Plotter CNC Arduino (מכונת ציור): 10 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

היי חבר'ה! אני מקווה שכבר נהנתם מההדרכה הקודמת שלי "כיצד להכין פלטפורמת אימון ארדואינו בעצמך" ואתה מוכן לאחת חדשה, כרגיל הכנתי הדרכה זו כדי להדריך אותך צעד אחר צעד תוך כדי יצירת פרויקטים אלקטרוניים בעלות נמוכה במיוחד. שהיא "מכונת ה- plotter CNC" הידועה גם בשם "ציור CNC" או סתם "מכונת CNC Arduino". ^_^

מצאתי הרבה הדרכות ברחבי האינטרנט שמסבירות כיצד להכין פלוטר CNC, אך מחוסר המידע היה קצת קשה להכין מכונה כזו, זו הסיבה שהחלטתי להתחיל את ההנחיה שבה אני אראה לך בפרטים כיצד להכין מכונת ציור משלך בקלות.

הפרויקט הזה כל כך נוח במיוחד לאחר קבלת הלוח המותאם אישית שהזמנו מ- JLCPCB

כדי לשפר את המראה של המכונה שלנו וגם במדריך זה יש מספיק מסמכים וקודים כדי לאפשר לך ליצור את המכונה שלך בקלות. עשינו את הפרויקט הזה תוך 5 ימים בלבד, רק שלושה ימים כדי לקבל את כל החלקים הדרושים ולסיים את ייצור החומרה וההרכבה, ולאחר מכן יומיים להכין את הקוד ולהתחיל כמה התאמות. לפני שמתחילים נראה קודם

מה תלמד מהמדריך הזה:

1. בחירת החומרה הנכונה לפרויקט שלך בהתאם לפונקציות שלו
2. הכינו את תרשים המעגל לחיבור כל הרכיבים הנבחרים
3. הרכיב את כל חלקי הפרויקט (הרכבה מכנית ואלקטרונית)
4. קנה מידה של איזון המכונה
5. התחל לתפעל את המערכת

שלב 1: מהי מכונת פלוטר

מכיוון שהכנתי את זה להדרכה למתחילים, עלי להסביר בפירוט בפירוט מהי מכונת הציור וכיצד היא פועלת!

כפי שהוא מוגדר בויקיפדיה, CNC מייצג בקרת מספרים ממוחשבים, מכונה שהיא מבנה מבוקר מחשב המקבל הוראות דרך יציאה טורית הנשלחת ממחשב ומזיזה את המפעילים שלה בהתאם להוראות שהתקבלו. רוב המכונות הללו הן מכונות מבוססות מנועי צעד הכוללות מנועי צעד בציר הנושא.

מילה נוספת שהוזכרה ל"ציר ", כן, לכל מכונת CNC יש מספר צירים מוגדר אשר נשלט על ידי תוכנת המחשב.

במקרה שלנו פלוטר ה- CNC שיצרנו הוא מכונת ציר כפול "פירוט בתמונה 1" שבצירו מנועי צעד קטנים "צעד בתמונה 2" הצעדים הללו יזיזו מגש פעיל ויגרמו לו לנוע בציר כפול. מתכננים ליצור את עיצוב הציור באמצעות עט ציור. העט יוחזק וישתחרר באמצעות מנוע שלישי במבנה שלנו שיהיה מנוע סרוו.

שלב 2: מנוע צעד הוא המפעיל הראשי

מנוע צעד או מנוע צעד או מנוע דריכה הוא מנוע חשמלי DC ללא מברשות המחלק סיבוב מלא למספר שלבים שווים. לאחר מכן ניתן לצוות על מיקום המנוע לנוע ולהחזיק באחד השלבים הללו ללא כל חיישן מיקום למשוב (בקר לולאה פתוחה), כל עוד המנוע מותאם בקפידה ליישום ביחס למומנט ומהירות., מאיפה להשיג את מנועי הצעדים לפרויקט שלנו, קל מאוד, פשוט קח קורא DVD ישן כמו בתמונה 1 למעלה, יש לי שניים ב -2 דולר, כל מה שאתה צריך לעשות זה לפרק אותו כדי לחלץ אותו מנוע הצעד ותמיכתו, כפי שהוא מראה בתמונה 3, נזדקק לשניים מהם.

