Máquina de desenho CNC Arduino (ou o caminho para o sucesso): 10 etapas (com imagens)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Este projeto é baseado principalmente em itens fáceis de encontrar. A ideia é pegar duas unidades de disco de computador não utilizadas e combiná-las para criar uma máquina de desenho automatizada que se assemelha a uma máquina CNC.

As peças usadas fora das unidades incluem os motores e trilhos de ambas as unidades e o conjunto de plástico de pelo menos uma das unidades (incluindo a bandeja)

Etapa 1: Requisitos para sua jornada:

Peças necessárias:

1. Arduino uno
2. 1 motor de passo (usamos o número do modelo 28BYJ-48)
3. Blindagem do motor Adafruit v2
4. Muitos fios
5. Duas bandejas de cd para computador
6. opcional: algumas engrenagens e trilhos impressos em 3D
7. Um pouco de madeira ou material estrutural Um computador

Código Arduino necessário:

Código GRBL personalizado para funcionar com a blindagem do motor Adafruit (Riley_adafruit_cnc_2)

Software de computador necessário:

1. Arduino IDE Plotter
2. Imagem Gcoded ou arquivos de desenho (google seu arquivo de escolha).

Ferramentas necessárias:

1. Equipamento de solda
2. Pistola de cola e bastões de cola
3. Governante
4. Caneta
5. Paciência

Etapa 2: Destruição

Desmonte as bandejas de dvd certificando-se de manter a integridade estrutural de pelo menos uma das bandejas de DVD enquanto remove o componente de metal que geralmente tem duas grades. O processo de retirar essas bandejas varia de acordo com as diferentes bandejas de cd. Os dois acionamentos do motor devem se parecer com a imagem abaixo, uma vez removidos. Observe que a parte que gira o disco foi removida, pois não será necessária.

Etapa 3: Soldar

Uma vez desmontados, o próximo passo é soldar os terminais no motor que podem ser vistos na foto. Novamente, a forma como esses terminais se conectam ao motor pode diferir de acordo com o modelo específico. A forma como eles se conectam à blindagem do motor Adafruit será discutida posteriormente. Replique a mesma configuração para o segundo conjunto do motor da unidade de disco.

Esses dois servirão como nossos eixos Y e Z no processo de desenho.

Etapa 4: a bandeja poderosa

O próximo passo é fazer com que a bandeja do disco funcione, que será o eixo X. Para isso, foi utilizado o motor de passo e a montagem exigiu peças cortantes da bandeja para passar a engrenagem. (veja as fotos) Neste ponto, percebemos que nossa relação de transmissão estava errada e mais ajustes eram necessários. No final, optamos por imprimir uma engrenagem de proporção 4 para 1 para permitir a suavidade e a distância necessária para completar o desenho sem ficar sem espaço.

Etapa 5: o caso Arduino

Monte o conjunto do Arduino e a configuração da blindagem do motor. Para esta etapa, um pouco de solda é necessária. Haverá dois Escudos de Motor Adafruit empilhados. Devido à maneira como eles operam, uma ponte precisa ser soldada para que o segundo arduino seja identificado como tal. O processo por trás disso é explicado aqui:

learn.adafruit.com/adafruit-motor-shield-v…

Solde a ponte conforme mostrado abaixo, rotulado como 1 para a blindagem do motor Adafruit superior. A primeira placa deve ser (0x60) e a placa superior deve ser (0x61). Além disso, observe o jumper identificado como 2. Ele está configurado nas proteções inferior e superior, informando às placas para obter energia do arduino em vez dos terminais azuis logo acima dele. Você pode escolher conectar sua própria fonte de alimentação a esses terminais azuis se achar que o arduino está faltando. (Observe que enquanto os três motores estão em execução, temos o arduino conectado ao computador, além de uma fonte de alimentação de 9 V funcionando no arduino também)

Etapa 6: Teste de Fogo

Teste! Antes de colocar tudo junto, teste suas peças. Achamos particularmente difícil encontrar informações sobre como conectar motores de passo ao Escudo do Motor Adafruit. Portanto, aqui está um diagrama útil. É importante ressaltar que os pinos 1 e 4 (azul e laranja) e os pinos 2 e 5 (rosa e amarelo) são pares. Às vezes, conectá-los da maneira errada pode significar uma reversão no funcionamento do motor. Além disso, o vermelho é aterrado neste diagrama, conforme mostrado abaixo. Se os motores do conjunto do disco possuírem apenas 4 terminais, deixe o aterramento sem conexão.

Para gerir o movimento dos motores utilize o software que foi descrito nas ferramentas requeridas, utilizando o software plotter no link fornecido.

Uma maneira realmente fácil de testar quais terminais são pares é testar com um ohm-medidor. Aqui está um ótimo guia sobre como encontrar seus pares de fios de motor de passo:

knowledge.ni.com/KnowledgeArticleDetails?i…

Depois de encontrar seus pares, coloque o primeiro em M1, o segundo em M2

Etapa 7: A linha de montagem

Assim que todos os motores forem testados, você pode iniciar a montagem. A primeira etapa é criar uma estrutura para manter os eixos Y e Z acima do eixo X. Isso foi feito com itens simples comprados em uma loja especializada. Veja a imagem abaixo.

Etapa 8: Flutuar

A próxima etapa é anexar o eixo Z à montagem do eixo Y, isso foi feito principalmente com cola quente, embora certamente o tivéssemos feito de forma diferente com mais tempo e ferramentas.

Etapa 9: hora do hacker

Agora é a hora de programação do Arduino. A primeira etapa será carregar o código anexado em seu Arduino. Depois de abrir seu Arduino IDE e abrir o programa anexado, tudo o que você precisa fazer é alterar a porta para aquela em que seu arduino está conectado e clicar na SETA (ou botão de upload) para enviá-la.

Etapa 10: O sucesso é um A !?

Embora esse código seja baseado no código GRBL original, é importante observar que ele foi bastante modificado para funcionar com escudos de motor adafruit. Por causa disso, há muitas funções ausentes que estão em GRBL que não funcionam quando inseridas nesta configuração. No entanto, para qualquer plotagem básica (ou seja, desenho), este código funciona perfeitamente. Ele pode desenhar qualquer GCODE formatado como G90.

Se você construiu a mesma configuração que nós, seu arduino agora funcionará! Se você fez uma versão diferente usando motores ou dimensões diferentes, você terá que alterar o arquivo de configuração que foi incluído no código do Arduino.

** SÓ FAÇA ALTERAÇÕES NO ARQUIVO “config.h”, ALTERAÇÕES EM QUALQUER OUTRO CÓDIGO FARÃO O PROGRAMA NÃO FUNCIONAR **

Olhando para trás, provavelmente poderíamos ter usado a montagem da bandeja como ela estava e reforçar parte da estrutura, medir melhor a inclinação de diferentes eixos e apenas torná-la mais estruturada no geral. É um projeto bacana que pode ser escalonável e aplicado para outros usos.

Uma vez que você tenha um entendimento básico de como o GRBL funciona e como os motores de passo dos eixos X, Y, Z funcionam, este projeto é extremamente escalonável, contanto que você tenha os materiais para fazê-lo. Optamos por fazer um desse tamanho porque estávamos limitados pelo tamanho da bandeja de DVD. No entanto, se você optou por fazer um usando correias e motores de passo, você só ficaria limitado pelo torque do passo.