Máy vẽ CNC Arduino (MÁY VẼ): 10 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Này các cậu! Tôi hy vọng bạn đã thích bài hướng dẫn trước đây của tôi "Cách tạo nền tảng đào tạo Arduino của riêng bạn" và bạn đã sẵn sàng cho một nền tảng mới, như thường lệ, tôi thực hiện hướng dẫn này để hướng dẫn bạn từng bước trong khi thực hiện loại dự án điện tử chi phí thấp siêu tuyệt vời này đó là "máy vẽ CNC" còn được gọi là "bản vẽ CNC" hoặc chỉ "máy CNC Arduino". ^ _ ^

Tôi đã tìm thấy rất nhiều hướng dẫn trên web giải thích cách tạo Máy cắt CNC, nhưng với việc thiếu thông tin, việc chế tạo máy như vậy hơi khó khăn, đó là lý do tại sao tôi quyết định bắt đầu tài liệu hướng dẫn này, nơi tôi sẽ chỉ cho bạn chi tiết làm thế nào để dễ dàng tạo ra máy vẽ của riêng bạn.

Dự án này rất hữu ích để thực hiện đặc biệt sau khi nhận được PCB tùy chỉnh mà chúng tôi đã đặt hàng từ JLCPCB

để cải thiện sự xuất hiện của máy của chúng tôi và cũng có đủ tài liệu và mã trong hướng dẫn này để cho phép bạn tạo máy của mình một cách dễ dàng. Chúng tôi đã thực hiện dự án này chỉ trong 5 ngày, chỉ ba ngày để có tất cả các bộ phận cần thiết và hoàn thành việc chế tạo phần cứng và lắp ráp, sau đó 2 ngày để chuẩn bị mã và bắt đầu một số điều chỉnh. Trước khi bắt đầu, chúng ta hãy xem trước

Bạn sẽ học được gì từ tài liệu hướng dẫn này:

1. Lựa chọn phần cứng phù hợp cho dự án của bạn tùy thuộc vào chức năng của nó
2. Chuẩn bị sơ đồ mạch để kết nối tất cả các thành phần đã chọn
3. Lắp ráp tất cả các bộ phận của dự án (lắp ráp cơ khí và điện tử)
4. Tỷ lệ cân bằng máy
5. Bắt đầu thao tác hệ thống

Bước 1: Máy cắt decal là gì

Vì tôi đã thực hiện điều này hướng dẫn cho người mới bắt đầu, trước tiên tôi nên giải thích chi tiết máy vẽ là gì và nó hoạt động như thế nào!

Như được định nghĩa trong wikipedia, CNC là viết tắt của Computer number control, một máy là một cấu trúc được điều khiển bằng máy tính nhận các lệnh thông qua một cổng nối tiếp được gửi từ máy tính và di chuyển các cơ cấu truyền động của nó tùy thuộc vào các lệnh đã nhận. Hầu hết các máy này là máy dựa trên động cơ bước bao gồm động cơ bước trong trục chủ đề.

Một từ khác để đề cập đến "trục", vâng, mỗi máy CNC có một số trục xác định sẽ được điều khiển bởi chương trình máy tính.

Trong trường hợp của chúng tôi, máy vẽ CNC mà chúng tôi đã chế tạo là máy trục đôi "chi tiết trong hình 1" có động cơ bước nhỏ trong trục của nó "bước trong hình 2" các bước này sẽ di chuyển khay hoạt động và làm cho nó di chuyển theo trục kép dự định tạo thiết kế bản vẽ bằng bút vẽ. Cây bút sẽ được giữ và nhả ra bằng cách sử dụng một động cơ thứ ba trong cấu trúc của chúng ta, động cơ này sẽ là động cơ servo.

