Gravador a laser barato e robusto faça você mesmo: 15 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Nestas instruções, mostrarei como fiz meu próprio gravador a laser DIY por um preço muito baixo. Além disso, a maioria das peças são recuperadas de coisas velhas ou são muito baratas. Este é um projeto muito interessante para qualquer aquarista de eletrônica. Este gravador será capaz de gravar madeira, cartão, autocolantes de vinil, etc. e também cortar papel graças ao laser de 250 mW que iremos utilizar.

Se este instructables o ajudar de alguma forma a fazer seu próprio gravador a laser, compartilhe seu projeto comigo. isso vai me deixar mais do que feliz.

Etapa 1: Peças / materiais e ferramentas necessárias

• 2x - Unidades de DVD antigas para salvar o mecanismo do motor de passo.
• 1x - escudo GRBL v4 (pode usar outras versões também).
• 2x - drivers de motor de passo A4988.
• 1x - laser 250 mw 650 nm com lente ajustável (de banggood.com)
• Fonte de alimentação 12v 2-2,5 Amps.
• Pcb em branco para fazer o circuito do driver do laser.
• Cabeçalhos masculinos e femininos.
• 1x - resistor de 47 ohms.
• 1x- resistor de 100k ohm.
• 1x - mosfet IRFZ44N para a ação de comutação do laser.
• Alguns ímãs de neodímio.
• Chapa acrílica.
• Parafusos e porcas M3.
• Óculos de segurança para laser.
• 1x - Arduino Nano.

FERRAMENTAS NECESSÁRIAS:

• Furadeira.
• Pistola de cola quente.
• Serra para cortar acrílico.
• Arquivo para acabamento.
• Torno de mesa.
• Chave de fenda Phillips cabeça e cabeça chata.
• Ferro de solda.

Etapa 2: resgatar o mecanismo de passo e os ímãs de neodímio

Dois mecanismos de passo são necessários para os eixos xey, respectivamente, os quais podem ser recuperados de duas unidades de DVD usadas. Recuperar o mecanismo de passo e os ímãs de neodímio é bastante fácil. Você pode recuperá-lo facilmente abrindo o driver de CD usando uma chave de fenda Philips.

Certifique-se de não danificar nenhuma peça relacionada ao projeto ao recuperar as peças necessárias das unidades de DVD.

Se você não está familiarizado com como fazer isso, vou deixar um link de um vídeo no YouTube que mostra como resgatar as respectivas partes.

Etapa 3: Fazendo a base da máquina

Para fazer a base estou usando uma folha de acrílico transparente de 4mm. O tamanho da folha de acrílico é 9 pol x 6,6 pol aproximadamente.

Agora teremos que criar nosso stand para montagem do eixo y com esta base de acrílico.

Deixe 1 polegada da parte superior e 1,5 polegada da lateral e coloque o mecanismo deslizante na base. Agora marque os respectivos orifícios e faça-os para acumular o mecanismo de passo do eixo y.

Essas medidas não são tão importantes. você pode usar seu próprio espaço de acordo com suas necessidades.

Também equipei esta base com 4 almofadas de borracha de silicone para que a base fique firme no chão ou onde quer que seja colocada.

Etapa 4: Identificação da bobina de passo e da fiação

• Os motores de passo de DVD são motores de passo bipolares que consistem em duas bobinas e 4 fios.
• Precisamos identificar os fios da bobina 1 e 2.
• Para identificar a bobina do motor de passo, usamos um testador de continuidade que nos mostrará uma luz de dois fios considerando a mesma bobina.
• De acordo com nosso escudo grbl, existem quatro conectores machos cuja fiação é a seguinte.

