DRO baseado em Arduino para máquina CNC GRBL: 3 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Comecei este projeto com um único objetivo em mente. Eu queria uma maneira simples, mas eficaz de visualizar informações sobre minha máquina CNC, enquanto estava de pé na máquina CNC, em vez de esticar meu pescoço em posições quase contorcionistas e semicerrar os olhos como um homem olhando para o sol, apenas para ver o monitor do computador ligado o outro lado da sala. Com isso em mente, comecei a remendar uma enxurrada de componentes baratos, produtos especiais do ebay e o pouco de solda e fita adesiva sobressalentes. Aqui está o resultado de quase um ano esperando por peças da China.. erm.. Trabalhando diligentemente para atingir meu objetivo.:)

Etapa 1: Estágio de design de hardware …

A primeira coisa que precisamos fazer é jogar tudo em uma pilha, ligar as coisas aleatoriamente, apagar todos os incêndios, abrir as janelas para deixar a fumaça e os gases saírem, e então podemos começar a construir algo bem interessante.. Nós vamos. Para mim, pelo menos. Comecei obtendo um daqueles onipresentes arduino328p's na forma de pacote "DIP". (Pinos embutidos duplos = Stick com pernas) A partir daí, eu precisava de alguma forma de exibir visualmente as informações. Meu primeiro pensamento foi usar o LCD 16x2 padrão, e rapidamente percebi que simplesmente não conseguia encaixar tudo naquele pequeno LCD sem uma rolagem extravagante ou troca de tela cronometrada, ambos os quais não eram muito atraentes. Minha próxima ideia foi um 20x4. tem muito espaço para mostrar informações básicas e, com um tátil, posso alternar entre o trabalho e as coordenadas da máquina. Com isso, comecei a construir o esboço do Arduino … Em algum lugar ao longo do caminho, vi um DRO real em uma fresadora manual real … a tela de 7 segmentos era visível do outro lado do armazém … Então, decidi adicionar isso ao meu projeto, apenas no caso de eu não gostar mais do LCD. Depois de muitas horas vasculhando o ebay para encontrar os módulos de que gostei, comprei 3 dos módulos de display de 7 segmentos de 8 dígitos com o max7219 ic neles. Perfeito … agora tudo o que tenho a fazer é construir uma biblioteca do arduino para … não.. Parece que alguém já fez isso. Nick Gammon projetou esta biblioteca para uso com esses monitores e outros. É muito simples. Max7219 Arduino Library de Nick GammonMeu não gosto, é que não consegui alinhar os números à direita e o símbolo "-" à esquerda … mas, caramba, funciona. Algumas semanas depois, depois de juntar as probabilidades e as extremidades, bits e bobs, e com alguma ajuda de alguém no youtube, eu tinha um protótipo funcional no breadboard usando os módulos de 7 segmentos..

Etapa 2: Design de PCB …

Mexendo no Eagle, consegui juntar um PCB … Levei três tentativas para fazer a placa sair direito, mas isso é apenas inexperiência e filme fotorresistente especial seco do ebay duvidoso. Incluído nesta etapa está um conjunto atualizado de arquivos de águia. Ao contrário da minha catástrofe de uma primeira placa (imagens representadas) O design atualizado é um pouco maior e corrige alguns problemas que tive com o fornecimento de energia suficiente para os módulos. Acontece que, se o caminho que a eletricidade tem que percorrer dá toda a volta do tabuleiro em um círculo, alguns componentes na extremidade não terão energia suficiente para engasgar (AvE … Pare de me infectar com seus coloquialismos!) placa é projetada para ser usada com três desses módulos de display max7219 e-segment, bem como um LCD. A parte LCD é opcional, mas em iterações futuras, pretendo quebrar outro pino para um sensor de efeito Hall no fuso CNC para exibir as RPMs reais do fuso. Também nesta versão dos arquivos de águia, adicionei melhor posicionamento e documentação do silkscreen, quebrei o led de status RGB caso você não tenha a versão de montagem em superfície ou queira montá-lo em uma caixa e queira o LED Em outro lugar. Também adicionei um cabeçalho ICSP, caso você não queira usar o USB para reprogramá-lo. Além disso, você notará que esta placa não usa o pacote DIP Atmeg328p. Em vez disso, está usando um pacote QFP SMD. (QFP = Quad Flat Pack.) Isso foi feito principalmente para ter mais espaço sob a placa para traços, sem a necessidade de rotear ainda mais pinos passantes. Existem pinos de breakout para o modo e botões de reset, bem como os dois breakouts inferiores, um vai para o LCD, o outro para o arduino que controla a máquina CNC GRBL.

A placa inteira tem apenas 2,6 "x 2,25" (ou 65,94 mm x 57,1 mm para o pessoal métrico). Os cabeçalhos X, Y e Z podem ser qualquer cabeçalho de pich padrão de 0,1 "ou simplesmente passar cabo de fita para seus módulos, se necessário.

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Os módulos só se conectam de uma maneira. Tenha cuidado para observar qual lado do módulo é VCC / GND e o mesmo na placa. Se você conectá-los ou conectá-los ao contrário, provavelmente fumará a unidade.

Etapa 3: O fim da estrada.. Ou, o início de algo mais.. Quem sabe

Finalmente, chegamos ao ponto neste pequeno tour de ADD / ADHD que é minha vida. Aqui está a bela imagem final do meu projeto DRO. Completo com o adesivo @Scanlime (obrigado Micah pela inspiração e os adesivos!) Eu preguei em um arquivo Rar com os esboços de DRO que tenho usado. Provavelmente há espaço para melhorias e, definitivamente, não um trabalho limpo e concluído. Há recursos no código que ainda preciso implementar e recursos que não estão no código que ainda não descobri como adicionar. Em suma, acho que foi um PoC muito bem-sucedido. Embora não seja tecnicamente um "circuito fechado", leitura digital. Isso serve a um propósito. Eu gostaria de continuar construindo sobre isso e, eventualmente, adicionar suporte para escalas de quadratura ou algo assim. E eu definitivamente gostaria de adicionar recursos mais avançados, como a implementação de ciclos de sondagem predefinidos, padrões de furo, etc. Isso exigirá um IC adicional para alternar a comunicação de entrada e saída com o arduino GRBL, mas pode ser feito usando um CD4066 ou algo assim. Espero que isso inspire você. Se você construir, por favor me avise. Adoraria ver fotos e melhorias. Obrigado por entrar no derp comigo:) - = [ArcAiN6] = -