Bước 2: Động cơ bước là thiết bị truyền động chính

Động cơ bước hoặc động cơ bước hoặc động cơ bước là động cơ điện một chiều không chổi than chia một vòng quay đầy đủ thành một số bước bằng nhau. Vị trí của động cơ sau đó có thể được chỉ huy để di chuyển và giữ ở một trong các bước này mà không cần bất kỳ cảm biến vị trí nào để phản hồi (bộ điều khiển vòng hở), miễn là động cơ được định kích thước cẩn thận cho ứng dụng về mô-men xoắn và tốc độ., từ đâu để lấy động cơ bước cho dự án của chúng tôi, thật dễ dàng, chỉ cần lấy một đầu đọc DVD cũ như trong hình 1 ở trên, tôi đã có hai chiếc với giá 2 đô la, hơn tất cả những gì bạn cần làm là tháo rời nó để trích xuất động cơ bước và hỗ trợ của nó, như hình 3, chúng ta sẽ cần hai trong số chúng.

Khi bạn lấy động cơ từ đầu đọc DVD, bạn nên chuẩn bị chúng sẵn sàng để sử dụng bằng cách xác định các đầu cuộn dây của động cơ. Mỗi động cơ bước có hai cuộn dây và sử dụng đồng hồ vạn năng, bạn có thể xác định các đầu cuộn dây bằng cách đo điện trở giữa đầu nối chân động cơ "như hình 5" và đối với mỗi cuộn dây, nó nên được đo khoảng 10Ohm. Sau khi xác định các cuộn dây động cơ chỉ cần hàn một số dây để điều khiển động cơ thông qua chúng "xem hình 6"

Bước 3: Sơ đồ mạch

Trái tim của máy của chúng tôi là một bo mạch arduino Nano Dev sẽ điều khiển chuyển động của từng bộ truyền động tùy thuộc vào lệnh nhận được từ máy tính, để điều khiển các động cơ bước này, chúng ta cần có một trình điều khiển động cơ bước để điều khiển tốc độ và hướng của từng bộ truyền động.

Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi sẽ sử dụng trình điều khiển động cơ cầu L293D H "xem hình 3" sẽ nhận lệnh động cơ được gửi từ arduino thông qua các đầu vào của nó và điều khiển động cơ bước bằng đầu ra của nó.

Để kết nối tất cả các bộ phận cần thiết với nhau với bảng Arduino của chúng tôi, tôi đã tạo sơ đồ mạch hiển thị hình 1 trong đó bạn nên làm theo cùng một kết nối cho cả động cơ bước và động cơ servo.

Hình 2 giải thích chi tiết thông qua sơ đồ sơ đồ mạch và cách nó nên là các liên kết giữa Arduino và các thành phần khác, chắc chắn bạn có thể điều chỉnh các liên kết này tùy thuộc vào nhu cầu của mình.

Bước 4: Chế tạo PCB (Do JLCPCB sản xuất)

Về JLCPCB

JLCPCB (Công ty TNHH Phát triển Công nghệ Điện tử JIALICHUANG Thâm Quyến), là doanh nghiệp sản xuất nguyên mẫu PCB lớn nhất ở Trung Quốc và là nhà sản xuất công nghệ cao chuyên sản xuất nguyên mẫu PCB nhanh và sản xuất PCB hàng loạt. Với hơn 10 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực sản xuất PCB, JLCPCB có hơn 200.000 khách hàng trong và ngoài nước, với hơn 8.000 đơn đặt hàng trực tuyến về tạo mẫu PCB và sản xuất PCB số lượng ít mỗi ngày. Năng lực sản xuất hàng năm là 200, 000 sq.m. cho nhiều loại PCB 1 lớp, 2 lớp hoặc nhiều lớp. JLC là nhà sản xuất PCB chuyên nghiệp với quy mô lớn, thiết bị tốt, quản lý chặt chẽ và chất lượng cao.

