Arduino CNC Plotter (DRAWING MACHINE): 10 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

سلام بچه ها! امیدوارم قبلاً از دستورالعمل آموزشی من "چگونه می توان پلت فرم آموزشی آردوینو خود را ساخت" لذت برده اید و برای یک پلت فرم جدید آماده هستید ، طبق معمول من این آموزش را تهیه کردم تا گام به گام در حین ساخت این نوع پروژه های الکترونیکی فوق العاده کم هزینه فوق العاده راهنمای شما باشد. که "دستگاه پلاتر CNC" است که همچنین به عنوان "طراحی CNC" یا فقط "دستگاه CNC آردوینو" شناخته می شود. ^_^

من در سراسر وب آموزش های زیادی پیدا کردم که نحوه ساخت یک CNC Plotter را توضیح می دهد ، اما با فقدان اطلاعات ، ساخت چنین دستگاهی کمی دشوار بود ، به همین دلیل تصمیم گرفتم این دستورالعمل را از جایی که به شما نشان خواهم داد شروع کنم. در جزئیات نحوه ساخت آسان دستگاه طراحی خود.

این پروژه بسیار مفید است به خصوص پس از تهیه PCB سفارشی که از JLCPCB سفارش داده ایم

برای بهبود ظاهر دستگاه ما و همچنین اسناد و کدهای کافی در این راهنما وجود دارد که به شما امکان می دهد دستگاه خود را به راحتی ایجاد کنید. ما این پروژه را تنها در 5 روز ، فقط سه روز برای تهیه تمام قطعات مورد نیاز و اتمام ساخت سخت افزار و مونتاژ ، سپس 2 روز برای آماده سازی کد و شروع تعدیل تنظیمات انجام داده ایم. قبل از شروع ابتدا ببینیم

آنچه از این دستورالعمل یاد خواهید گرفت:

1. انتخاب سخت افزار مناسب برای پروژه شما بسته به ویژگی های آن
2. نمودار مدار را برای اتصال همه اجزای انتخاب شده آماده کنید
3. مونتاژ کلیه قطعات پروژه (مونتاژ مکانیکی و الکترونیکی)
4. مقیاس بندی تراز دستگاه
5. شروع به دستکاری سیستم کنید

مرحله 1: دستگاه پلاتر چیست

از آنجایی که من این کار را برای مبتدیان آموزش دادم ، ابتدا باید جزئیات را توضیح دهم که دستگاه طراحی چیست و چگونه کار می کند!

همانطور که در ویکی پدیا تعریف شده است ، CNC مخفف Computer numerical control است ، دستگاهی که یک ساختار کنترل شده با رایانه است که دستورالعمل ها را از طریق پورت سریال ارسال شده از رایانه دریافت می کند و بسته به دستورالعمل های دریافت شده ، محرک های خود را حرکت می دهد. اکثر این ماشینها ماشینهای مبتنی بر موتور پله ای هستند که شامل موتورهای پله ای در محور تم هستند.

کلمه دیگری که به "محور" اشاره شد ، بله ، هر دستگاه CNC دارای تعداد مشخصی از محور است که توسط برنامه کامپیوتری کنترل می شود.

در مورد ما پلاتر CNC که ما ساختیم یک ماشین دو محوره "جزئیات در تصویر 1" است که دارای یک موتور پله ای کوچک در محور خود است. برنامه ای برای ایجاد طرح طراحی با استفاده از قلم طراحی کنید. قلم با استفاده از موتور سوم در ساختار ما که یک موتور سروو است ، نگه داشته و آزاد می شود.

