0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Шаговый двигатель для чпу как подключить

Домашний CNC. Часть 1. Драйвер шагового двигателя для мини-станка с ЧПУ

Драйвер шагового двигателя является достаточно важным компонентом любого ЧПУ устройства, управляя движением каждой из осей. Перед использованием необходимо убедиться, что они правильно установлены и настроены, чтобы не допустить перегорание шаговых моторов или платы контроллера Arduino Sheild.

Для настройки тока нам понадобится: — контроллеры с установленными драйверами; — драйвера А4988 или DRV8825 ; — мультиметр; — отвертка.

Для начала необходимо собрать и подключить всю систему в полношаговом режиме. После сборки «бутерброда» из контроллера Ардуино, ЧПУ шилда и драйверов шаговых двигателей необходимо подключить шаговые двигатели. В описании к выбранным моторам надо узнать значение максимального тока Imax (для примера у шагового двигателя 17HS8401 это значение 1,8А) Затем надо рассчитать значение опорного напряжения Vref на переменном резисторе для каждого типа драйверов, у нас их два: А4988 или DRV8825. Формула опорного напряжения Vref для драйверов отличается.

Расчет для драйвера типа А4988. Для A4988 формула расчета зависит от номинала резисторов, которые распаяны на плате драйвера. Если присмотреться, то можно увидеть надписи R050 или R100.

Vref = Imax * 8 * (RS)

Для двигателя из нашего примера 17HS8401

Vref = 1,8 * 8 * 0,100 = 1,44 В.

Из-за того, что рабочий ток двигателя обычно рекомендуется ограничивать в 70% от максимального тока, для уменьшения перегрева двигателя, полученное значение необходимо умножить на 0,7.

Vref= 1,44*0,7 = 1,01 В.

Расчет для драйвера типа DRV8825.

  • Как подключить DRV8825 к arduino?

Формула опорного напряжение для данного типа драйвера:

При рекомендованной работе на 70% от максимального тока двигателя, подставив значения для нашего примера, получим следующие значения:

Vref = 0.7*1,8 / 2 = 0.63V

Настройка тока драйвера на контроллере.

Для настройки необходимо подключить сборку плат к компьютеру,

Включить на мультиметре измерение постоянного напряжения напротив положения «20».

  • Драйверы шаговых двигателей A4988 и DVR8825

Для измерения напряжения необходимо минусовой щуп приложить к минусу на CNC Sheild, а положительный щуп замкнуть с подстроечным резистором, который по совместительству является «+» в данной схеме.

Необходимо вращать подстроечный резитор, пока мультиметр не покажет требуемое значение напряжения, при вращении по часовой стрелке, значения растут, против часовой стрелки — напряжение падает.

Настройку расчетных значений необходимо повторить это для всех активных драйверов в сборке.