Điện tử biết nói

Sau khi tạo sơ đồ mạch, tôi đã chuyển đổi nó thành một thiết kế PCB để sản xuất nó "xem hình 5, 6, 7, 8", để sản xuất PCB, tôi đã chọn JLCPCB các nhà cung cấp PCB tốt nhất và các nhà cung cấp PCB rẻ nhất để đặt hàng của tôi. mạch điện. với nền tảng đáng tin cậy của họ, tất cả những gì tôi cần làm là một vài cú nhấp chuột đơn giản để tải lên tệp gerber và đặt một số thông số như màu sắc và số lượng độ dày của PCB, sau đó tôi chỉ phải trả 2 đô la để có được PCB của mình chỉ sau năm ngày. Vì nó hiển thị "hình ảnh 1, 2, 3, 4" của phép toán liên quan.

Tệp tải xuống có liên quan

Bạn có thể lấy tệp Mạch (PDF) từ đây. Như bạn có thể thấy trong các hình trên, PCB được sản xuất rất tốt và tôi đã có thiết kế PCB giống như chúng tôi đã làm cho bo mạch chính của chúng tôi và tất cả các nhãn và biểu trưng ở đó để hướng dẫn tôi trong các bước hàn. Bạn cũng có thể tải xuống tệp Gerber cho mạch này từ đây trong trường hợp bạn muốn đặt hàng cho cùng một thiết kế mạch.

Bước 5: Thiết kế Hỗ trợ cho Máy của Bạn

Để mang lại vẻ ngoài đẹp hơn cho máy của chúng tôi, tôi quyết định chỉ định ba phần này "xem hình 1" bằng phần mềm Solidworks, những phần này sẽ giúp chúng tôi lắp ráp các đầu đọc DVD lại với nhau, tôi đã có các tệp DXF của các bộ phận này và với sự giúp đỡ của những người bạn của tôi ở FabLab Tunisia Tôi đã có các bộ phận được thiết kế sản xuất bằng máy cắt laser CNC, chúng tôi đã sử dụng vật liệu gỗ MDF 5mm để sản xuất các bộ phận này. Tuy nhiên, một thiết bị khác là ống đựng bút vẽ, tôi đã có nó thông qua quá trình in 3D. Và bạn có thể tải xuống tất cả các tệp liên quan từ các liên kết bên dưới.

Bước 6: Thành phần

Bây giờ chúng ta hãy xem xét các thành phần cần thiết mà chúng ta cần cho dự án này, tôi đang sử dụng Arduino Nano như đã đề cập ở trên, nó sẽ là trái tim của máy chúng ta. Dự án cũng bao gồm hai động cơ bước với chúng là IC điều khiển và một động cơ servo. Bạn sẽ tìm thấy dưới đây một số liên kết amazon được đề xuất cho các mặt hàng thích hợp

Để tạo ra loại dự án này, chúng tôi sẽ cần:

• PCB mà chúng tôi đã đặt hàng từ JLCPCB
• Một nano Arduino:
• Trình điều khiển cầu 2 x L293D H:
• 2 x ổ cắm IC DIP 16 chân:
• 1 x ổ cắm IC DIP:
• Đầu nối tiêu đề SIL và vít:
• 1 x động cơ servo SG90:
• 2 x đầu đọc DVD:
• Các bộ phận được in 3D
• Các bộ phận được cắt bằng laser
• Một số vít để lắp ráp
• Chiếc bút mà chúng tôi nhận được như một món quà từ JLCPCB hoặc bất kỳ chiếc bút vẽ nào khác

Bước 7: Lắp ráp và kiểm tra điện tử

Bây giờ chúng tôi chuyển sang lắp ráp hàn của tất cả các thành phần điện tử. Như thường lệ, bạn sẽ thấy trên lớp lụa trên cùng có nhãn của từng thành phần cho biết vị trí của nó trên bảng và bằng cách này, bạn sẽ chắc chắn 100% rằng bạn sẽ không mắc bất kỳ lỗi hàn nào.