مرحله 2: استپر موتور محرک اصلی است

موتور پله ای یا پله ای یا پله ای یک موتور الکتریکی DC بدون برس است که یک چرخش کامل را به تعدادی مرحله مساوی تقسیم می کند. موقعیت موتور را می توان به یکی از این مراحل حرکت داد و نگه داشت بدون هیچ گونه حسگر موقعیتی برای بازخورد (یک کنترل کننده حلقه باز) ، تا زمانی که موتور از نظر گشتاور و سرعت با دقت به کار گرفته شود. ، از کجا می توانید موتورهای پله ای را برای پروژه خود تهیه کنید ، به راحتی ، فقط یک دستگاه DVD خوان قدیمی مانند تصویر 1 بالا را بگیرید ، من دو عدد برای 2 دلار دریافت کرده ام ، از همه آنچه شما باید انجام دهید جدا کردن آن برای استخراج موتور پله ای و پشتیبانی آن ، همانطور که در تصویر 3 نشان داده شده است ، ما به دو مورد از آنها نیاز داریم.

هنگامی که موتورهای خود را از دستگاه DVD خوان دریافت می کنید ، باید آنها را با شناسایی انتهای سیم پیچ موتور آماده استفاده کنید. هر موتور پله ای دارای دو سیم پیچ است و با استفاده از یک مولتی متر می توانید انتهای سیم پیچ را با اندازه گیری مقاومت بین اتصال پین های موتور "همانطور که در تصویر 5 نشان داده شده است" تشخیص دهید و برای هر سیم پیچ باید حدود 10 اهم اندازه گیری شود. پس از شناسایی سیم پیچ های موتور ، فقط تعدادی سیم را لحیم کنید تا موتور از طریق آنها کنترل شود "تصویر 6 را ببینید"

مرحله 3: نمودار مدار

قلب دستگاه ما یک برد آردوینو Nano Dev است که بسته به دستورالعمل دریافتی از کامپیوتر ، حرکت هر محرک را کنترل می کند ، برای کنترل این موتورهای پله ای به یک راننده موتور پله ای نیاز داریم تا سرعت و جهت هر محرک را کنترل کند. به

در مورد ما ما از یک درایور موتور پل L293D H استفاده می کنیم "تصویر 3 را ببینید" که فرمان موتور ارسال شده از آردوینو را از طریق ورودی های آن دریافت می کند و موتورهای پله ای را با استفاده از خروجی های آن کنترل می کند.

به منظور اتصال تمام قطعات مورد نیاز به همراه برد آردوینو ، من نمودار مدار را که تصویر 1 را نشان می دهد ، ایجاد کرده ام که در آن شما باید اتصال یکسانی را برای هر دو موتور پله ای و سروو موتور دنبال کنید.

تصویر 2 جزئیات را از طریق شماتیک نمودار مدار و نحوه ارتباط آن بین آردوینو و سایر اجزا توضیح می دهد ، مطمئناً بسته به نیاز خود می توانید این پیوندها را تنظیم کنید.

مرحله 4: ساخت PCB (تولید شده توسط JLCPCB)

درباره JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co.، Ltd.) ، بزرگترین شرکت نمونه اولیه PCB در چین و یک تولید کننده با تکنولوژی بالا است که متخصص در نمونه اولیه PCB و تولید PCB دسته ای کوچک است. با بیش از 10 سال تجربه در تولید PCB ، JLCPCB دارای بیش از 200،000 مشتری در داخل و خارج از کشور است ، با بیش از 8000 سفارش آنلاین از نمونه اولیه PCB و تولید مقدار کمی PCB در روز. ظرفیت تولید سالانه 200 ، 000 متر مربع است. برای انواع PCB های 1 لایه ، 2 لایه یا چند لایه. JLC یک تولید کننده حرفه ای PCB است که دارای مقیاس بزرگ ، تجهیزات خوب ، مدیریت دقیق و کیفیت برتر است.

