Arduino CNC Plotter (ÇİZİM MAKİNASI): 10 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Hey Millet! Umarım önceki "Arduino eğitim platformunuzu nasıl yaparsınız" talimatımı beğenmişsinizdir ve yeni bir tane için hazırsınızdır, her zamanki gibi bu öğreticiyi, bu tür süper şaşırtıcı düşük maliyetli elektronik projeleri yaparken size adım adım rehberlik etmesi için hazırladım. "CNC çizimi" veya sadece "Arduino CNC makinesi" olarak da bilinen "CNC çizici makinesi". ^_^

İnternette bir CNC Plotter'ın nasıl yapıldığını açıklayan çok sayıda öğretici buldum, ancak bilgi eksikliğinden böyle bir makine yapmak biraz zordu, bu yüzden bu öğreticiyi size göstereceğim yerden başlatmaya karar verdim. Kendi çizim makinenizi kolayca nasıl yapacağınızı ayrıntılı olarak anlatın.

Bu proje, JLCPCB'den sipariş ettiğimiz özelleştirilmiş PCB'yi aldıktan sonra özel olarak yapmak için çok kullanışlıdır.

makinemizin görünümünü iyileştirmek için ve ayrıca bu kılavuzda makinenizi kolayca oluşturmanıza izin verecek kadar belge ve kod bulunmaktadır. Bu projeyi sadece 5 günde yaptık, gerekli tüm parçaları almak ve donanım yapımını ve montajı bitirmek için sadece üç gün, ardından kodu hazırlamak ve bazı ayarlamalara başlamak için 2 gün. Başlamadan önce bir görelim

Bu talimattan ne öğreneceksiniz:

1. İşlevlerine bağlı olarak projeniz için doğru donanım seçimini yapmak
2. Seçilen tüm bileşenleri bağlamak için devre şemasını hazırlayın
3. Tüm proje parçalarını monte edin (mekanik ve elektronik montaj)
4. Makine dengesinin ölçeklendirilmesi
5. Sistemi manipüle etmeye başlayın

Adım 1: Plotter Makinesi Nedir?

Bunu yeni başlayanlar için öğretici hale getirdiğim için, önce çizim makinesinin ne olduğunu ve nasıl çalıştığını ayrıntılı olarak açıklamalıyım!

Vikipedi'de tanımlandığı gibi CNC, bilgisayardan gönderilen bir seri bağlantı noktası aracılığıyla talimatları alan ve alınan talimatlara bağlı olarak aktüatörlerini hareket ettiren bilgisayar kontrollü bir yapı olan bir makine olan Bilgisayar sayısal kontrolü anlamına gelir. Bu makinelerin çoğu, tema ekseninde step motorları içeren step motor tabanlı makinelerdir.

"Eksen" için başka bir kelime, evet, her CNC makinesinin bilgisayar programı tarafından kontrol edilecek tanımlanmış sayıda ekseni vardır.

Bizim yaptığımız CNC çizici bizim durumumuzda çift eksenli bir makine "resim 1'deki detaylar" ekseninde küçük step motorları olan "resim 2'deki stepper" bu stepperlar aktif bir tepsiyi hareket ettirecek ve çift eksende hareket etmesini sağlayacaktır. çizim kalemi kullanarak çizim tasarımı oluşturmayı planlayın. Kalem, servo motor olacak yapımızda üçüncü bir motor kullanılarak tutulacak ve bırakılacaktır.

Adım 2: Step Motor Ana Aktüatördür

Bir kademeli motor veya kademeli motor veya kademeli motor, tam dönüşü birkaç eşit adıma bölen fırçasız bir DC elektrik motorudur. Daha sonra, motor, tork ve hız açısından uygulamaya dikkatlice boyutlandırıldığı sürece, geri besleme için herhangi bir konum sensörü (bir açık döngü denetleyicisi) olmadan bu adımlardan birinde hareket etmesi ve bu adımlardan birinde tutulması için motorun konumuna komut verilebilir., projemiz için step motorları nereden alacağız, çok kolay, sadece yukarıdaki resim 1'deki gibi eski bir DVD okuyucu alın, 2 dolara iki tane var, yapmanız gereken tek şey çıkarmak için sökmek. step motor ve desteği, resim 3'te gösterildiği gibi, ikisine ihtiyacımız olacak.