Thực hiện một số bài kiểm tra

Sau khi hàn các linh kiện điện tử "xem hình 1", tôi vặn đầu đọc DVD vào tấm trục X và tôi cũng làm như vậy đối với bo mạch chính so với việc đặt các dây động cơ vào đầu vít của chúng để thực hiện một bài kiểm tra đơn giản bằng cách sử dụng kiểm tra động cơ bước. mã "xem hình 2". Như bạn thấy bước chuyển động tốt và chúng ta đang đi đúng hướng.

/ ************************************************* ************************************************** ************************************************** ******************* * - Tác giả: BELKHIR Mohamed * * - Nghề nghiệp: (Thợ điện) Chủ sở hữu MEGA DAS * * - Mục đích chính: Ứng dụng công nghiệp * * - Bản quyền (c) chủ sở hữu: Bảo lưu mọi quyền * * - Giấy phép: Giấy phép BSD 2 khoản * * - Ngày: 2017-04-20 * * ********************* ************************************************** ************************************************** ********************************************** / / ** ********************************* GHI CHÚ **************** ********************** / // Việc phân phối lại và sử dụng ở dạng nguồn và dạng nhị phân, có hoặc không // sửa đổi, được phép với điều kiện đáp ứng các điều kiện sau:

// * Việc phân phối lại mã nguồn phải giữ lại thông báo bản quyền ở trên, điều này

// danh sách các điều kiện và tuyên bố từ chối trách nhiệm sau.

// * Bản phân phối lại ở dạng nhị phân phải sao chép thông báo bản quyền ở trên, // danh sách các điều kiện này và tuyên bố từ chối trách nhiệm sau trong tài liệu // và / hoặc các tài liệu khác được cung cấp cùng với bản phân phối.

// PHẦN MỀM NÀY ĐƯỢC CUNG CẤP BỞI CHỦ BẢN QUYỀN VÀ NHÀ ĐÓNG GÓP "NGUYÊN BẢN"

// VÀ BẤT KỲ BẢO ĐẢM RÕ RÀNG HOẶC NGỤ Ý NÀO, BAO GỒM, NHƯNG KHÔNG GIỚI HẠN ĐỐI VỚI, // CÁC BẢO ĐẢM NGỤ Ý VỀ TÍNH KHẢ NĂNG VÀ PHÙ HỢP VỚI MỤC ĐÍCH CỤ THỂ ĐƯỢC TỪ CHỐI

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // Bao gồm thủ thư Động cơ bước const int stepPerRotation = 20; // Số bước theo lượt. Giá trị tiêu chuẩn cho CD / DVD // Cho biết động cơ bước trục X Pins Stepper myStepperX (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); void setup () {myStepperX.setSpeed (100); // Tốc độ động cơ bước myStepperX.step (100); chậm trễ (1000); myStepperX.step (-100); chậm trễ (1000); } void loop () {}

Bước 8: Lắp ráp các bộ phận cơ khí

Chúng tôi tiếp tục lắp ráp cấu trúc của chúng tôi bằng cách vặn động cơ bước thứ hai vào đĩa trục Y "xem hình 1". Sau khi chuẩn bị trục Y, bạn sẽ có cả hai trục sẵn sàng để tạo sơ đồ trục kép mà chúng ta đã nói về nó ở bước đầu tiên "xem hình 2". tất cả những gì bạn cần làm là đặt hai trục ở góc 90 ° "xem hình 3".

Chế tạo ống đựng bút

Chúng tôi chuẩn bị ống đựng bút bằng cách đặt một chiếc rìu nhỏ vào một lò xo để giữ ống đựng bút in 3D và sau đó chúng tôi vặn động cơ servo vào vị trí của nó "xem hình 4", ống đựng bút đã sẵn sàng để chúng tôi gắn nó vào giá đỡ của Trục Y bằng cách sử dụng một số keo nóng hoặc bất kỳ phương tiện nào khác để làm cho nó có thể trượt trên trục Y theo các bước của động cơ bước "xem hình 5", sau đó chúng tôi dán tấm hoạt động của chúng tôi vào thanh dẫn của trục X "xem hình 6", và chúng tôi kết thúc với việc vặn các dây động cơ vào các đầu nối của chúng trên bảng. Sau một số sắp xếp, chúng tôi có thiết kế cơ khí của chúng tôi đã sẵn sàng cho hành động 'xem hình 7'.