Определение и изменение значения микрошага на который настроен драйвер. Определние на какой микрошаг настроен драйвер шагового мотора для чайников. Откройте блок блок управления и найдите место, где в нём установлены коробочки примерно такого вида: Число коробочек и число осей станка должно совпадать. если есть поворотная ось,то для неё как может быть отдельная коробочка,как и нет. В этом случае вам при продаже станка должны были сказать, что поворотная ось подключается вместо одной из линейных осей. Также на станках улучшенной конструкции на некоторые оси может быть установлен не один мотор, а два в крайнем положении оси каждый. Такая конструкция делается для того,чтобы более точно позиционировать инструмент по краям рабочего поля. При правильном подключении такие моторы подключаются к ЧПУ не зависимо друг от друга и то, что они управляют одной осью задаётся соответсвующими настройками внутри ЧПУ собственно. На одной из коробочек найдите таблицу соответствия числа шагов и положения переключателей для настройки микрошага. Выглядит обычно эта таблица так: Первый столбец этой таблицы назван Pulse/Rev,то есть число шагов на один оборот двигателя. Вообще говоря,хотя угол,на который поворачивается двигатель при одном полном шаге и стандартен, но в стандарте есть и другие значения угла поворота двигателя при полном шаге. Например LeadShine производит двухфазные двигатели с углами поворота в 0,9 и 1,8 градуса. Соответственно на один оборот будет приходиться в первом случае 360/0,9=400 шагов. Во втором случае только 200. Но тем не менее в таблице указан не микрошаг,а число шагов на оборот для конкретного двигателя. Чтобы получить от туда микрошаг разделим число шагов на оборот в каждой строке на число шагов двигателя для которого сделана таблица. Для какого двигателя делалась таблица на каробке драйвера не объясняется,поэтому будем его угадывать. Наиболее распространённый вариант двигателя имеет 200 шагов на оборот. Делим на него числа из таблицы и получаем последовательность 200_200=2^0=1 (Целый,не дроблёный шаг,в таблице вместо 200 стоит слово default ) 400_200=2^1=2 800_200=2^2=4 1600_200=2^3=8 3200_200=2^4=16 6400_200=2^5=32 12800_200=2^6=64 25600_200=2^7=128 Отношения совпадают со степенями двойки,так что похоже,что предположение о том, что таблица составлена для двигателя с 200 шагами на оборот правильное. То что указано справа и есть микрошаг — отношение числа микрошагов к одному полному шагу двигателя. Чтобы определить на какой микрошаг настроен драйвер,посмотрим на названия других столбцов таблицы. Они называются SW5,SW6 и SW7. Так обычно называют всякие переключатели и выключатели. Теперь поищем их,обычно они находятся на верху между двумя группами клем, но могут быть выведены и в другом месте. Осматриваем драйвер и находим вот это: Переключатель справа круговой,а значит принимать сразу значения из всех трех столбцов не может. А вот слева есть набор из 8 тумблеров и так как никаких других переключателей у драивера нет, предпологаем.чтоименно их и имеют ввиду в этой таблице и смотрим на положение 5,6 и 7 тумблера соответственно. Видим что все они в верхнем положении,но что это значит,ON или OFF? Слева внизу на тумблере есть надпись ON и указывающая на него стрелка. Значит положение переключателя внизу означает что он включен (ON). А все три переключателя в верхнем положении,значит они в состоянии OFF. Ищем соответствующею строку в таблице и видим,что ей соответствует микрошаг 128. При таком микрошаге драйвер может работать не стабильно,поэтому уменьшим его 8. Смотрим в таблице положение выключателей для такого микрошага и видим, что для перенастройки драйвера на него надо переключатели SW5,SW6 надо оставить в положении OFF, а переклячатель SW7 опустить в низ в состояние ON. Выключам станок,коли он у вас был включен и переключаем тумблеры. Готово,теперь у нас микрошаг 8 и теперь остаётся только соответственно перенастроить ЧПУ, а то будет изменение маштаба в 128:8 раз.

Читать еще:  Что такое криогенный ракетный двигатель

Я сам очень долго не уделял этому вопросу должного внимания. Во первых не хотел разбираться. Во вторых считал, что настройка в рабочих условиях (во время тестовой печати на завышенных режимах) самая правильная. Это конечно верно, но настал момент, когда в моей коллекции появился третий вид драйверов TMC2100 и чтобы их адекватно сравнить с драйверами A4988 нужно их одинаково и правильно настроить по току используемого шагового двигателя.

Подбираем материнские платы для 3D-принтера

20 декабря, 2018

Для работы любому 3D-принтеру нужны электронные мозги. К ним посредством компьютера будут подаваться команды, а внутренняя логика микрочипа будет преобразовывать электрические импульсы в механические движения шаговых двигателей. Таким образом, нарисованная в трехмерном редакторе деталь будет выстраиваться слой за слоем при печати на вашем 3D-принтере.
Чтобы не пожалеть о потраченных в процессе настройки средствах и нервах, необходимо тщательно рассмотреть нюансы популярных контроллеров.