Motorlarınızı DVD okuyucudan aldıktan sonra motor bobin uçlarını belirleyerek kullanıma hazır hale getirmelisiniz. Her step motorun iki bobini vardır ve bir multimetre kullanarak, motor pimleri konektörü arasındaki direnci "resim 5'te gösterildiği gibi" ölçerek bobin uçlarını tanımlayabilirsiniz ve her bobin için yaklaşık 10Ohm ölçülmelidir. Motor bobinlerini tanımladıktan sonra, motoru kontrol etmek için bazı kabloları lehimleyin "resme 6 bakın"

Adım 3: Devre Şeması

Makinemizin kalbi, bilgisayardan alınan talimata göre her aktüatörün hareketini kontrol edecek bir arduino Nano Dev kartıdır, bu step motorları kontrol etmek için her aktüatörün hızını ve yönünü kontrol etmek için bir step motor sürücüsüne ihtiyacımız var..

Bizim durumumuzda, arduino'dan gönderilen motor komutunu girişleri aracılığıyla alacak ve çıkışlarını kullanarak step motorları kontrol edecek bir L293D H köprü motor sürücüsü "bakınız resim 3" kullanacağız.

Arduino kartımızla gerekli tüm parçaları birbirine bağlamak için hem step motorlar hem de servo motor için aynı bağlantıyı izlemeniz gereken resim 1'deki devre şemasını yaptım.

Resim 2, devre şemasını ve Arduino ile diğer bileşenler arasındaki bağlantıların nasıl olması gerektiğini şematik olarak ayrıntılı olarak açıklamaktadır, bu bağlantıları ihtiyaçlarınıza göre ayarlayabileceğinizden emin olabilirsiniz.

Adım 4: PCB Yapımı (JLCPCB tarafından üretilmiştir)

JLCPCB hakkında

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), Çin'deki en büyük PCB prototip işletmesi ve hızlı PCB prototipi ve küçük parti PCB üretiminde uzmanlaşmış bir yüksek teknoloji üreticisidir. PCB üretiminde 10 yılı aşkın deneyime sahip olan JLCPCB, günde 8.000'den fazla çevrimiçi PCB prototipleme siparişi ve küçük miktarda PCB üretimi ile yurtiçinde ve yurtdışında 200.000'den fazla müşteriye sahiptir. Yıllık üretim kapasitesi 200.000 m2'dir. çeşitli 1 katmanlı, 2 katmanlı veya çok katmanlı PCB'ler için. JLC, büyük ölçekli, iyi ekipman, sıkı yönetim ve üstün kaliteye sahip profesyonel bir PCB üreticisidir.

konuşan elektronik

Devre şemasını yaptıktan sonra PCB tasarımına dönüştürerek "bakınız resim 5, 6, 7, 8", PCB'yi üretmek için JLCPCB'yi en iyi PCB tedarikçileri ve en ucuz PCB sağlayıcılarını sipariş etmek için seçtim. devre. Onlarla güvenilir bir platformda yapmam gereken tek şey, gerber dosyasını yüklemek ve PCB kalınlık rengi ve miktarı gibi bazı parametreleri ayarlamak için birkaç basit tıklama, ardından PCB'mi sadece beş gün sonra almak için sadece 2 Dolar ödedim. İlgili şemanın "resim 1, 2, 3, 4"te görüldüğü gibi.

İlgili indirme dosyaları

Circuit (PDF) dosyasına buradan ulaşabilirsiniz. Yukarıdaki resimlerde görebileceğiniz gibi PCB çok iyi üretilmiştir ve ana kartımız için yaptığımız PCB tasarımına sahibim ve tüm etiketler ve logolar lehimleme adımlarında bana rehberlik etmek için orada. Aynı devre tasarımı için sipariş vermek istemeniz durumunda bu devrenin Gerber dosyasını da buradan indirebilirsiniz.

Adım 5: Makineniz İçin Bir Destek Tasarlayın

Makinemize daha iyi bir görünüm kazandırmak için bu üç parçayı Solidworks yazılımı kullanarak tasarlamaya karar verdim "resme 1 bakın", bu parçalar DVD okuyucuları bir araya getirmemize yardımcı olacak, bu parçaların DXF dosyalarını aldım ve FabLab Tunus'taki arkadaşlarımın yardımıyla CNC lazer kesim makinesinde tasarlanan parçaları ürettim, bu parçaları üretmek için 5mm MDF ahşap malzeme kullandık. Yine bir diğer tasarım olan çizim kalemliği, 3D baskı işlemi ile elde ettim. Ve aşağıdaki bağlantılardan ilgili tüm dosyaları indirebilirsiniz.