Bước 9: Phần mềm

Chuyển sang phần phần mềm, chúng ta sẽ kết hợp ba phần mềm để biến chiếc máy trở nên sống động. Chắc chắn để hiểu được hướng dẫn gcode máy cần có mã riêng mà chúng ta sẽ tải lên bằng phần mềm Arduino IDE, phần cuối cùng là cách liên kết mã của máy với file gcode, việc này do phần mềm xử lý thực hiện.

Bước đầu tiên là tải lên bảng arduino scketch mà bạn có thể tải xuống từ liên kết bên dưới và đừng quên cập nhật chân của động cơ bước theo shcematic của bạn.

Lưu ý: nếu bạn đang sử dụng cùng một giản đồ như của chúng tôi thì mã sẽ hoạt động tốt và không cần phải thay đổi bất kỳ điều gì trong đó.

Chuẩn bị Gcode 'Inkscape'

Sau đó, chúng tôi chuyển sang Inkscape và chúng tôi điều chỉnh một số thông số 'xem hình 1' như khung và đơn vị giấy 'xem hình 2', chúng tôi chuẩn bị thiết kế của mình và lưu nó trên định dạng unicon MakerBat 'xem hình 5, 6', nếu định dạng này là không có sẵn trên phiên bản Inkscape của bạn, bạn có thể đặt một tiện ích bổ sung để có nó, sau khi bạn nhấp vào (lưu), một cửa sổ mới sẽ xuất hiện để điều chỉnh thông số tệp Gcode, tất cả những gì bạn cần làm là tuân theo điều chỉnh tương tự như của chúng tôi và Mọi thứ sẽ ổn chỉ cần làm theo 'hình 7, 8, 9' sau đó bạn thiết lập các thông số này theo cách này và bạn có tệp gCode của mình.

Lưu ý: bạn không thể lưu tệp Gcode ở định dạng bắt buộc nếu bạn đang sử dụng phiên bản Inkscape cao hơn phiên bản 0.48.5

Liên kết máy với tệp Gcode 'Đang xử lý 3'

Chuyển sang phần mềm xử lý, nó hơi giống với Arduino IDE 'xem hình 10', vì vậy bạn nên mở tệp 'chương trình CNC'. Bạn có thể tải xuống từ liên kết bên dưới và chỉ cần chạy nó 'xem hình 11', cửa sổ thứ hai sẽ xuất hiện, bạn cần nhấn phím p thứ hai trong bàn phím để chọn cổng COM của máy 'xem hình 12', và nhấn phím g sau để chọn tệp gcode mong muốn, sau khi bạn chọn nó, máy sẽ trực tiếp bắt đầu vẽ.

Bước 10: Kiểm tra và kết quả

Và đây là lúc chúng ta đang ở đây để thử nghiệm, sau khi tải lên tệp Gcode, máy bắt đầu vẽ và tôi thực sự thích đèn LED nhấp nháy hiển thị các trình tự được gửi đến mỗi động cơ bước.

Các thiết kế được hoàn thiện rất tốt, và các bạn có thể thấy dự án cũng rất tuyệt vời và dễ thực hiện, Đừng quên xem dự án trước của chúng tôi, đó là “cách tạo nền tảng đào tạo arduino của riêng bạn”. Và đăng ký kênh YouTube của chúng tôi để có nhiều video tuyệt vời hơn.

Một điều cuối cùng, hãy đảm bảo rằng bạn đang làm điện tử hàng ngày

Đó là BEE MB từ MEGA DAS hẹn gặp bạn lần sau