مکالمه الکترونیکی

پس از تهیه نمودار مدار ، آن را به یک طرح PCB تبدیل کردم تا آن را تولید کنم "تصویر 5 ، 6 ، 7 ، 8 را ببینید" ، به منظور تولید PCB ، من JLCPCB را بهترین تامین کنندگان PCB و ارزان ترین ارائه دهندگان PCB را برای سفارش من انتخاب کردم. جریان. با استفاده از پلت فرم قابل اعتماد ، تنها کاری که باید انجام دهم ، چند کلیک ساده برای بارگذاری فایل gerber و تنظیم پارامترهایی مانند رنگ و مقدار ضخامت PCB است ، سپس من فقط 2 دلار برای تهیه PCB خود پس از پنج روز پرداخت کرده ام. همانطور که نشان می دهد "تصویر 1 ، 2 ، 3 ، 4" از طرحواره مربوطه.

فایلهای بارگیری مرتبط

می توانید فایل Circuit (PDF) را از اینجا دریافت کنید. همانطور که در تصاویر بالا مشاهده می کنید PCB بسیار خوب ساخته شده است و من همان طرح PCB را که برای صفحه اصلی خود ساخته ایم دارم و همه برچسب ها و لوگوها برای راهنمایی من در مراحل لحیم کاری وجود دارد. همچنین می توانید فایل Gerber را برای این مدار از اینجا در صورت تمایل به سفارش طرح مشابه مدار ، از اینجا بارگیری کنید.

مرحله 5: یک پشتیبانی برای ماشین خود طراحی کنید

به منظور ظاهر بهتر برای دستگاه ما ، من تصمیم گرفتم این سه قسمت "تصویر 1 را ببینید" را با استفاده از نرم افزار Solidworks طراحی کنم ، این قطعات به ما کمک می کند تا خوانندگان DVD را با هم جمع کنیم ، من فایل های DXF این قطعات را دارم و با با کمک دوستانم در FabLab تونس ، قطعات طراحی شده با استفاده از دستگاه برش لیزری CNC تولید شده است ، ما از مواد چوبی MDF 5 میلی متری برای تولید این قطعات استفاده کردیم. یکی دیگر از طراحان که دارنده قلم طراحی است ، من آن را از طریق یک فرآیند چاپ سه بعدی دریافت کردم. و می توانید تمام فایل های مربوطه را از پیوندهای زیر بارگیری کنید.

مرحله ششم: مواد لازم

حالا بیایید اجزای لازم مورد نیاز برای این پروژه را مرور کنیم ، همانطور که در بالا ذکر شد از آردوینو نانو استفاده می کنم ، این قلب دستگاه ما خواهد بود. این پروژه همچنین شامل دو موتور پله ای با IC های راننده و یک سروو موتور است. در زیر برخی از پیوندهای توصیه شده آمازون برای موارد مناسب را خواهید یافت

برای ایجاد چنین پروژه هایی به موارد زیر نیاز داریم:

• PCB که ما از JLCPCB سفارش داده ایم
• نانو آردوینو:
• 2 درایور پل L293D H:
• 2 عدد سوکت IC DIP 16 پین:
• 1 عدد سوکت IC DIP:
• اتصالات هدر SIL و Screw:
• 1 سروو موتور SG90:
• 2 عدد خواننده DVD:
• قطعات چاپ سه بعدی
• قطعات برش خورده با لیزر
• مقداری پیچ برای مونتاژ
• قلم که از JLCPCB یا هر قلم ترسیم دیگری هدیه گرفته ایم

مرحله 7: مونتاژ و آزمایش الکترونیکی

اکنون به مونتاژ لحیم کاری تمام قطعات الکترونیکی می رویم. طبق معمول ، بر روی لایه ابریشمی بالا برچسب هر یک از اجزا را مشاهده می کنید که نشان دهنده قرارگیری آن روی تخته است و به این ترتیب 100 sure مطمئن خواهید بود که هیچ گونه اشتباه در لحیم کاری انجام نمی دهید.