ברגע שאתה מקבל את המנועים שלך מקורא ה- DVD, עליך להפוך אותם למוכנים לשימוש על ידי זיהוי קצוות סלילי המנוע. לכל מנוע צעד יש שני סלילים ובאמצעות מולטימטר ניתן לזהות את קצוות הסליל על ידי מדידת ההתנגדות בין מחבר סיכות המנוע "כפי שמוצג בתמונה 5" ועל כל סליל זה צריך להיות נמדד בערך 10Ohm. לאחר זיהוי סלילי המנוע פשוט הלחם כמה חוטים לשליטה במנוע דרכם "ראה תמונה 6"

שלב 3: תרשים המעגל

לב המכונה שלנו הוא לוח arduino Nano Dev שישלוט בתנועת כל מפעיל בהתאם להנחיות המתקבלות מהמחשב, על מנת לשלוט במנועי צעד אלה אנו זקוקים לנהג מנועי צעד כדי לשלוט במהירות ובכיוון כל מפעיל..

במקרה שלנו נשתמש בנהג מנועי גשר L293D H "ראה תמונה 3" שיקבל את הפקודה המנועית שנשלחת מארדואינו דרך כניסותיה ונשלוט על מנועי הצעד באמצעות היציאות שלה.

על מנת לחבר את כל החלקים הדרושים יחד עם לוח ה- Arduino שלנו הכנתי את תרשים המעגלים המציג תמונה 1 שבה עליך לעקוב אחר אותו חיבור הן עבור מנועי הצעד והן עבור מנוע הסרוו.

תמונה 2 מסבירה בפירוט באמצעות סכמטי את תרשים המעגלים וכיצד זה אמור להיות הקישורים בין הארדואינו לרכיבים האחרים, בוודאי שתוכל להתאים את הקישורים הללו בהתאם לצרכיך.

שלב 4: הכנת ה- PCB (מיוצר על ידי JLCPCB)

אודות JLCPCB

JLCPCB (שנזן JIALICHUANG אלקטרוניקה לפיתוח טכנולוגיות ושות 'בע"מ), הוא מפעל האב-טיפוס הגדול ביותר בסין ויצרנית היי-טק המתמחה באב-טיפוס PCB מהיר וייצור PCB-אצווה קטנה. עם יותר מ -10 שנות ניסיון בייצור PCB, ל- JLCPCB יש יותר מ -200, 000 לקוחות בבית ומחוצה לה, עם יותר מ -8,000 הזמנות מקוונות של אב טיפוס PCB וייצור PCB בכמות קטנה ליום. כושר הייצור השנתי הוא 200, 000 מ"ר עבור PCBs של 1 שכבה, 2 שכבות או רב שכבתית. JLC היא יצרנית PCB מקצועית המציעה ציוד טוב בקנה מידה גדול, ניהול קפדני ואיכות מעולה.

אלקטרוניקה מדברת

לאחר הכנת תרשים המעגלים הפכתי אותו לעיצוב PCB כדי לייצר אותו "ראה תמונה 5, 6, 7, 8", על מנת לייצר את הלוח, בחרתי ב- JLCPCB את מיטב ספקי הלוח והספקי הלוח הזולים ביותר להזמין את שלי מעגל חשמלי. עם הפלטפורמה האמינה כל מה שאני צריך לעשות זה כמה לחיצות פשוטות להעלות את קובץ הגרבר ולהגדיר כמה פרמטרים כמו צבע עובי הלוח והכמות, ואז שילמתי רק 2 דולרים כדי לקבל את ה- PCB אחרי חמישה ימים בלבד. כפי שהוא מראה "התמונה 1, 2, 3, 4" של סכמטיקה קשורה.

קבצי הורדה קשורים

תוכל לקבל את קובץ המעגל (PDF) מכאן. כפי שאתה יכול לראות בתמונות למעלה PCB מיוצר היטב ויש לי את אותו עיצוב PCB שיצרנו ללוח הראשי שלנו וכל התוויות והלוגואים נמצאים שם כדי להדריך אותי במהלך שלבי ההלחמה. אתה יכול גם להוריד את קובץ Gerber עבור מעגל זה מכאן במקרה שאתה רוצה לבצע הזמנה לאותו עיצוב מעגל.

שלב 5: תכנן תמיכה למכונה שלך

על מנת להביא מראה טוב יותר למכונה שלנו החלטתי לעצב את שלושת החלקים הללו "ראו תמונה 1" באמצעות תוכנת Solidworks, חלקים אלה יעזרו לנו להרכיב את קוראי ה- DVD יחד, יש לי את קבצי ה- DXF של חלקים אלה ועם עזרת חברי בחברת FabLab תוניסיה יש לי את החלקים המעוצבים שמייצרים באמצעות מכונת חיתוך לייזר CNC, השתמשנו בחומר עץ 5 מ"מ MDF כדי לייצר חלקים אלה. עיצוב נוסף שהוא מחזיק עט הציור, קיבלתי אותו בתהליך הדפסה תלת מימדית. ותוכל להוריד את כל הקבצים הקשורים מהקישורים למטה.

שלב 6: מרכיבים

כעת נסקור את הרכיבים הדרושים לנו לפרויקט זה, אני משתמש ב- Arduino Nano כפי שהוזכר לעיל, הוא יהיה לב המכונה שלנו. הפרויקט כולל גם שני מנועי צעדים איתם מנהלי התקנים IC ומנוע סרוו. תוכלו למצוא כמה קישורים מומלצים של אמזון עבור הפריטים המתאימים

על מנת ליצור פרויקטים מסוג זה נצטרך:

• ה- PCB שהזמנו מ- JLCPCB
• ננו ארדואינו:
• 2 x נהג גשר L293D H:
• 2 x שקעי IC DIP 16 פינים:
• 1 x DIP שקע IC:
• מחברי כותרת SIL ו- Brew:
• 1 x מנוע סרוו SG90:
• 2 x קוראי DVD:
• החלקים המודפסים בתלת מימד
• החלקים הגזורים בלייזר
• קצת בורג להרכבה
• העט שקיבלנו במתנה מ- JLCPCB או מכל עט ציור אחר

שלב 7: הרכבה ובדיקה אלקטרונית

אנו עוברים כעת להרכבת הלחמה של כל הרכיבים האלקטרוניים. כרגיל תמצא על שכבת המשי העליונה תווית של כל רכיב המציין את מיקומו על הלוח ובכך תהיה בטוח ב 100% שלא תעשה טעויות הלחמה.

תעשי כמה בדיקות

לאחר הלחמת הרכיבים האלקטרוניים "ראו תמונה 1", אני דופק את קורא ה- DVD לצלחת ציר ה- X ועשיתי אותו דבר עבור הלוח הראשי ממה שהנחתי את חוטי המנוע בהם כותרת בורג כדי לבצע בדיקה פשוטה באמצעות בדיקת מנוע צעד. קוד "ראה תמונה 2". כפי שאתה רואה הצעד נע בצורה תקינה ואנחנו בדרך הנכונה.

/********************************************* ********************************************** ********************************************** ******************** - מחבר: BELKHIR Mohamed** - מקצוע: (מהנדס חשמל) בעל MEGA DAS** - מטרה עיקרית: יישום תעשייתי** - זכויות יוצרים (ג) מחזיק: כל הזכויות שמורות** - רישיון: רישיון BSD 2 סעיף** - תאריך: 2017-04-20*********************** ********************************************** ********************************************** ****************************************** / / ** ********************************* הערה **************** **********************/ // הפצה ושימוש במקורות ובצורות בינאריות, עם או בלי // שינויים, מותרים בתנאי שיתקיימו התנאים הבאים:

// * הפצות מחדש של קוד המקור חייבות לשמור על הודעת זכויות היוצרים לעיל, זו

// רשימת התנאים וההסתייגות הבאה.

// * הפצות מחדש בצורה בינארית חייבות לשחזר את הודעת זכויות היוצרים לעיל, // רשימת תנאים זו וההסתייגות הבאה בתיעוד // ו/או חומרים אחרים המסופקים בהפצה.

// תוכנה זו מסופקת על ידי מחזיקי הזכויות ותורמים "כפי שהם"

// וכל אחריות מפורשת או משתמעת, לרבות, אך לא מוגבלת, // האחריות המשתמעת של סחירות והתאמה למטרה מיוחדת נדחית.

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // כלול את הספרייה המוטורית stepper const int stepPerRotation = 20; // מספר השלבים לפי סיבוב. ערך סטנדרטי עבור CD/DVD // ציין מנוע צעד ציר X סיכות Stepper myStepperX (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); הגדרת void () {myStepperX.setSpeed (100); // מהירות מנוע צעד myStepperX.step (100); עיכוב (1000); myStepperX.step (-100); עיכוב (1000); } לולאת חלל () {}

שלב 8: הרכבת החלקים המכניים

אנו ממשיכים בהרכבת המבנה שלנו על ידי הברגת מנוע הצעד השני לרמת ציר Y "ראה תמונה 1". לאחר הכנת ציר Y יהיו שני הצירים מוכנים ליצור את תוכנית הציר הכפול שדיברנו עליו בשלב הראשון "ראו תמונה 2". כל מה שאתה צריך לעשות הוא למקם את שני הצירים ב 90 ° "ראו תמונה 3".

