактага жайгаштырылганын көрсөтүүчү энбелгини табасыз жана ушинтип сиз эч кандай ширетүү катасын чыгарбай тургандыгыңызга 100% ишенесиз.

Кээ бир тесттерди жасаңыз

Электрондук тетиктерди "1 -сүрөттү карагыла" деп ширеткенден кийин, мен DVD окурманды X огунун табагына сайып койгом жана мотор зымдарын аларга винт башына салып, мотор зымдарын степпер мотору аркылуу жөнөкөй тест жасоо үчүн, мен дагы тактай үчүн ушундай кылдым. код "2 -сүрөттү караңыз". Көрүп тургандай, тепкич жакшы кыймылдайт жана биз туура жолдо баратабыз.

/*********************************************** ************************************************ ************************************************ ******************** - Автор: БЕЛХИР Мохамед** - Кесиби: (Электр инженери) MEGA DAS ээси** - Негизги максаты: Өнөр жай колдонмосу** - Автордук укук (в) ээси: Бардык укуктар корголгон** - Лицензия: BSD 2 -Clause License** - Date: 2017-04-20*********************** ************************************************ ************************************************ ********************************************** / / ** ********************************* ЭСКЕРТҮҮ **************** **************:

// * Булак кодун кайра бөлүштүрүү жогорудагы автордук укук эскертүүсүн сактап калышы керек

// шарттардын тизмеси жана кийинки баш тартуу.

// * бинардык түрдө кайра бөлүштүрүү жогоруда көрсөтүлгөн автордук укук эскертүүсүн кайра чыгарышы керек, // бул шарттардын тизмеси жана таркатуу менен камсыздалган документтердеги // жана/же башка материалдар.

// БУЛ ПРОГРАММА "КОЛДОН КЕЛГЕНДЕ" автордук укуктун ээлери жана салым кошкондор тарабынан берилген

// ЖАНА КАНДАЙ АЧЫК ЖЕ КОЛДОНУЛГАН КЕПИЛДИКТЕР, КИРГИЗИЛГЕН, БИРООГО ЧЕКТЕЛБЕГЕН, // САТЫЛУУЛУКТУН ЖАНА АТАЙЫН МАКСАТТЫН ТУУРАЛУУЛУГУНУН КОЛДОНУЛГАН КЕПИЛДИКТЕРИ ЧЕТКЕ ЧЫГАРЫЛАТ

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // Stepperге кошуңуз Мотордук китепкана const int stepPerRotation = 20; // Кезек менен кадамдардын саны. CD/DVD үчүн стандарттык маани // X огунун тепкичтүү мотору Pins Stepper myStepperXти көрсөтүңүз (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); жараксыз орнотуу () {myStepperX.setSpeed (100); // Stepper мотор ылдамдыгы myStepperX.step (100); кечигүү (1000); myStepperX.step (-100); кечигүү (1000); } void loop () {}

8 -кадам: Механикалык бөлүктөрдү чогултуу

Экинчи тепкич моторду Y огунун платосуна бурап, структурабыздын курашын улантабыз "1 -сүрөттү караңыз". Y огун даярдагандан кийин, эки октун тең планын түзүүгө даяр болосуз, биз бул жөнүндө биринчи кадамда "2 -сүрөттү кара". сизге эмне керек болсо, эки окту 90 ° "3 -сүрөттү караңыз" деп коюу керек.

Калем кармагычтын жасалышы

Биз калем кармагычты кичинекей балта менен 3D басып чыгарган калем кармагычты кармоо үчүн даярдайбыз, андан кийин servo моторун "4 -сүрөттү караңыз", бурап койобуз, калем кармагыч даяр, андыктан биз аны арабага жабыштырабыз Y огу кандайдыр бир ысык желимди же башка каражаттарды колдонуп, Y огунда "5 -сүрөттү караңыз" тепкичтен кийин Y огунда тайып кетиши үчүн, биз активдүү тактабызды X огунун арабасына жабыштырабыз "6 -сүрөттү кара", жана биз моторлордун зымдарын борттогу коннекторлорго буроо менен бүтүрөбүз. Бир аз тартипке келгенден кийин, механикалык долбоорубуз "7 -сүрөттү карагыла" акциясына даярбыз.