Adım 6: Malzemeler

Şimdi bu proje için ihtiyacımız olan gerekli bileşenleri inceleyelim, yukarıda bahsettiğim gibi bir Arduino Nano kullanıyorum, makinemizin kalbi olacak. Proje ayrıca, sürücü IC'leri ve bir servo motor ile birlikte iki step motor içermektedir. Uygun öğeler için bazı önerilen amazon bağlantılarını aşağıda bulacaksınız.

Bu tür projeler oluşturmak için ihtiyacımız olacak:

• JLCPCB'den sipariş ettiğimiz PCB
• Bir Arduino nano:
• 2 x L293D H köprü sürücüsü:
• 2 x IC soketi DIP 16 pin:
• 1 x IC soketi DIP:
• SIL ve Vidalı başlık konnektörleri:
• 1 x servo motor SG90:
• 2 x DVD okuyucu:
• 3D baskılı parçalar
• Lazerle kesilmiş parçalar
• Montaj için biraz vida
• JLCPCB'den hediye olarak aldığımız kalem veya başka bir çizim kalemi

Adım 7: Elektronik Montaj ve Test

Şimdi tüm elektronik bileşenlerin lehimleme tertibatına geçiyoruz. Her zaman olduğu gibi üst ipek tabakasında her bir bileşenin tahtadaki yerleşimini gösteren bir etiket bulacaksınız ve bu şekilde herhangi bir lehim hatası yapmayacağınızdan %100 emin olacaksınız.

Bazı testler yapın

Elektronik bileşenleri lehimledikten sonra "resme 1 bakın", DVD okuyucuyu X ekseni plakasına vidalıyorum ve ana kart için motor kablolarını yerleştirdiğim gibi aynısını yaptım ve step motor testi kullanarak basit bir test yapmak için vidalı başlık kodu "resme bakın 2". Gördüğünüz gibi step iyi gidiyor ve doğru yoldayız.

/******************************************************** ************************************************************ ************************************************************ ********************* * - Yazar: BELKHIR Mohamed * * - Meslek: (Elektrik Mühendisi) MEGA DAS sahibi * * - Ana amaç: Endüstriyel Uygulama * * - Telif Hakkı (c) sahibi: Tüm hakları saklıdır * * - Lisans: BSD 2-Clause Lisansı * * - Tarih: 2017-04-20 * * ********************* ************************************************************ ************************************************************ ********************************************************/** ********************************* NOT **************** *************************/ // Aşağıdaki koşulların karşılanması koşuluyla, kaynak ve ikili biçimlerde, değişiklik yapılarak veya yapılmadan // yeniden dağıtıma ve kullanıma izin verilir.:

// * Kaynak kodun yeniden dağıtımları yukarıdaki telif hakkı bildirimini korumalıdır, bu

// koşulların listesi ve aşağıdaki sorumluluk reddi.

// * İkili biçimde yeniden dağıtımlar, yukarıdaki telif hakkı bildirimini yeniden üretmelidir, // belgelerdeki bu koşullar listesi ve aşağıdaki sorumluluk reddi // ve/veya dağıtımla birlikte sağlanan diğer malzemeler.

// BU YAZILIM, TELİF HAKKI SAHİPLERİ VE KATILIMCILAR TARAFINDAN "OLDUĞU GİBİ" SAĞLANMAKTADIR

// VE SATILABİLİRLİK VE BELİRLİ BİR AMACA UYGUNLUK DAHİL ANCAK BUNLARLA SINIRLI OLMAYAN HERHANGİ BİR AÇIK VEYA ZIMNİ GARANTİLER // ZIMNİ GARANTİLER REDDEDİLMİŞTİR

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // Stepper'ı dahil et Motor librarie const int stepPerRotation = 20; // Sırayla adım sayısı. CD/DVD için standart değer // X ekseni step motorunu belirtin Pinler Stepper myStepperX(stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); geçersiz kurulum() { myStepperX.setSpeed(100); // Step motor hızı myStepperX.step(100); gecikme(1000); myStepperX.step(-100); gecikme(1000); } boşluk döngüsü() {}

Adım 8: Mekanik Parçaların Montajı

İkinci step motoru Y ekseni plakasına "bakınız resim 1" vidalayarak yapımızın montajına devam ediyoruz. Y eksenini hazırladıktan sonra, ilk adımda "bakınız resim 2"de bahsettiğimiz çift eksenli planı oluşturmak için her iki ekseni de hazır hale getireceksiniz. tüm yapmanız gereken, iki ekseni 90° "bkz. resim 3"e yerleştirmek.

Kalemlik yapımı

3D baskılı kalem tutucuyu tutmak için bir yaya küçük bir balta yerleştirerek kalem tutucuyu hazırlıyoruz ve ardından servo motoru yerine vidalıyoruz "bkz. Step motor adımlarını izleyerek Y ekseni üzerinde kaymasını sağlamak için bir miktar sıcak tutkal veya başka herhangi bir araç kullanarak Y ekseni "bkz. ve motor kablolarını kart üzerindeki konektörlere vidalayarak bitiriyoruz. Biraz düzenlemeden sonra mekanik tasarımımızı 'bkz. resim 7' eylemi için hazır hale getirdik.

9. Adım: Yazılım Bölümü

Yazılım kısmına geçiyoruz, makineyi canlı hale getirmek için üç yazılımı birleştireceğiz, ilk resimde kısa bir açıklama yaptım, makinemiz için gerekli olan bir gcode dosyasını üreten Inkscape yazılımını kullanarak tasarımımızı yapacağız ve gcode komutlarını anlamak için makinenin kendi koduna sahip olması gerekir ki bu Arduino IDE yazılımı kullanılarak yüklenecektir, son kısım makine kodunun gcode dosyasına nasıl bağlanacağıdır, bu işlem yazılım tarafından gerçekleştirilir.

İlk adım aşağıdaki linkten indirebileceğiniz arduino board scketch'i yüklemek ve step motor pinlerini şematikinize göre güncellemeyi unutmayınız.

Not: Bizimkiyle aynı şemayı kullanıyorsanız, kod iyi çalışacak ve içinde hiçbir şeyi değiştirmeye gerek kalmayacak.

Gcode 'Inkscape'i Hazırlama

Daha sonra Inkscape'e geçiyoruz ve kağıt çerçeveler ve üniteler gibi 'resme 1 bakın' bazı parametreleri ayarlıyoruz 'resme bakın 2', tasarımımızı hazırlıyoruz ve bu format ise MakerBat unicon formatı 'resme 5, 6'ya bakın' üzerine kaydediyoruz. Inkscape sürümünüzde mevcut değil, buna sahip olmak için bir eklenti yerleştirebilirsiniz, tıkladığınızda (kaydettiğinizde) Gcode dosya parametreleri ayarlamaları için yeni bir pencere açılacaktır, yapmanız gereken tek şey bizimkiyle aynı ayarlamayı takip etmektir ve her şey yoluna girecek, sadece 'resim 7, 8, 9'u takip edin, ardından bu parametreleri bu şekilde ayarlayın ve gCode dosyanız var.

Not: 0.48.5'ten daha yüksek bir Inkscape sürümü kullanıyorsanız, Gcode dosyasını gerekli biçimde kaydedemezsiniz.

Makineyi 'İşleme 3' Gcode dosyasına bağlama

İşleme yazılımına geçerken, bu biraz Arduino IDE 'resme bakın 10' gibidir, bu yüzden aşağıdaki bağlantıdan indirebileceğiniz 'CNC program' dosyasını açmalısınız ve ikinci bir pencere olan 'resme bakın 11'i çalıştırın. görünecektir, makinenin COM portunu seçmek için klavyenizdeki ikinci p'ye basmanız gerekir 'resme 12' ve ikinci g'ye basarak istediğiniz gcode dosyasını seçin, bir kez seçtiğinizde makine doğrudan çizime başlayacaktır.

Adım 10: Test ve Sonuçlar

Ve işte burada bazı testler için zaman geldi, Gcode dosyasını yükledikten sonra makine çizmeye başladı ve her bir step motora gönderilen dizileri gösteren LED titremesini gerçekten beğendim.

Tasarımlar çok iyi yapılmış ve çocuklar, projenin şaşırtıcı ve yapımı da kolay olduğunu görebilirsiniz.

Bir önceki projemiz olan “kendi arduino eğitim platformunuzu nasıl yaparsınız”ı izlemeyi unutmayın. Daha güzel videolar için YouTube kanalımıza abone olun.

Son bir şey, her gün elektronik yaptığınızdan emin olun.

MEGA DAS'tan BEE MB idi bir dahaki sefere görüşürüz