יצירת מחזיק העט

אנו מכינים את מחזיק העט על ידי הנחת גרזן קטן למעיין בכדי להחזיק את מחזיק העט המודפס בתלת מימד ולאחר מכן אנו דופקים את מנוע הסרוו למיקומו "ראו תמונה 4", מחזיק העט מוכן כך שאנו מדביקים אותו לכרכרה של העט ציר Y באמצעות דבק חם כלשהו או כל אמצעי אחר שיאפשר לו להחליק על ציר ה- Y בעקבות הצעדים של מנוע הצעד "ראו תמונה 5", ואז אנו מדביקים את המשטח הפעיל שלנו לעגלה של ציר ה- X "ראו תמונה 6", ואנו מסיימים עם הברגת חוטי המנועים אליהם מחברים על הלוח. לאחר סידור כלשהו, יש לנו את העיצוב המכני שלנו מוכן לפעולה 'ראה תמונה 7'.

שלב 9: חלק תוכנה

במעבר לחלק התוכנה, נשלב שלוש תוכנות על מנת להפוך את המכונה לחיה, ערכתי תיאור קצר בתמונה הראשונה, נכין את העיצוב שלנו באמצעות תוכנת Inkscape המייצרת קובץ gcode הדרוש למכונה שלנו ולמען בטוח שכדי להבין את הוראות gcode למכונה צריך להיות קוד משלה שנעלה באמצעות תוכנת Arduino IDE, החלק האחרון הוא כיצד לקשר את קוד המכונה לקובץ gcode, זה מתבצע על ידי תוכנת עיבוד.

השלב הראשון הוא העלאת ה- scketch של לוח arduino שתוכל להוריד מהקישור למטה ואל תשכח לעדכן את סיכת מנועי הצעד בהתאם לשיקמט שלך.

הערה: אם אתה משתמש באותו סכמטי כמו שלנו כך שהקוד יעבוד מצוין ואין צורך לשנות בו כלום.

הכנת ה- Gcode 'Inkscape'

לאחר מכן אנו עוברים ל- Inkscape ומתאים כמה פרמטרים 'ראו תמונה 1' כמו מסגרות הנייר ויחידות 'ראו תמונה 2', מכינים את העיצוב ושומרים אותו בפורמט MakerBat unicon 'ראו תמונה 5, 6', אם פורמט זה הוא אינו זמין בגרסת Inkscape שלך, תוכל למקם תוסף בכדי לקבל אותו, לאחר שתלחץ על (שמור) יופיע חלון חדש להתאמות פרמטרי קובץ Gcode, כל שעליך לעשות הוא לבצע את אותה ההתאמה כמו שלנו ו הכל יהיה בסדר פשוט עקוב אחר 'תמונה 7, 8, 9' ואז תגדיר את הפרמטרים האלה כך שיש לך קובץ gCode שלך.

הערה: לא ניתן לשמור את קובץ ה- Gcode בפורמט הנדרש אם אתה משתמש בגירסת Inkscape גבוהה יותר מגרסה 0.48.5

קישור המכונה לקובץ Gcode 'עיבוד 3'

מעבר לתוכנת עיבוד, זה קצת דומה ל- Arduino IDE 'ראה תמונה 10' אז עליך לפתוח את קובץ 'תוכנית CNC' אותו תוכל להוריד מהקישור למטה ופשוט להריץ אותו 'ראה תמונה 11', חלון שני יופיע, עליך ללחוץ על p האחרון במקלדת שלך כדי לבחור את יציאת ה- COM של המכונה 'ראה תמונה 12', ולחץ על g האחרון כדי לבחור את קובץ ה- gcode הרצוי, לאחר שתבחר אותו המכונה תתחיל לצייר ישירות.

שלב 10: בדיקה ותוצאות

והנה, הגיע הזמן לבדיקה כלשהי, לאחר שהעלה את קובץ ה- Gcode המכונה התחילה לצייר ומאוד אהבתי את הבהוב הלדים המציג את הרצפים שנשלחו לכל מנוע צעד.

העיצובים נעשים היטב, וניתן לראות חבר'ה שהפרויקט מדהים וקל לביצוע גם כן, אל תשכח לצפות בפרויקט הקודם שלנו שהוא "איך להכין פלטפורמת אימון ארדואינו משלך". והירשם לערוץ היוטיוב שלנו לסרטונים מדהימים נוספים.

דבר אחרון, וודא שאתה עושה אלקטרוניקה כל יום

זה היה BEE MB מ- MEGA DAS נתראה בפעם הבאה