9 -кадам: Программалык бөлүк

Программалык камсыздоо бөлүгүнө өтүү менен, биз машинаны тирүү кылуу үчүн үч программаны бириктиребиз, мен биринчи сүрөттө кыскача түшүндүрмө бергем, биз өзүбүздүн дизайныбызды Inkscape программасын колдонуп жасайбыз, ал биздин машинага керектүү gcode файлын чыгарат. gcode көрсөтмөлөрүн түшүнүү үчүн, машинанын өз коду болушу керек, биз Arduino IDE программасы аркылуу жүктөлөбүз, акыркы бөлүгү машинанын кодун gcode файлына кантип байланыштыруу керек, бул программалык камсыздоону иштетүү менен аткарылат.

Биринчи кадам - бул ардуино тактасынын эскизин жүктөө, аны сиз төмөндөгү шилтемеден жүктөп алсаңыз болот жана степпердин моторун пиниңизди shcematicке ылайык жаңыртууну унутпаңыз.

Эскертүү: эгер сиз биздикиндей схеманы колдонуп жатсаңыз, анда код жакшы иштейт жана анда эч нерсени өзгөртүүнүн кажети жок.

Gkode 'Inkscape'ти даярдоо

Андан кийин биз Inkscapeке өтөбүз жана кээ бир параметрлерди жөнгө салабыз '1 -сүрөттү карагыла' сыяктуу кагаз жээкчелери жана бирдиктер '2 -сүрөттү карагыла', биз өзүбүздүн дизайнды даярдайбыз жана аны MakerBat unicon форматында сактайбыз '5 -сүрөттү караңыз 6', эгерде бул формат болсо Inkscape версиясында жеткиликтүү эмес, сиз ага кошумча орното аласыз, чыкылдатыңыз (сактаңыз), Gcode файлынын параметрлерин тууралоо үчүн жаңы терезе пайда болот, эмне кылыш керек болсо, биздики менен бирдей жөнгө салуу керек баары жакшы болот "7, 8, 9" сүрөттөрүн ээрчиңиз, андан кийин бул параметрлерди мындай койсоңуз болот жана сизде gCode файлы бар.

Эскертүү: эгер сиз 0.48.5 версиясынан жогору Inkscape версиясын колдонуп жатсаңыз, Gcode файлын керектүү форматта сактай албайсыз.

Машинаны 'Processing 3' Gcode файлына байланыштыруу

Программалык камсыздоого өтүү, бул бир аз Arduino IDEге окшош 'сүрөттү 10 карагыла', андыктан төмөндөгү шилтемеден жүктөп ала турган 'CNC программасы' файлын ачып, аны иштетүү керек 'сүрөттү 11 караңыз', экинчи терезе пайда болот, машинанын COM портун тандоо үчүн клавиатурадагы акыркы p басуу керек 'караңыз сүрөттү 12', жана керектүү gcode файлын тандоо үчүн акыркы g басуу керек, сиз аны тандагандан кийин машина түз тарта баштайт.

10 -кадам: Тест жана Жыйынтыктар

Мына, биз тестирлөөнүн убактысы келди, Gcode файлын жүктөгөндөн кийин, машина чийип баштайт жана мага ар бир тепкич моторго жөнөтүлгөн ырааттуулуктарды көрсөткөн LEDдин жаркылдашы абдан жакты.

Дизайндар абдан жакшы жасалган, жана сиз жигиттердин долбоорун укмуштуу жана оңой жасоону көрө аласыз, Мурунку проектибизди көрүүнү унутпаңыз, бул "өзүңүздүн arduino тренинг платформаңызды кантип жасоо керек". Жана дагы укмуш видеолор үчүн YouTube каналыбызга жазылыңыз.

Акыркы нерсе, сиз күн сайын электроника кылып жатканыңызды текшериңиз

Бул MEGA DASтан келген BEE MB кийинки жолу көрүшкөнчө