Начинаем цикл статей о самостоятельной сборке бюджетного ЧПУ станка своми руками. Часть первая. Управляющие платы.
Идея собрать ЧПУ станок возникла спонтанно, была поставлениа задача сделать станок сравнительно бюджетно, но и вместе с тем дать возможность улучшить его в будущем.
Начало было положено с заказа управляющих плат и моторов. Возможно это было ошибка, но всеже решено было управлять станком протоколом GRBL. Для этого заказаны платы : Arduino UNO, CNC Shield, драйвера A4988 и DRV8825.
Так выглядит уже собранный комплект. Осталось только прошить Arduino и подключить питание кнопки и моторы… но обо всем по порядку.
Плата расширения CNC Shield v3.0
Плата предназначена для создания простых самодельных ЧПУ станков. Может управлять тремя осями и одну ось дублировать.
Характеристики CNC Shield:
- 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;
CNC shiel может работать с такими драйверами как A4988, DRV8825 и др. Для драйверов предназначены места желтого цвета, их 3, а гнездо красного цвета для дублирующего драйвера и мотора.
Распиновка шилда выглядит следующим образом.
Для работы CNC Shield необходимо
- Вставить драйверы в желтые слоты. Необходимо вставить правильно. Пины разных драйверов различаются
- Настроить токи двигателей, согласно токам шаговых двигателей (регулятор на драйвере и вольтметр)
В моем случае рассчетные токи получилить такие:
Минусовой щуп мультиметра подсоединяем к контакту GND (минус, он общий), плюсовым прикасаемся к корпусу подстроечного резистора на драйвере. Крутим подстроечный резистор отвёрткой и замеряем расчётное напряжение Vref. Таким образом мы выставляем правильный ток для драйвера шагового двигателя. Для каждого вида драйвера своя формула расчета Vref.
Vref — пин замера напряжения для установки тока по формуле.
Current Limit — ток шагового двигателя.
A4988
Current Limit = Vref * 2,5
Vref = Current Limit / 2,5
DRV8825
Current Limit = Vref * 2
Vref = Current Limit / 2
Расчет драйверов при униполярном подключении 2A
A4988 – Vref= 0,8v
DRV8825 – Vref=1v
Расчет драйверов при биполярном подключении 1,4А
Current Limit = Vref * 2,5
Vref = Current Limit / 2,5
A4988 – Vref= 0,56v
DRV8825 – Vref=0,7v
- Установить перемычки в красные контакты М0, М1, М2, для определения режима работы драйвера
Выставляются по таблицам
- Подключить к USB ПК и залить прошивку GRBL. (В следующих статьях)
На плате CNC shield контакты для подключения справа
- Аварийной кнопки остановки (E-STOP);
- Кнопка паузы (Hold);
- Кнопка продолжения (Resume);
- Кнопка возвращения на исходную позицию (Abort);
- Включения шпинделя (SpnEn);
- Направления шпинделя (SpnDir);
- Включения подачи охлаждения (CoolEn);
- Концевики (X+ X- Y+ Y- Z+ Z-).
В последней прошивке GBRL 9.0i – энтузиасты решили переделать нумерацию портов и теперь она отличается от того, что написано на плате.
Были поменяны местами Z-Max (D12) и Spn_EN (D11).
Они подключили шпиндель к D11, который является ШИМ портом. Они хотят управлять оборотами шпинделя через ШИМ.
Теперь, если вы желаете подключить концевик Z_Max, то его необходимо подключить в Spn_EN, а включение шпинделя необходимо подключать в Z+.
Схема подключения