Ramps 1.4 + Arduino Mega 2560

Самые популярные и, разумеется, самые дешевые мозги, на которых ЧПУ-мейкеры собирают свой 3D-принтер.
Плата имеет 5 слотов для шаговых двигателей – 3 на каждую ось и 2 на управление экструдерами, а также множество дополнительных пинов для управления сервоприводами, датчиком автоуровня стола, концевиками и другими элементами.

В сборе плата напоминает четырехэтажный бутерброд. В самом низу располагается плата контроллера Arduino Mega 2560. В контактные площадки Arduino вставляется Ramps-шилд для управления электроникой всего принтера, но и это не все. Еще один этаж занимают основные компоненты: драйвера управления шаговыми двигателями, концевики осей, нагревательные элементы экструдера, стола и охлаждения пластика. При желании через переходную плату добавляются контактные площадки для подключения дисплея с расширением под SD-карту. И весь этот бутерброд будет опутывать куча проводов от термодатчиков, двигателей и ограничителей осей.
Частенько, заказав данную плату из Поднебесной, обнаруживается, что китайские работники халтурят при сборке и пайке компонентов.

Прежде чем все подключать, нужно обязательно убедиться путем визуального осмотра, что дорожки не спаяны между собой, полярности кондесаторов не перепутаны. При желании можно пройтись тестером. Китайские инженеры также иногда забывают разъединять контакты управления микрошагом двигателя, поэтому приходится выпаивать еще и контактные площадки, чтобы исправить их косяки. Пластиковый коннектор питания лучше сразу поменять: он не выдерживает высоких нагрузок и моментально плавится. На силовые ключи нужно обязательно ставить радиаторы, а вообще лучше их использовать для управления автомобильными или твердотельными реле, которые в свою очередь будут управлять подогревом стола и экструдера.

В общем, чтобы ничего не сгорело, плату нужно доработать. Недостаток платы состоит в ее громоздкости: когда к ней все подключено, конструкция выглядит убого и запутанно. Однако это самый дешевый вариант. Но плюс в том, что если сгорит драйвер двигателя или сам контроллер, все заменяется без проблем.
Стоимость комплекта 1200-1500 р.

Melzi

Если вас смутила плата-конструктор рампс, стоит посмотреть на готовые мозги от других производителей, например, плату Melzi.
Данная материнка продается с готовой и настроенной прошивкой. Все, что нужно — это правильно подключить провода к выходным коннекторам. Все имеющие компоненты, включая четыре контроллера шаговых двигателей (3 на оси XYZ и 1 на экструдер), распаяны на текстолите.
Печать осуществляется либо с компьютера, либо с разъема micro-USB, однако для запуска печати с флешки все равно нужен компьютер.
У платы есть существенные недостатки:
• подключение дисплея не предусмотрено;
• если сгорит контроллер двигателя, заменить его не получится. Остается выкинуть плату или отдать в мастерскую для замены выгоревшего чипа;
• замена прошивки осуществляется только через ISP-порт, причем для этого нужен шаманский бубен и танец везения (новичок вряд ли справится).

Стоит отметить, что вы получаете полностью готовую плату, не требующую дополнительных калибровок в прошивке. Шансов, что при монтаже что-то сгорит, намного меньше, чем у того же Ramps 1.4.
Стоимость платы в районе 1600-1800 р.

Rumba

Продвинутая 8-битная плата для самодельных 3D-принтеров. Достоинством платы Rumba является возможность использовать три экструдера одновременно, но для этого придется модифицировать принтер и ставить diamond hotend.
Rumba поставляется с прошивкой Marlin. Поскольку плата сделана на базе процессора Arduino, сторонние прошивки для Ramps будут совместимы и с этим устройством. Присутствует стандартный разъем mini-USB, позволяющий перепрошивать контроллер без лишних телодвижений.
При желании к плате можно подключить дисплей и слот для карты памяти, разъемы для этого присутствуют. Драйвера двигателей съемные, что является несомненным плюсом при выходе их из строя.
Стоимость платы в районе 4500-5000 р.