1A 1B 2B 2A

Isso mostra que 1A e 1B fazem parte da bobina 1 e 2A e 2B fazem parte da segunda bobina

NOTA - Imagens para cada um dos processos são fornecidas, portanto, certifique-se de dar uma olhada nelas, o que tornará mais fácil de entender

Etapa 5: fazer a plataforma de gravura principal

• Para fazer a plataforma de gravação, vou usar algumas folhas de acrílico de 2 mm de espessura e tamanho 40 mm x 22,5 mm.
• Usarei peças de árvore semelhantes do tamanho acima para poder criar uma altura de cerca de 6 mm.
• Agora junte as peças uma a uma em cima da outra usando um pouco de cola quente.
• Depois que tudo estiver colado, ele precisa ser preso à base do mecanismo do driver de passo.
• Isso garante que haja um espaço decente entre o mecanismo do driver de passo e a plataforma base que iremos instalar.
• Para homem

Etapa 6: fazendo a estrutura para o eixo Y

• Para fazer o suporte do eixo y e criar espaço entre o mecanismo e a base usei quatro espaçadores que fiz cortando uma caneta com uma lâmina. O comprimento dos marcapassos de que precisamos é de aprox. 25 mm que deve ser suficiente para criar espaço suficiente entre a base e o mecanismo.
• Agora use parafusos m3 inserindo-os por baixo da base de acrílico conforme mostrado na imagem.
• Agora, usando algumas arruelas acima e abaixo do mecanismo, prenda o mecanismo de passo do eixo y usando porcas
• Certifique-se de que os parafusos estão devidamente presos

Etapa 7: Fazendo a estrutura do eixo X

• Depois de fazer um estudo básico para o eixo y, agora é a vez de fazer uma rede para o eixo X.
• Para fazer a estrutura do eixo X, estou usando uma chapa de 1,5 mm de espessura. O material é aço inoxidável.
• Você pode obtê-lo barato de sucata.
• Você também pode usar outros materiais como cantoneiras de alumínio, etc., depende de você quaisquer recursos que possam ser os melhores disponíveis para você.
• Para a confecção do estande vamos exigir dois preços desta chapa de aço de 30 mm de largura cada. Portanto, usando um dispositivo de medição armazenável, marcaremos as linhas.
• Depois disso, precisaremos dobrar isso a 90 ° a uma distância de 80 mm para ambas as tiras de aço.
• Agora, tudo o que é necessário é cortar essas tiras e dobrá-las em 90 °
• Para cortar as tiras, você pode precisar de algumas ferramentas, então se você tiver uma oficina que será boa, você pode pedir a ajuda de alguém que possui uma oficina.
• Após o corte, certifique-se de que as laterais da chapa de aço estão devidamente acabadas, certificando-se de que não machuque ninguém.
• Para dobrar as tiras, você pode pegar a peça de trabalho em um torno de mesa e usando um martelo você pode dobrá-la realmente a 90 °
• Basta verificar se a dobra é exatamente 90 ° ou não usando um quadrado definido.
• Uma dobra inadequada só aumentará o seu trabalho, então esse processo deve ser perfeito.

Etapa 8: A Eletrônica

• Aí vem a parte mais importante do projeto.
• Para operar a máquina, precisaremos de uma fonte de alimentação de 12v 2 - 2,5 Amps.
• Precisamos configurar o Arduino Nano e 2 drivers A4988 no CNC GRBL shield v4 da maneira correta, conforme mostrado na imagem.
• Se o alinhamento estiver incorreto e a alimentação for fornecida, isso pode danificar os drivers de passo ou o microcontrolador.
• Após o alinhamento adequado dos drivers e do Nano, precisamos conectá-lo à fonte de alimentação e ao pc e testar se o eixo está se movendo na respectiva direção ou não.
• No meu caso, quando tentei, o escudo não estava respondendo aos meus comandos do software GRBL a laser.
• Em seguida, verifiquei as conexões na blindagem com referência ao diagrama de circuito que encontrei na internet.

NOTA - Houve um defeito de fabricação na minha blindagem. Para retificar, tentei a mesma coisa com o escudo do meu amigo e descobri que ele também tem o mesmo problema. Então, eu mais uma vez soldei os pinos de degrau e de direção do A4988 dos eixos X e Y, respectivamente.

Depois de soldar os pinos de degrau e de direção novamente, consegui executar os eixos xey perfeitamente

Etapa 9: Esquema do circuito de comutação do laser

• O laser é comutado usando um mosfet Irfz44 de canal n.
• O pino digital 11 do arduino Nano é conectado ao Gate do mosfet usando os resistores mostrados nos esquemas.
• O laser funciona com 5 volts, portanto, um regulador de tensão LM7805 é usado para fornecer a alimentação.

