Плата для ЧПУ на Arduino UNO, CNC shield v3 и драйвера A4988 (DRV8825).

С драйверами шаговых двигателей A4988 и DRV8825 мы уже познакомились в предыдущих статьях. Рассмотрели подключение данных драйверов с помощью модуля. Сегодня рассмотрим CNC shield v3, которая позволяет установить драйвера в количестве 4 штук без использования дополнительных проводов подключения.

Для чего нужен CNC shield v3?

CNC shield v3 позволяет установить до 4 драйверов, которые могут управлять 4 независимыми шаговыми двигателями, что позволяет собрать лазерный гравировальный станок, плоттер, фрезерный гравировальный станок. Также возможно собрать 3D принтер, но для этого нужно будет проделать достаточно большую работу, а для чего это делать, если есть готовые решения на Arduino MEga2560 и ramps 1.4, ramps 1.5, ramps 1.6 и пр., которые рассмотрим в следующих статьях.

Для сборки мозгов ЧПУ (CNC) станка с использованием CNC shield v3 понадобиться:

• Arduino UNO – 1 шт.
• CNC Shield v3.0 – 1 шт
• Драйверы A4988 (DRV8825) – 3-4 шт.
• Шаговые двигатели- 3-4 шт.
• Источник питания 12- 36 В.
• И дополнительные материалы необходимые опционально: (джампера для установки микрошага двигателей и установки режима работы оси A, конечные выключатели, тактовые кнопки и пр.)

Все собирается практически без пайки. Достаточно установить все компоненты, настроить ток драйвера в соответствии с током шагового двигателя, который вы будете подключать. Как рассчитать ток для драйвера A4988 читайте тут, для драйвера DRV8825 читайте тут.

Также не нужно забывать про радиаторы охлаждения для драйверов, которые чаще всего идут в комплекте.

ВНИМАНИЕ! Arduino CNC Shield поддерживает источники питания до 36 В. Это не означает, что все драйвера могут работать при таком напряжении. Драйверы A4988 не предназначены для работы при напряжении 36 В., и взорвутся при первом включении их при таком напряжении. 36V предназначены для таких драйверов, как DRV8825, которые могут работать от +36V.

Полный этап сборки ЧПУ станка будет на сайте в разделе самодельные ЧПУ станки.

Характеристики платы CNC Shield version 3.0:

• Модель - CNC Shield version 3,0
• Размер - Arduino UNO и другие совместимые платы
• Количество осей - 4 (X, Y, Z, A)
• Напряжение питания логической части - 5 В.
• Напряжение питания силовой части - 12 – 36 В.
• Драйверы - A4988 или DRV8825 и другие
• Интерфейсы - UART, I2C
• Прошивка - Arduino GRBL
• Размеры - 65 х 55 х 20 мм.
• Вес - 32 г.

CNC shield v3 состоит из:

1 – Кнопка сброса.
2 – Колодки контактов для подключения внешних драйверов двигателей. Например, с помощью модулей, которые рассматривали в предыдущей статье.
3 – 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). Эти колодки контактов служат для настройки оси «A». Для дублирования осей нужно установить джамперы на эти колодки следующим образом:

Дублирует ось «X», т.е 4 ось (помечен как A) работает синхронно с осью «X».

Дублирует ось «Y», т.е 4 ось (помечен как A) работает синхронно с осью «Y».

Дублирует ось «Z», т.е 4 ось (помечен как A) работает синхронно с осью «Z».

Использовать D12 и D13выходы Arduino для автономного управления 4-ым шаговым драйвером (отмечен как A).

Для автономной работы оси A. Колодка D12 замыкается для возможности управления шагом, колодка D13 замыкается для возможности управления направлением вращения. Направление вращения двигателя меняется путем смены контактов двигателя или изменения маски в прошивке.

4 – Разъем питания. На плату необходимо подавать питание 12 – 36 В.

5 – Возле каждого слота для подключения драйвера двигателей имеется колодка управления микрошагом двигателя. В зависимости от выставленных перемычек вы можете добиться вплоть до 1/32 шага на драйверах DRV8825 и 1/16 шага на драйверах A4988. Установки джамперов для управления шагом или микрошагом для драйвера A4988 показаны в таблице.

6 – Колодки для подключения биполярного шагового двигателя (на 4 провода).

Как подобрать шаговый двигатель и как подключить шаговик с выводами больше 4, рассказывал в статье: «Как подобрать шаговый двигатель для станка ЧПУ. ШД из принтера»

7 – Колодка контактов для интерфейсов UART и I2C:

Контакты UART: RX, TX, 5V, 3V3;

Контакты I2C: SCL, SDA, GND, RST.

8 – Колодка контактов для подключения концевых выключателей для осей «X», «Y», «Z».

9 – Колодка для подключения контактов:

• Включения шпинделя (SpnEn);
• Направления шпинделя (SpnDir);
• Включения подачи охлаждения (CoolEn);

10 – Колодка для подключения контактов:

Внимание!!! С прошивки GBRL 9.0i были поменяны местами Z-Max (D12) и Spn_EN (D11).

Шпиндель подключаем к D11, который является ШИМ портом, это необходимо для управления оборотами шпинделя с помощью ШИМ.

Теперь, если вы желаете подключить концевик Z_Max, то его необходимо подключить в Spn_EN, а включение шпинделя необходимо подключать в Z+.

Ответы на часто задаваемые вопросы при сборке ЧПУ станка на Arduino UNO, CNC shield v3 и драйвера A4988 \ DRV8825.

При включении шаговые двигатели гудят, в чем проблема?

- Когда шаговые двигатели включены, они будут издавать забавные вибрирующие шумы. Это нормально.

Сильно греются драйвера что делать?

- Рекомендуются небольшие радиаторы и вытяжные вентиляторы, так как драйверы шагового двигателя нагреваются при использовании в течение длительного времени, и им требуется охлаждение.

Шаговые двигатели при работе греются и отключаться. Что делать?

- Некоторые из шаговых драйверов имеют термозащиту и отключаются при повышении температуры. Это хороший признак того, что им нужно охлаждение или что они перегружены. Если есть возможность, то сперва попробуйте снизить рабочий ток.

Также часто задают вопросы, как продублировать ту или иную ось или чтобы автономно работало ось «A»?

- Решение данного вопроса описано в статье. Если что-то не понятно пишите в комментариях, или в группе в ВК.

Как подключить конечный выключатель? У меня ложные срабатывания, что делать?

- Установите сглаживающий конденсатор. Проверьте, что слаботочные провода нигде не пересекаются с высокой стороной. Также можно купит механические, индукционные, оптические или другие конечные выключатели, которые имеют необходимую обвязку. Если что-то не понятно пишите в комментариях, или в группе в ВК.

Где взять прошивку для создания ЧПУ (CNC) станка на Arduino, и как загрузить прошивку, рассмотрим в следующей статье.

Понравился статья Плата для ЧПУ на Arduino UNO, CNC shield v3 и драйвера A4988 (DRV8825)? Не забудь поделиться с друзьями в соц. сетях.

А также подписаться на наш канал на YouTube, вступить в группу Вконтакте, в группу на Facebook.

Спасибо за внимание!

Технологии начинаются с простого!

Фотографии к статье

 

 

 

 

 

 

 

 

Файлы для скачивания

CNC-Shield-Guide.pdf

963 Kb

2093

Скачать Вы можете скачать файл.