Lerdge X

Lerdge X – продвинутые мозги для вашего устройства. В материнской плате используется 32-х битный чип STM32F407, позволяющий быстрее просчитывать строки кода. С ним качество печати будет выше.
В комплекте с контроллером идут четыре драйвера и цветной дисплей с сенсорным управлением. Печать осуществляется с USB-флешки, карты памяти либо посредством компьютера с использованием популярных программ Cura, Repetier и др. Перед началом работы нужно откалибровать плату: габариты рабочей области, датчики температуры экструдера и стола, обдув, автоуровнень, а также параметры скорости и ускорений для каждого мотора. Драйвера моторов съемные, совместимы с платами Arduino.
Новую микропрограмму для платы можно скачать с сайта производителя. Поскольку это не ардуино, соответственно прошивки сюда от нее не подойдут. Плата подходит для всех типов принтеров: Prusa, Delta, CoreXY. Имеет поддержку популярных слайсеров.
К сожалению, устройство печатает только одним экструдером, возможность установки второго драйвера отсутствует.
Стоимость платы в районе 4000-4500 р.

Ramps-FD + Arduino Mega 2560

Если вам нужна 32-ух битная электроника на базе Arduino, то умелые китайцы предложат вам любопытное чудо.
Ramps-FD работает в связке с Arduino DUE. Стоит заметить, что DUE и Mega 2560 внешне очень похожи, и шилд от Ramps 1.4 прекрасно подходит для него, но есть и существенные различия: Mega работает от 5 вольт, у DUE все контакты рассчитаны на 3.3 вольта. Без переделки у последней сгорят выходы от использования стандартного шилда Ramps 1.4. К тому же на DUE отсутствует память EEPROM, позволяющая менять данные из других программ в скомпилированной прошивке. Без этой памяти после перезагрузки параметры сбрасываются на дефолтные.
Плата Ramps-FD имеет контакты под драйвера на оси XYZ, а также может управлять сразу тремя драйверами экструдеров. Отдельно можно приобрести переходник LCD для разъема на плате, чтобы подключить стандартный дисплей Ramps 1.4. В остальном плата также не обделена функционалом: выходы на датчик автоуровня, контакты подключения электронных концевиков, подключение сервоприводов. При желании можно поставить дополнительный обдув для печати.
Ramps-FD должна была решить проблемы перехода 3D-принтеров от 8-ми битной на 32-ух битную электронику, но с первыми ревизиями что-то пошло не так. После покупки шилда пользователи столкнулись с проблемами, которые поставили вопрос о дальнейшем его использовании без переделки электрической части. Сами производители не рекомендуют пользоваться этой материнской платой без переделки. Из многочисленных проблем самой серьезной оказался экструдер, неотключаемый при определенной ситуации. Без присмотра горячий элемент может раскалиться до расплава алюминия и устроить пожар. Так что лучше приобрести RAMPS-FD версии V2.
Стоимость платы около 1000-1500 р.

SMART Ramps + Arduino Due

Это практически полноценная копия Ramps 1.4 за исключением маленьких изменений. Плата работает с 3.3 вольтовой логикой, но все элементы обязательно должны работать с низким напряжением. В плату добавили внутреннюю память EEPROM, чего нельзя было сделать без должных навыков с оригиналом.
SMART Ramps, как и оригинальная плата, может работать с двумя экструдерами, по тем же контактам к ней подключаются сервоприводы и датчики. В общем, все осталось прежним, исключением 32-х битного чипа и памяти.
Стоимость платы 1000-1400 р.

Читать еще:  Эл схема для 405 двигателя газ

В заключение

Все платы расширения работают в диапазоне от 12 до 36 вольт (с использованием радиаторов охлаждения), но сами контроллеры работают от 3.3 или 5 вольт. Перед любыми манипуляциями с материнскими платами обязательно обесточьте цепи питания. Не забывайте, что при попытке что-либо заменить на горячую, высокое напряжение может спалить чип.

