CNC Cyclone PCB Factory: Arduino CNC Shield, stepper e driver – Parte 2

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Elettronica: introduzione

Per l’elettronica andrò ad utilizzare un Arduino con un CNC Schield V3 (ed i relativi 3 stepper driver), è open ed economico.

Prendo 3 limit-switch (o finecorsa) come descritto nel progetto originale (il terzo è per l’asse di Z).

3 Stepper NEMA 17 (il fattore di forma è importante per adattarsi alla parte stampata), se avete qualche vecchia stampante a casa ora è il momento di smontarla.

Un modulo Bluetooth come quelli descritti in questo articolo deve essere un modulo seriale pass-through, non BLE.

Un modulo relè, un MOSFET per uso futuro, 4 bottoni, dei transistor 2N2222A e qualche condensatore.

Filo, alcuni DuPont (maschio e femmina), 2 clip a coccodrillo.

Un alimentatore, 12V 10A è sufficiente.

Elettronica: CNC Shield

È possibile trovare questo shield CNC a basso costo.

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Questo è uno shield per Arduino UNO, ma alcuni Arduino hanno problemi con la comunicazione seriale ed il programma GRBL, in particolare alcuni CH340G non funzionano o danno errori durante l’operatività come se il GCode passato fosse errato.

In base alla mia esperienza personale posso dire di aver avuto qualche problema con Arduino cloni con micro-USB, ma nessun problema con Arduino con porta USB “standard” (anche se era CH340G).

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Per questo progetto è preferibile rimuovere tutto i ponticelli che gestiscono gli step intermedi degli stepper perché le aste filettate fanno già da demultiplexer e ridurre ancora la velocità a favore di una precisione esagerata è inutile.

Elettronica: stepper driver

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Ho scelto i driver A4988 invece dei DRV8825 che sono più potente e precisi per 3 motivi:

  • A988 costano meno;
  • Non abbiamo bisogno di passo a 1/32;
  • i miei motori (presi da vecchie stampanti) hanno meno di 2A per fase.

C’è un semplice “trucco/modo” per impostare l’amperaggio corretto (il potenziometro dei vari stepper driver), basta mettere il tester + sul potenziometro e tester – a GND (guardare l’immagine), e fare riferimento a questi calcoli:

  • DRV8825: Imax = 2 * Vref (se IMAX = 1.5 A, allora VRef deve essere regolato a 1.5/2 V = 0.75 V)
  • A4988: Imax = 2,5 * Vref

Nel mia caso ho messo 0,8V * 2,5 = 2A anche se gli ampere per fase erano 1,7AMP, per avere più potenza.

Motori stepper

Per questo progetto gli stepper richiesti sono in formato nema 17 con 200 step.

Nema17 stepper motor

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Il cablaggio è abbastanza semplice:

CNC shield Nema 17 connections

Identificare i cavi degli stepper a 6 fili

La maggior parte dei motori prelevati dalle stampanti ha 6 fili non 4, quindi è importante riconoscerli per poterli utilizzare come bipolari a 4 fili.

Ho scritto questo articolo per spiegare come riconoscere gli avvolgimenti ed effettuare i cablaggi.

Grazie

Nella prossima parte mostreremo il finecorsa e il problema del rumore.

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