چند آزمایش انجام دهید

پس از لحیم کاری قطعات الکترونیکی "تصویر 1 را ببینید" ، دستگاه DVD خوان را به صفحه محور X متصل کردم و برای برد اصلی نیز همین کار را انجام دادم تا سیم های موتور را در سربرگ پیچ آنها قرار دهم تا یک آزمایش ساده با استفاده از تست موتور پله ای انجام شود. کد "تصویر 2 را ببینید". همانطور که می بینید استپر خوب حرکت می کند و ما در مسیر درست هستیم.

/********************************************* ************************************************* ************************************************* ******************** - نویسنده: بلخیر محمد** - حرفه: (مهندس برق) مالک MEGA DAS** - هدف اصلی: کاربرد صنعتی** - حق چاپ (ج) دارنده: همه حقوق محفوظ است** - مجوز: BSD مجوز 2 -بند** - تاریخ: 2017-04-20********************** ************************************************ ************************************************ ***************************************** / / ** ********************************* توجه داشته باشید **************** ********************* // // توزیع مجدد و استفاده در اشکال منبع و باینری ، با یا بدون // اصلاح ، به شرط رعایت شرایط زیر مجاز است:

// * توزیع مجدد کد منبع باید اعلان حق نسخه برداری فوق را حفظ کند

// لیست شرایط و سلب مسئولیت زیر.

// * توزیع مجدد به صورت دودویی باید اعلان حق نسخه برداری فوق را تکرار کند ،

// این فهرست شرایط و سلب مسئولیت زیر در اسناد // و/یا سایر مواد ارائه شده با توزیع.

// این نرم افزار توسط دارندگان حق چاپ و مشارکت کنندگان "همانطور که هست" ارائه می شود

// و هرگونه ضمانت نامه صریح یا ضمنی ، از جمله ، اما محدود به ، // ضمانت نامه های تجاری و تناسب برای یک هدف خاص سلب نمی شود

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // شامل stepper Motor librarie const int stepPerRotation = 20؛ // تعداد مراحل به نوبت. مقدار استاندارد برای CD/DVD // موتور پله محور X را مشخص کنید Pins Stepper myStepperX (stepPerRotation، 8، 9، 10، 11)؛ void setup () {myStepperX.setSpeed (100)؛ // سرعت موتور پله ای myStepperX.step (100)؛ تاخیر (1000) ؛ myStepperX.step (-100) ؛ تاخیر (1000) ؛ } void loop () {}

مرحله 8: مونتاژ قطعات مکانیکی

ما مونتاژ ساختار خود را با پیچاندن موتور پله دوم به صفحه Y محور "تصویر 1 را ببینید" ادامه می دهیم. پس از آماده سازی محور Y ، هر دو محور را برای ایجاد طرح محور دوگانه آماده خواهید کرد که ما در اولین مرحله در مورد آن صحبت کردیم "تصویر 2 را ببینید". تنها کاری که باید انجام دهید این است که دو محور را در 90 درجه قرار دهید "تصویر 3 را ببینید".

ساخت نگهدارنده قلم

ما نگهدارنده قلم را با قرار دادن یک تبر کوچک در یک فنر برای نگه داشتن نگهدارنده قلم چاپ شده سه بعدی آماده می کنیم و سپس سرو موتور را به محل قرار می دهیم "تصویر 4 را ببینید" ، نگهدارنده قلم آماده است بنابراین آن را به کالسکه محور Y با استفاده از چسب حرارتی یا هر وسیله دیگری که بتواند بر روی محور Y حرکت کند و مراحل پله ای موتور را مشاهده کنید "تصویر 5 را ببینید" ، سپس صفحه فعال خود را به قسمت محور X می چسبانیم "تصویر 6 را ببینید" ، و ما با پیچاندن سیم موتورها به اتصالات آنها روی صفحه پایان می دهیم. پس از هماهنگی ، ما طراحی مکانیکی خود را برای عمل آماده کرده ایم "تصویر 7 را ببینید".