Модератор: life

  • Перейти на страницу:

Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение Trudogolik » 31 май 2015, 13:02

Первое что вам может понадобиться с самого начала — драйвер для китайских интерфейсов CH340.
Этот драйвер обеспечивает стыковку операционной системы с платой Ардуино.
Вот он. Скачать файл DRVSER.rar (159.72 kB)
Поддерживает операционные системы Windows 7 (64bit), Windows 7 (32bit), Windows Server 2008 (64-разрядная), Windows Server 2008 (32-разрядная), Windows Vista (64bit), Windows XP (64bit), Windows Vista (32-разрядная), Windows Server 2003 (32-разрядная) , Windows XP (32-разрядная), Windows 2000, Windows ME, Windows 98SE
Более ранние версии Ардуино работают с другими драйверами.

После того как вы соединили свою ардуинку с компом, вам следует загрузить в нее нужную программу.
Проще всего загрузить программу в двоичных кодах, например прошивку «GBRL 0.8C», поддерживающую 3 оси и лазерный выжигатель.
Прошивка здесь: Скачать файл grbl_v0_8c_atmega328p_16mhz_9600.hex.1421881539082.rar (26.12 kB)

Прошивка есть, качаем «прошивщик». Проще всего Xloader:
Скачать файл XLoader.zip (646.90 kB)
Прошивка сложности не представляет, определяем порт, указываем на прошиваемый файл, указываем тип ардуинки(NANO или UNO или MEGA), шьем.
Теперь определяемся с выводами ардуинки, чтобы подключить драйвера, шпиндель, насос или лазер.
Вход TTL лазера подключается на выход включения шпинделя или на DIR Z.
Распиновка для платы NANO:

Распиновка для платы UNO:

Ну раз загрузили GBRL, то теперь нужна программа, которая будет отправлять G-код в нашу Ардуинку.
На выбор :
GBRL Controller v3.6.1(рекомендую)
Скачать файл GrblController361Setup.1421882383496.rar (4.35 MB)

Это первый минимум который вам необходим для стыковки станка с компом через ARDUINO.

Если вы уже работаете с Ардуино или хотите собрать 4-х осевой контроллер на MEGA2560,
вам может пригодиться пакет библиотек для ARDUINI IDE:
Скачать файл Grbl-xx_with_Arduino-master.zip (1.09 MB)

Обратите внимание:
Перед установкой модулей Ардуино на так называемые шилды (платы с драйверами шаговых двигателей и ключами) необходимо убедиться в соответствии разводки сигналов на плате приведенному выше.
В противном случае работа не гарантируется.

Что такое GBRL и как с ним работать — можно прочесть здесь https://github.com/grbl/grbl/wiki
Кто не умеет читать на англицком воспользуйтесь услугами толмача https://translate.yandex.ru

Моя страница для тех, кто ищет ЧПУ выжигатели: https://vk.com/club153912868

Самое ценное в этом мире — информация.
Мы рады предложить вам ее в подарок!

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение crashzoom » 23 июн 2015, 16:29

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение Trudogolik » 24 июн 2015, 20:44

Читать еще:  Lacetti не падают обороты двигателя

Моя страница для тех, кто ищет ЧПУ выжигатели: https://vk.com/club153912868

Самое ценное в этом мире — информация.
Мы рады предложить вам ее в подарок!

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение kudrinni » 26 июн 2015, 01:28

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение ZIP » 26 июн 2015, 17:54

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение kudrinni » 27 июн 2015, 02:35

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение pahani4 » 29 июн 2015, 18:32

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение Trudogolik » 03 июл 2015, 23:06

Моя страница для тех, кто ищет ЧПУ выжигатели: https://vk.com/club153912868

Самое ценное в этом мире — информация.
Мы рады предложить вам ее в подарок!

