Cnc shield v3 своими руками: Расширение Arduino CNC Shield V3.0 (A4988)

Расширение Arduino CNC Shield V3.0 (A4988)

CNC Shield v3.0 

Схема:

Плата CNC Shield v3.0 предназначена для создания оборудования, такого как 3D фрезерные станки, гравёры и, с некоторыми дополнениями, 3D-принтеры.

Для работы плата  соединяется с Arduino Uno (или её аналогом того же размера).  Драйверы А4988 устанавливаются в соответствующие слоты  на плате таким образом, чтобы выходы питания двигателей на драйвере располагались возле разъёмов подключения двигателей на плате.

Плату Arduino надо прошить прошивкой GRBL. В настоящее время доступны версии 0.9j и 1.1. Настройки прошивки и управление работой двигателей производятся через интерфейс последовательного порта в Arduino IDE или с помощью отдельных программ, таких как Universal G-Code Sender. Управление производится через G-code — https://github. com/gnea/grbl/wiki/Grbl-v1.1-Commands 

Видео:

Видео на канале «Ардуино проекты»:

Ссылки:

Самодельный фрезерный ЧПУ станок https://portal-pk.ru/news/132-nastroika-proshivki-grbl-chpu-stanka-kalibrovka-chpu.html

Прошивка GRBL (eng) https://github.com/gnea/grbl

Габариты (Д х Ш х В):

69мм х 54мм х 19мм

Вес:

32г.

Плата расширения CNC Shield V3 для Arduino UNO

Плата расширения CNC Shield V3 используется для создания на основе контроллера Arduino UNO (других контроллеров совместимых по типоразмеру) 3D принтеров, станков с числовым программным управлением, в том числе гравировальных, фрезерных, маркировальных, станков портальной резки, промышленных роботов.

Контроллер Arduino позволяет работать станку автономно или управлять с помощью компьютера через USB-порт.

Характеристики платы CNC Shield V3
Совместимые контроллеры: Arduino UNO
Количество осей: 4 (X, Y, Z, A)
Напряжение питания логической части: 5 В
Напряжение питания силовой части: 12 — 36 В
Совместимые драйверы: A4988 и DRV8825
Интерфейсы: UART, I2C
Программное обеспечение: Arduino GRBL
Размеры: 65 x 55 x 20 мм

Плата расширения CNC Shield V3 может работать с Arduino UNO и драйверами двигателей с помощью программного обеспечения Arduino GRBL. Прошивка (GRBL) внутри контролера обменивается информацией с ПК при помощи G-кодов.

Схема CNC Shield V3

1 — Кнопка перезагрузки.
2 — Контакты для подключения внешних драйверов шаговых двигателей. В той же колодке находится пин на 5 вольт и земля.
3 — Колодка для настройки дублирования осей.

Шилд CNC Shield V3 имеет четыре слота, для подключения четырех драйверов двигателей. Слоты, обозначенные желтым цветом, отвечают за оси X, Y, Z, красный слот за ось A. Ось A может дублировать одну из осей X, Y, Z с помощью дополнительного двигателя и драйвера или работать автономно (например, ось A может быть использована для двигателя экструдера, в случае 3D-принтера).
Для настройки дублирования осей X, Y, Z на плате есть контакты, обозначенные X, Y, Z, D12, D13, которые необходимо замкнуть перемычками.

4 — Разъем питания 12 — 36 В.
5 — Колодки управления микрошагом для драйверов шаговых двигателей.

Важно. Драйверы A4988 или DRV8825 устанавливаются по-разному!

В зависимости от выставленных перемычек, вы можете добиться вплоть до 1/32 шага на драйверах DRV8825 и 1/16 шага на драйверах A4988.
Перемычки устанавливаются в контакты М0, М1, М2, для определения режима работы драйвера A4988 согласно таблице.

6 — Колодка для подключения биполярного шаговика (на 4 провода).

7 — Кнопки и выключатели:
Аварийной кнопки остановки (E-STOP)
Кнопка паузы (Hold)
Кнопка продолжения (Resume)
Кнопка возвращения на исходную позицию (Abort)

8 — Разъемы для управления шпинделем и охлаждением:
Включения шпинделя (SpnEn)
Направления шпинделя (SpnDir)
Включения подачи охлаждения (CoolEn)

9 — Разъемы для подключения концевых выключателей, их порядок следующий: X+ X- Y+ Y- Z+ Z-.
Подключая концевики, необходимо соблюдая полярность.

10 — Контакты интерфейсов UART и I2C.
Контакты UART: RX, TX, 5V, 3V3
Контакты I2C: SCL, SDA, GND, RST

Для сборки D принтера самой распространенной все же является связка RAMPS + MEGA2560. При использовании платы CNC Shield V3, нужна дополнительная обвязка для хотэнда и стола. А вот для сборки других ЧПУ машин шилд CNC Shield V3 совместно с контроллером Arduino UNO подходят хорошо, так как содержат все необходимое.

Базовая плата OSOYOO + CNC Shield V3.0+A4988 Руководство по установке « osoyoo.com

Время публикации: 2017-04-07 01:04:44
Категория: Детали и проекты для Arduino IDE с открытым исходным кодом

Обзор

CNC Shield V3.0 можно использовать в качестве платы расширения привода для гравировального станка, 3D-принтера и других устройств. На плате есть 4 слота для модулей привода шагового двигателя, они могут управлять 4 шаговыми двигателями, и каждому шаговому двигателю требуется только два порта ввода-вывода, то есть 6 портов ввода-вывода вполне могут управлять тремя шаговыми двигателями, это очень удобно. удобно использовать. После того, как вы вставите CNC Shield V3.0 в базовую плату OSOYOO и установите прошивку GRBL, вы сможете быстро сделать гравировальный станок с ЧПУ своими руками.

Разводка платы

Разводка выводов GRBL:

Разводка выводов GRBL

:

Дополнительные штифты:

• Штифты концевых выключателей удвоены, так что каждая ось имеет «Верх/+» и «Низ/-». Это упрощает установку двух концевых выключателей для каждой оси. (Для использования с нормально разомкнутым выключателем)
• EStop — эти контакты можно подключить к выключателю аварийной остановки. Это делает то же самое, что и кнопка RESET на плате Arduino. (Мы советуем также установить дополнительную аварийную кнопку, отключающую питание всего оборудования. НАСТОЯЩАЯ АВАРИЙНАЯ КНОПКА )
• Управление шпинделем и подачей СОЖ имеет собственные контакты.
• Внешние командные контакты GRBL были разделены, что позволяет добавлять кнопки для паузы/удержания, возобновления и отмены.

Последовательные выводы

• (D0-1) и выводы I2C (A4-5) имеют собственные выводы для будущих расширений. Позже I2C можно будет реализовать с помощью программного обеспечения для управления такими вещами, как скорость вращения шпинделя или контроль нагрева.
• В версии 3.00 на плате добавлены перемычки для настройки 4-й оси (клонирование другой оси или запуск от контакта D12-13), разъема связи (RX+TX, I2C) и разъема управления шаговым двигателем (все контакты необходимы для запуска 4 шаговых двигателей). )

Установка оборудования

Подсоедините компоненты в соответствии с фактическим положением, такие как двигатели, концевые выключатели, лазеры, моторные приводы и т.д.

При установке оборудования обратите внимание на следующие моменты:

1) Неправильное подключение +/- может привести к поломке ваших устройств и даже к возгоранию.

2) Пожалуйста, убедитесь, что вставляете драйверы в правильном направлении, иначе это может сжечь материнскую плату и драйверы, особое направление установки, пожалуйста, интегрируйте Arduino CNC Shield V3. 0, см. техпаспорт моторного привода. На картинке показано подключение драйверов моторов A4988 и Arduino CNC Shield V3.0.

A4988 опора 1 сегмент, 1/2 сегмента, 1/4 сегмента, 1/8 сегмента, 1/16 сегмента. Каждый сегмент задается контактным разъемом M0, M1, M2 в плате Arduino CNC Shield V3.0, заглушка перемычки соответствует высокому уровню, не закрывайте перемычку — низкому уровню.

Чтобы повысить точность гравировки, используйте сегмент 1/16, для покрытия M0, M1, M2 требуется 3 колпачка-перемычки. Как показано на рисунке:

3) Входное напряжение Arduino CNC Shield V3.0 составляет 12–36 В постоянного тока, входное напряжение не должно превышать 36 В. Хотя входное напряжение поддерживает блоки питания до 36 В, это не означает, что вы можете использовать 36 В ни при каких обстоятельствах, потому что напряжение питания некоторых драйверов двигателей (VMOT) меньше 36 В, таких как A4988, его напряжение питания составляет 8-35 В, если вы используете источник питания 36 В, он сожжет драйвер двигателя. Поэтому, когда вы выбираете источник питания, пожалуйста, обратитесь к соответствующему техническому паспорту драйвера двигателя. Вот несколько параметров напряжения питания для обычного драйвера двигателя:

A4988

DRV8824/DRV8825

TMC2100

Установка программного обеспечения

1). . Откройте IDE Arduino, выберите File->Examples->grblmain->GRBLtoArduino, затем вы откроете пример программы grbl, выберите порт и тип платы, запишите этот пример программы grbl на Arduino UNO.

2) Установите контроллер GRBL

Загрузите и установите контроллер Grbl, откройте его, интерфейс как показано на рисунке: выберите скорость передачи данных 9600. Нажмите «Открыть», если он подключен, «Открыть» будет «Закрыть / Сбросить», фон будет красным. Нажмите «Выбрать файл», чтобы выбрать графику, которую вы хотите выгравировать, после выбора нажмите «Начать», чтобы выгравировать.

Лучший Arduino CNC Shield — как правильно выбрать

Обработка своими руками > Контроллер ЧПУ «Сделай сам» > Лучший Arduino CNC Shield — как правильно выбрать

Вы любите изучать продукт перед покупкой? Если вы похожи на меня, мне нравится знать все подробности о данном продукте, прежде чем я выложу за него с трудом заработанные деньги. Вы потратили время на изучение лучшего щита Arduino с ЧПУ? Вы обнаружили, что существует бесконечное количество доступных вариантов и версий? Цена колеблется от ~ 10 долларов до более чем ~ 100 долларов. Что делает один щит в 10 раз дороже другого?

Что ж, следующий пост поможет вам понять основные параметры и функции, на которые следует обращать внимание при покупке лучшей платы Arduino с ЧПУ для вашего приложения.

Если у вас уже есть плата Arduino с ЧПУ и вы готовы ее установить, перейдите по следующей ссылке.

Руководство по установке плат Arduino CNC Shield

Обзор

Существует два основных типа плат Arduino CNC Shield.

1 – Встроенный драйвер шагового двигателя

– Драйверы шагового двигателя встроены в экран. Чтобы заменить драйверы, необходимо выпаять микросхему на печатной плате и впаять новую на место.

2 — Модульный драйвер шагового двигателя

— Драйверы шагового двигателя являются модульными и подключаются к набору разъемов на печатной плате.

Итак, как выбрать? Давайте подробнее рассмотрим, что доступно, чтобы помочь определить лучший шилд Arduino CNC для вашего станка. Это не исчерпывающий список. Я попытался охватить достаточно широкий спектр вариантов, не создавая огромного списка.

Образ платы Stepoko из SparkFun, используемый для CC BY 2. 0

В таблице выше представлен краткий обзор функций и преимуществ каждого решения.

Как выбрать лучшую плату Arduino CNC Shield

Вот несколько ключевых вопросов, которые помогут вам выбрать лучшую плату Arduino CNC Shield…

1.   Сколько шаговых двигателей вам нужно для управления?

а. 3 или меньше, подойдет любой из приведенных ниже вариантов

б. 4, тогда вы захотите выбрать CNC Shield 3.51 от Protoneer

Обратите внимание, это не 4 оси, а всего 4 шаговых двигателя. Это хорошо для случая, когда у вас есть фрезерный станок с ЧПУ и вам нужны два двигателя на одной оси. В настоящее время GRBL поддерживает только 3-осевое управление.

2. Вам удобно загружать программное обеспечение на Arduino?

а. Если да, то подойдет либо gShield, либо CNC Shield 3.51

b. Если вы не хотите возиться с программным обеспечением, вы можете выбрать Stepoko 9.0003

3.   Если стоимость является для вас наиболее важным фактором, то CNC Shield 3.

51 — ваш лучший выбор.

Теперь давайте подробно поговорим о каждом варианте

Подробности…

Обратите внимание, я получаю небольшую комиссию, если вы покупаете SparkFun Redboard через Amazon. Цена, которую вы платите, не меняется. Если вам нужна дополнительная информация, нажмите здесь, чтобы прочитать информацию о моем партнерстве.

Stepoko от SparkFun

SparkFun Stepoko Board — изображение от SparkFun, используемое для CC BY 2.0

              Плюсы:

– Предварительно загруженное программное обеспечение GRBL! Это единственный вариант из трех, не требующий загрузки программного обеспечения на плату. Если вас сдерживает идея загрузки программного обеспечения на Arduino, этот вариант для вас.

– Решение «все в одном» включает Arduino и драйверы шаговых двигателей

– Винтовые клеммы для шаговых двигателей и концевых выключателей

Минусы:

– Цена 149 долларов США, это самое дорогое из трех решений

В интересах полной прозрачности я никогда не использовал эту плату, поэтому мои знания ограничены тем, что я прочитал от производителя и комментариями пользователей.

Нажмите здесь, чтобы получить Stepeoko от Sparkfun

GSHIELD от Synthetos

Pros:

— Обширные пользовательские форумы и база знаний

— включает в себя драйверы шаговых двигателей

— винтовые терминалы для Stepper Motors

Cons:

.

– включает драйверы шаговых двигателей

Вам, наверное, интересно, как «Включает в себя драйверы шаговых двигателей» может быть одновременно плюсом и минусом? Что ж, мне нравится тот факт, что мне не нужно было выяснять, какой драйвер шагового двигателя купить или как его установить.

Обратной стороной является то, что если вы повредите один из драйверов шагового двигателя, вам придется аккуратно выпаивать и перепаивать микросхему драйвера или возвращать плату в Synthetos.

Почему я выбрал gShield от Synthetos?

Первый , очень понравилось качество изготовления платы. Он выглядит действительно чистым. Synthetos, кажется, обращает внимание на детали. У них также есть форум на их сайте, чтобы помочь ответить на вопросы пользователей.

Второй , меня привлекла простота gShield. Все прямо здесь. Нет необходимости заказывать дополнительные драйверы шаговых двигателей и выяснять, как их установить, или решать, какие драйверы заказывать. Меньше решений и уверенность в том, что правление будет работать, когда оно появится. Мне не нужно было бы тратить время на отладку сборки печатной платы.

Третий , стоимость, если учесть дополнительную стоимость шаговых драйверов, цена не является основным фактором. Разница всего в несколько долларов.

Наконец , у меня уже была Arduino, и когда я купил свое оборудование в 2015 году, это казалось самым популярным вариантом.

Нажмите здесь, чтобы получить gShield от Synthetos

Нажмите здесь, чтобы получить Sparkfun Redboard

CNC Shield 3.51 от Protoneer

              Плюсы:

– Возможность управления 4 шаговыми двигателями. Если вы строите фрезерный станок с ЧПУ, которому нужны два двигателя, скажем, для оси X, это решение для вас.

– Возможность выбора драйверов шаговых двигателей

— Низкая стоимость

Минусы:

— Ненадежный, шаговые драйверы могут быть установлены неправильно

— Нет винтовых клемм для шаговых двигателей, только контактные штыри

Опять же, в интересах полной прозрачности, я никогда не использовал эта плата тоже, поэтому мои знания ограничены тем, что я прочитал от производителя и комментариями пользователей.

Тем не менее, это, вероятно, будет моей следующей установкой, так как я хочу построить фрезерный станок с ЧПУ, и возможность иметь два двигателя на одной оси действительно привлекательна.

Нажмите здесь, чтобы получить CNC Shield 3.51 от Protoneer

Бонус — TinyG от Synthetos (без GRBL, вариант с 6 осями)

Все варианты, которые мы обсуждали до сих пор, запускают интерпретатор gcode с открытым исходным кодом GRBL на Arduino . Однако было бы упущением, если бы я не упомянул вариант, отличный от GRBL.

TinyG от Synthetos — это вариант, если вам нужно более 3 осей. Это запускает пользовательскую прошивку, которая интерпретирует gcode, отправленный через USB на плату. Эти устройства могут быть объединены в сеть для управления до 1000 драйверов шаговых двигателей. TinyG поддерживает управление по 6 осям (X, Y, Z, A, B и C). Вся эта производительность упакована в пакет стоимостью всего 129 долларов..99

Опять же, я никогда не использовал одну из этих плат, однако, похоже, это отличный вариант для станков, которым требуется как минимум 4-осевое управление движением.

Заключение

Этот пост было бы намного проще написать, если бы был четкий ответ на вопрос о лучшем щите Arduino с ЧПУ. Я мог бы просто сказать, иди купи это. Однако это не так просто. Каждый вариант может лучше подходить для данного приложения.

В любом случае, мы получаем прекрасную систему управления движением менее чем за 150 долларов США.