مرحله 9: بخش نرم افزار

با حرکت به قسمت نرم افزار ، ما سه نرم افزار را برای زنده نگه داشتن دستگاه ترکیب می کنیم ، در تصویر اول توضیح کوتاهی داده ام ، ما طراحی خود را با استفاده از نرم افزار Inkscape انجام می دهیم که یک فایل gcode مورد نیاز برای ماشین ما و برای مطمئناً برای درک دستورالعمل های gcode ، ماشین باید کد مخصوص خود را داشته باشد که ما با استفاده از نرم افزار Arduino IDE بارگذاری می شویم ، قسمت آخر نحوه اتصال کد دستگاه به فایل gcode است ، این توسط نرم افزار پردازش انجام می شود.

اولین قدم آپلود اسکچ برد arduino است که می توانید از لینک زیر بارگیری کنید و فراموش نکنید که پین موتورهای پله ای را مطابق با شرایط شمسی خود به روز کنید.

توجه: اگر از طرحواره مشابه ما استفاده می کنید ، بنابراین کد به خوبی کار می کند و نیازی به تغییر چیزی در آن نیست.

آماده سازی Gcode "Inkscape"

سپس به Inkscape می رویم و برخی پارامترها را تنظیم می کنیم 'تصویر 1 را ببینید مانند قاب های کاغذی و واحدها' تصویر 2 را ببینید ، طراحی خود را آماده کرده و در قالب Unicon MakerBat ذخیره می کنیم 'تصویر 5 ، 6 را ببینید ، اگر این فرمت است در نسخه Inkscape شما موجود نیست ، می توانید افزونه ای را برای داشتن آن قرار دهید ، هنگامی که روی (ذخیره) کلیک می کنید ، پنجره جدیدی برای تنظیمات پارامترهای فایل Gcode ظاهر می شود ، تنها کاری که باید انجام دهید این است که از تنظیمات مشابه ما و همه چیز خوب خواهد بود فقط "تصویر 7 ، 8 ، 9" را دنبال کنید سپس این پارامترها را به این ترتیب تنظیم کنید و فایل gCode خود را داشته باشید.

توجه: اگر از نسخه Inkscape بالاتر از نسخه 0.48.5 استفاده می کنید ، نمی توانید فایل Gcode را در قالب مورد نیاز ذخیره کنید.

اتصال دستگاه به فایل Gcode "پردازش 3"

با رفتن به نرم افزار پردازش ، کمی شبیه به Arduino IDE است "تصویر 10 را ببینید" بنابراین باید فایل "برنامه CNC" را باز کنید که می توانید از لینک زیر بارگیری کنید و فقط آن را اجرا کنید "تصویر 11" را ببینید ، پنجره دوم ظاهر می شود ، برای انتخاب پورت COM دستگاه "تصویر 12 را ببینید" ، باید p دوم را در صفحه کلید خود فشار دهید و برای انتخاب فایل gcode مورد نظر g را فشار دهید ، پس از انتخاب آن ، دستگاه مستقیماً نقاشی را شروع می کند.

مرحله 10: آزمایش و نتایج

و در اینجا ما اکنون زمان انجام برخی آزمایش ها هستیم ، هنگامی که فایل Gcode را بارگذاری کردید ، دستگاه شروع به کشیدن کند و من از سوسو زدن LED که توالی های ارسال شده به هر موتور پله ای را نشان می دهد بسیار خوشم آمد.

طراحی ها بسیار خوب انجام شده است ، و می توانید ببینید بچه ها این پروژه شگفت انگیز است و همچنین ساخت آن آسان است ،

فراموش نکنید که پروژه قبلی ما را که "چگونه می توانید پلت فرم آموزشی آردوینو خود را بسازید" تماشا کنید. و برای ویدیوهای جذاب تر در کانال YouTube ما مشترک شوید.

نکته آخر ، مطمئن شوید که هر روز لوازم الکترونیکی انجام می دهید

BEE MB از MEGA DAS دفعه بعد شما را دید