CNC servo stepper (geschikt voor GRBL): 4 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Dit project is een vrij eenvoudige motorcontroller die het gebruik van goedkope krachtige DC-motoren met GRBL mogelijk maakt om de spindels van een CNC-machine te bedienen. Bekijk de video hierboven voor een demonstratie van deze controller op mijn zelfgebouwde CNC-machine die is aangesloten op GRBL en draait op een zelfgebouwde Arduino op een perf-bord dat reageert op G-code die is verzonden met een universele G-code-zender.

Ik ontwierp dit omdat ik vanaf het begin een vrij grote CNC-machine aan het bouwen was en ik wist dat het te zwaar en te stijf zou zijn voor kleine stappenmotoren om het te kunnen bedienen.

Het doel was om goedkope DC-reductiemotoren met hoog koppel te gebruiken, maar nog steeds de mogelijkheid te hebben om G-code te gebruiken zoals een normale CNC-machine.

Benodigdheden

(voor elke as)

1 Arduino-nano

1 Hbridge sterk genoeg om elke motor aan te kunnen die u kiest.

2 10k weerstanden

1 weerstand van 2k ohm

1 500ohm pot

2 IR-detectordiodes

1 IR-emitterdiode

1 perf board

wat draad

een encoderwiel (je kunt het zelf maken of kopen)

soldeerbout en soldeer

draadknipper/stripper

een hakzaag

Stap 1: Snijd het bord

Gebruik de ijzerzaag om in het perf-bord te snijden om een gleuf te maken waar de encoder doorheen kan glippen.

De foto hierboven toont de gleuf in het bord en hoe mijn wiel erin past.

De sleutel hier is om het een beetje dieper te snijden dan nodig is, zodat het encoderwiel niet sleept of het bord raakt.

De detectoren en zender moeten de sleuf flankeren, dus laat voldoende ruimte op het bord om ze te huisvesten.

Stap 2: Montage

Plaats de nano en andere componenten op het bord.

Omdat het een perf-bord is en elke opstelling anders kan zijn, is de plaatsing van onderdelen aan jou, maar de aansluitingen moeten zijn zoals op de afbeelding.

Zorg er bij het plaatsen van de detectoren voor dat de anodes aan elkaar worden gebonden en met aarde worden verbonden, en de kathodes moeten gescheiden zijn.

Zorg ervoor dat er voldoende lood op de detectoren en zender zit om ze te kunnen buigen en afstellen.

U kunt wat tape of krimpkous op de kathodes van de detectoren gebruiken om te voorkomen dat ze elkaar kortsluiten.

De potentiometer moet rond het midden worden geplaatst om een goed startpunt voor kalibratie te geven wanneer u bij die stap komt.

Stap 3: Programmeer de Nano

Nadat het is samengesteld, kunt u de schets uploaden naar de nano.

Het bronbestand is een schets voor arduino, upload het naar het bord zoals elke andere arduino-schets.

De montage van de mechanische onderdelen is aan jou omdat er zoveel opties zijn voor mechanische onderdelen.

Stap 4: Kalibratie

Zodra u het bord hebt geassembleerd, geprogrammeerd, gemonteerd op uw hardware en het encoderwiel op zijn plaats zit, kunt u beginnen met kalibreren.

Probeer bij het monteren van het bord het dicht bij de encoder te krijgen en in een positie waar de IR-diodes dicht bij elkaar staan.

U kunt de diodes een beetje met het oog verplaatsen nadat het bord is gemonteerd om ze dicht bij elkaar te krijgen.

Nu voed je de besturingskaart die je hebt gebouwd, maar niet de Hbridge.

Beweeg het mechanisme en de encoder een beetje en kijk of het rode lampje op de nano knippert.

Stel de diodes en potentiometer af totdat de led reageert wanneer de tanden van de encoder tussen de diodes bewegen.

De potentiometer past de intensiteit van het uitgestraalde IR-licht aan.

Als het licht te sterk is, kan het weerkaatsen en ervoor zorgen dat de detectoren trippen wanneer dat niet zou moeten.

Te zwak en de detectoren zullen niet trippen.

Als u tevreden bent met de afstelling, kunt u de Hbridge van stroom voorzien.

Wanneer u de encoder verplaatst, moet het bord de beweging lezen en proberen de motor terug naar de rustpositie te brengen.

Als het in plaats daarvan begint te draaien in de richting waarin u de encoder hebt gedraaid, weet u dat de draden naar de motor moeten worden omgekeerd op de hbridge-uitgang.