Etapa 10: Adicionando pés de borracha à base

• Para tornar a estrutura robusta, precisamos adicionar algumas almofadas de borracha.
• Para as almofadas de borracha, estou usando uma folha de borracha de silicone com 3,5 mm de espessura e cortando quatro almofadas circulares de borracha de 20 mm de diâmetro.
• Agora precisamos prender essas almofadas de borracha na base de nossa máquina. Para a adesão à base utilizaremos o adesivo de borracha sintética FEVIBOND.
• O adesivo deve ser colocado em ambas as superfícies uniformemente. Após aplicar o adesivo cole a almofada de borracha na base e deixe secar por pelo menos 30 minutos.
• Adicionar essas almofadas não é necessário, mas ajudará quando a máquina for colocada em superfícies ásperas.
• Além disso, isso protegerá a base de acrílico de arranhões.

Etapa 11: Calibração do motor de passo e cálculos de etapas / mm

• Para calibrar qualquer máquina que envolva motores de passo, alguns cálculos são necessários. Esses cálculos são diferentes para diferentes motores de passo.
• Portanto, você precisa calcular para o seu motor de passo.
• Etapas / mm = Etapas / Revolução * (micro stepping do a4988)
• Etapas / Revolução = 360 / Ângulo da etapa
• Para meus motores de passo, etapas / Rev = 192
• Portanto, Etapa / mm = 192 * 1/16 = 12 Etapas / mm.
• Agora, esses valores podem ser adicionados nas configurações grbl do software laser grbl.

Etapa 12: Carregando a Biblioteca GRBL e Configurando o Laser GRBL

CARREGANDO GRBL PARA O ARDUINO -

• Para fazer esta máquina funcionar, precisamos fazer o upload da biblioteca grbl para o Arduino.
• Você pode baixar os arquivos deste link.
• github.com/grbl/grbl
• Após o download, você precisa extrair o arquivo.
• Depois de extrair, você precisa colocar a pasta no seguinte local- Arquivos de programas-> Arduino-> Bibliotecas. Cole-o neste local.
• Agora abra o ide Arduino e conecte o Arduino nano e selecione a porta correta. Agora inclua a biblioteca grbl e faça o upload para o Arduino.

CONFIGURANDO O SOFTWARE LASERGRBL-

• Abra o software LASERGRBL e conecte o Arduino ao pc.
• Certifique-se de selecionar a taxa de transmissão correta 11500.
• Agora alimente o circuito com 12v 2,5 Amps. Depois de fornecer a fonte de alimentação, os motores de passo devem ser travados e não devem estar livres.
• Agora clique no botão conectar.
• Agora clique no arquivo> Abrir arquivo> Selecione o arquivo que deseja gravar> Clique em OK.
• Agora você pode definir a imagem de acordo com suas necessidades. No meu caso estou usando vetorizar a imagem e não usar nenhum do preenchimento.

Etapa 13: Focando o laser e começando a gravar

• Agora precisamos montar o laser no eixo x usando um pouco de cola quente.
• Agora precisamos manter uma peça de trabalho sob o laser na plataforma y que criamos anteriormente.
• Agora, lentamente, tentamos girar a lente do laser e torná-la um feixe mais focalizado.
• Certifique-se de que o ponto do feixe de laser seja o menor possível.
• Assim que o feixe do laser estiver focado o suficiente para queimar a peça de trabalho, você deverá ser capaz de ver um pouco de fumaça que garante que a peça de trabalho começou a queimar.
• Eu carreguei um vídeo de como fazer isso se você não tiver certeza.
• Assim que esta etapa for concluída, finalmente começamos a gravar o que quisermos.
• Para gravar pela primeira vez, estou usando as imagens de algumas formas geométricas simples que vão nos mostrar a precisão da máquina.
• Depois de mais algumas gravações e ajustes no sistema aos poucos, finalmente obtive alguns resultados limpos e precisos.

Etapa 14: Materiais que podem ser gravados

1. Cartão.
2. Hardboard.
3. MDF.
4. Madeira.
5. Plásticos mais fracos.

Materiais que podem ser cortados.

1. Papel.
2. Adesivos de vinil.

Etapa 15: Gravação de vídeos

Aqui estão alguns timelapses de vídeo de gravura para você!