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение kudrinni » 04 июл 2015, 00:24

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение Trudogolik » 04 июл 2015, 18:06

Моя страница для тех, кто ищет ЧПУ выжигатели: https://vk.com/club153912868

Самое ценное в этом мире — информация.
Мы рады предложить вам ее в подарок!

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение alecsey » 04 июл 2015, 20:24

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение Trudogolik » 05 июл 2015, 11:12

Алексей, вот это фиг его знает, посмотри, может в Исходниках разберешся, проект открытый.
Так то он под Atmega328p и Mega2560 заточен.

Моя страница для тех, кто ищет ЧПУ выжигатели: https://vk.com/club153912868

Самое ценное в этом мире — информация.
Мы рады предложить вам ее в подарок!

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение Planet » 05 июл 2015, 12:11

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение Trudogolik » 05 июл 2015, 12:30

Моя страница для тех, кто ищет ЧПУ выжигатели: https://vk.com/club153912868

Самое ценное в этом мире — информация.
Мы рады предложить вам ее в подарок!

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение alecsey » 05 июл 2015, 12:36

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение SADOVNIKde » 25 авг 2015, 20:33

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение Trudogolik » 25 авг 2015, 22:36

Моя страница для тех, кто ищет ЧПУ выжигатели: https://vk.com/club153912868

Самое ценное в этом мире — информация.
Мы рады предложить вам ее в подарок!

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение barnaul » 25 авг 2015, 22:40

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение SADOVNIKde » 25 авг 2015, 23:19

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение berkut229 » 30 авг 2015, 13:46

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение cnc-machines » 16 окт 2015, 12:13

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение berkut229 » 16 окт 2015, 12:18

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение Planet » 16 окт 2015, 13:56

Re: Программы для использования ARDUINO в станках с ЧПУ.

Сообщение Graw » 02 ноя 2015, 15:41

Приветствую, у меня вылазит иногда проблема:
Собрал выжигатель из шаговых двигателей старых принтеров и ардуины, но иногда grbl в ардуине начинает по своему глючить
1. загружаю файл cnc в jcnc,
2. Жму старт,
3. Шпиндель доходит до места начала прожига, включает шпиндель, ненадолго зависает и потом как-будто начинает выполнять только-что выполненную команду — т.е. двигается дальше, хотя иногда в cnc файле таких координат и близко нету, они тупо меньше.

Особенно часто бывает, когда выжигаешь крупную картинку и случайно по какой-либо причине процесса выжигания прервался. После «выпиливания» части cnc-кода, которая уже выжглась, и установки шпинделя в нулевое положение, делаешь ресет ардуины, запускаешь станок и он сам же перечеркивает свою работу
Лечится иногда ресетом компьютера, иногда в cnc-коде меняю G00 на G01 или обратно, переподключением USB-кабеля и ардуины и пр. В общем танцы с бубном и без бутылки не разобраться Косяк конечно не смертельный, но психуешь отчаянно

Лечил сменой прошивки со скоростью 9600 на 112000 и то данный косяк не изжил себя — задержка имеет место быть, но не так явно 300мм редко когда за 1 сек, но визуально концы линий пригорают (синий лазер 2Вт )

П.С.: Такая проблема была у меня при использовании прошивок grbl на скорости СОМ порта 9600, обычно это было так: если при выжигании длина линии к примеру 10мм — все ок, задержки не ощущались, но если длина линии за 100 мм уже появлялись довольно заметные задержки (по наблюдениям на 200 мм — задержка до 10-15 сек) , что конечно оставляла жирную черную точку портя товарный вид изделия

П.П.С.: В связи с описанными мной выше проблемам достаточно много перепробовал прошивок grbl, официальные у меня толково шли только до 0.8с (скорость 9600), выше 0.9 обычно или круги не рисовал или еще чего-то не шло. Поэтому вроде брал с параллельной ветки прошивку, сейчас не дома, но если надо могу посмотреть где скачал толковую на скорость 112000.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector