Cnc shield v3 схема подключения шагового двигателя

Плата расширения для Arduino UNO, CNC shield v3 и драйверов A4988

Не смотря на то, что в интернете много информации по CNC shield v3 и драйвера A4988 для ЧПУ станка. Я решил собрать все необходимо по данным железкам.

Обновленную статью про CNC shield v3 читайте на моем втором сайте ЧПУ технологии (CNC-tex.ru).

CNC shield v3 и драйвера A4988 можно использовать для создания CNC машины (ЧПУ станки) :

  • фрезерный станок ;
  • 3D-принтер;
  • лазерный гравер .

Что же из себя представляет CNC shield v3:

1 – Кнопка сброса.
2 – Колодки контактов для подключения внешних драйверов двигателей.
3 – Ось A может дублировать одну из осей X, Y, Z с помощью дополнительного двигателя и драйвера или работать автономно (например ось A может быть использована для двигателя экструдера, в случае 3D-принтера). Эти колодки контактов служат для настройки оси A. Для дублирования осей нужно установить джамперы на эти колодки следующим образом:

Для автономной работы оси A. Колодка D12 замыкается для возможности управления шагом, колодка D13 замыкается для возможности управления направлением вращения. Направление вращение двигателя меняется путем смены контактов двигателя или изменение маски в прошивки.
4 – Разъем питания. На плату необходимо подавать питание 12 – 36 В.
5 – Возле каждого слота для подключения драйвера двигателей имеется колодка управления микрошагом двигателя. В зависимости от выставленных перемычек вы можете добиться вплоть до 1/32 шага на драйверах DRV8825 и 1/16 шага на драйверах A4988 . Установки джамперов для управления шагом или микрошагом для драйвера A4988 показаны в таблице.

MS1

MS2

MS3

Разрешение микрошага

Источник

CNC-DESIGN

В корзине пусто!

Сборка и настройка Arduino Uno и CNC Sheild v.3

Набор Arduino Uno и CNC Sheild v3 — это комплект электроники, позволяющий управлять шаговыми двигателями и различными периферийными устройствами для реализации проектов различных ЧПУ устройств, таких как фрезерные и токарные станки, лазерные граверы и т. п. Данный комплект позволяет реализовать параллельную работу шаговых двигателей, что необходимо для некоторых проектов, когда используются два мотора на одной оси, обычно это ось Y.

В комплект входят:

1. Плата Arduino Uno R3.0 ;
2. Плата расширения CNC Shield V3.0 ;
3. Четыре драйвера А4988 или DRV8825 для шаговых двигателей, с радиаторами;
4. Кабель для связи с компьютером USB.

Читайте также:  Как мыть двигатель ланоса

Характеристики комплекта:

— совместим с прошивкой GRBL и стандартным G-кодом;

— к оличество осей: до 4 (X, Y, Z, A);

— до 6-ти концевых выключателей;

— управление шпинделем (включение, направление вращения, охлаждение) или другим исполнительным устройством;

— драйверы шаговых двигателей: A4988, DRV8825 или аналогичные;

— интерфейсы: UART, I2C

— напряжение питания: 12…36В;

— размеры — 65×55×20 мм;

С чего начать?

Для базовой настройки набора понадобится:

— компьютер для загрузки прошивки;

— шаговые двигатели NEMA17 с разъемом Dupont с 4 контактами;

блок питания для моторов, обычно это 12В и не менее 3А;

Шаг первый.

Сборка «бутерброда» из плат Arduino Uno и CNC Sheild v. 3.

На фотографии показана установка платы CNC Sheild v. 3 на Arduino Uno. Перепутать достаточно сложно.

Шаг второй.

Плата CNC Sheild V.3 интересна тем, что позволяет распараллеливание шаговых двигателей для любой из осей. Это позволяет реализовывать проекты с двумя шаговыми двигателями на одну ось без дополнительных проблем.

Для реализации данной функции необходимо установить 2 джемпера в соответствующие выводы, напротив нужной оси.

Шаг третий.

Настройка тока драйверов шаговых двигателей.

Драйвера шаговых двигателей A4988 являются наиболее дешевыми и распространенными, но имеют два основных недостатка:

— шум при работе моторов;

— максимальное значение микрошага 1/16.

Замечательно подходят для построения максимально дешевой системы управления оборудованием.

Драйвера DRV8825 немного дороже, но позволяют реализовать более точную систему с микрошагом 1/32, с более низкими шумами при работе моторов.

При использовании драйверов шаговых двигателей А4988 или DRV8825 необходимо помнить, что драйвера при установке необходимо ориентировать по разному. Ориентиром может служить подстроечный резистор.

Настройку тока драйверов мы рассматривали в статье « Настройка тока драйвера шагового двигателя ».

Для настройки тока необходимо:

— установить драйвера в соответствующие слоты CNC Sheild v. 3;

— подключить плату к компьютеру при помощи USB кабеля;

Напомним основные моменты при настройке тока:

— настройка тока важна для правильной работы шагового двигателя, снижения нагрева моторов при работе и снижения вероятности пропуска шагов;

— настройка происходит при полном шаге, т. е. джемперы настройки микрошага нельзя устанавливать;

— настройка происходит для каждого драйвера отдельно, в том слоте, в котором он будет дальше использоваться.

После настройки тока необходимо удалить драйвера шаговых двигателей, чтобы перейти к следующему этапу.

Шаг четвертый.

Выбор и настройку микрошага для шагового двигателя мы описывали в статье « Микрошаг — выбор и применение ».

Читайте также:  Кран для монтажа двигателя своими руками

Напомним основные моменты:

— повышение значения микрошага ведет к потере крутящего момента на шаговом двигателе;

— высокие значения микрошага не ведет к кратному увеличению точности работы оборудования, из-за наличия люфта в подвижных элементах конструкции.

Например, при использовании ЧПУ станках трапецеидальных винтов с ходом 2 мм. Рассчитаем точность позиционирования при основном шаге. Двигатель Nema17 имеет 200 шагов на оборот.

Точность позиционирования получается следующая:

— перемещение на один оборот — 2 мм;

— шагов на оборот — 200 шагов;

2 мм/ 200 шагов = 0,01 мм/шаг

Подобная точность достаточна для самостоятельных проектов.

При использовании шкивов GT2 20 зубьев (дать ссылку) в приводе, получим следующие значения:

— перемещение на один оборот — 40 мм;

— шагов на оборот — 200 шагов;

40 мм/ (200 шагов * 16) = 0,0125 мм/шаг

После настройки микрошага необходимо установить драйвера шаговых двигателей.

Шаг пятый.

Помимо подключения к компьютеру кабелем USB необходимо подать силовое напряжение 12 В.

На CNC Sheild v. 3 это можно реализовать двумя путями:

— подключить блок питания с помощью разъема DC;

— подключит блок питания к клеммной колодке проводами.

Первый случай подходит для небольших проектов, типа мини лазерного гравера , второй для более энергоемких проектов, типа фрезерных станков.

При выборе мощности источника питания необходимо помнить, что его мощность должна быть больше суммарной энергоемкости устройства. Под энергоемкостью проекта надо понимать потребную мощность всех компонентов системы, таких как шаговые двигатели, исполнительный механизм (лазерный модуль или шпиндель).

Шаг шестой.

Подключение шаговых двигателей.

Подключение шаговых двигателей происходит посредством разъемов Dupont на 4 контакта, шаг разъема 2,54 мм.

Если вы купили двигатели без таких разъемов, то необходимо самостоятельно обжать их, соблюдая соответствие проводов вашего двигателя и выводом на плате CNC Sheild v.3.

На рисунке выделены подписанные контакты для подключения шагового мотора.

Они должны совпадать с описанием к выбранным шаговым двигателям.

Шаговый двигатель ноебходимо подключать в слот рядом с драйвером.

Шаг седьмой.

После подключения блока питания и шаговых двигателей необходимо залить в контроллер прошивку GRBL. Мы описывали это в статье «Прошивка GRBL — скачиваем, прошиваем» .

После того как вы убедитесь, что все двигатели вращаются можно приступать к установке двигателей и контроллера на устройстве и переходить к настройке параметров прошивки GRBL для конкретного проекта.

Источник

CNC-DESIGN

В корзине пусто!

Настройка микрошага на CNC Sheild V3 и V4

Для переключения режима микрошага, на используемых в наших проектах платах CNC Sheild v3 и v4, как и на других платах проекта Arduino, используется колодка управления микрошагом двигателя.

Читайте также:  Какое масло лить в двигатель мотоблока с двигателем субару

Внутри слота для установки драйвера шагового двигателя три пары пинов.

На плате CNC Sheild v3 пины подписаны M0, M1, M2, на плате CNC Sheild v4 подписать забыли,

Микрошаговая перемычка, самая близкая к Nano, является M2, перемычка для M1 находится посередине, а M0 ближе всего к краю платы с разъемами двигателя.

Для переключения режима необходимо замкнуть джампером необходимую пару пинов, в зависимости от выставленных перемычек можно добиться до 1/16 шага на драйверах A4988.

М0 М1 М2 Микрошаг
низкий низкий низкий 1
высокий низкий низкий 2
низкий высокий низкий 4
высокий высокий низкий 8
высокий высокий низкий 16

и до 1/32 шага на драйверах DRV8825.

Как видно из рисунка, 1/32 шага можно добиться несколькими методами. Установку джемперов для управления микрошагом для драйверов A4988 и DRV8825 необходимо производить для каждого активного драйвера отдельно.

Источник

Как подключить шаговый двигатель к плате Arduino CNC Shield V3 c драйверами A4988, DRV8825, TMC2100 и тп

Постараемся наглядно показать, какие провода любого шагового двигателя (биполярного или униполярного) куда нужно подключать, так как цветовая маркировка проводов очень часто отличается на разных двигателях. Покажем это на примере шагового двигателя 42BYGHW609.

Схема подключения драйвера A4988 Схема подключения драйвера DRV8825 Схема подключения драйвера Arduino CNC Shield V3

Сопоставив эти схемы между собой, мы увидим, что разъемы для подключения двигателя к шилду, соотносятся с контактами для подключения двигателя к драйверу.
Маркировка разъемов на шилде совпадает с маркировкой контактов драйвера DRV8825.
Маркировка разъемов на шилде не совпадает с маркировкой контактов драйвера A4988 — разъемам шилда B2 B1 A1 A2 соответствуют контакты 2B 2A 1A 1B, что может сбить с толку.
Но не смотря на разную маркировку, провода идут от одних и тех же обмоток двигателя и в одинаковой последовательности.

Схема подключения шагового двигателя 42BYGHW609

Теперь становится ясно, что шаговый двигатель 42BYGHW609 должен быть подключен к шилду следующим образом: провод A (черный) на разъем B2, провод С (зеленый) на разъем B1, провод B (красный) на разъем A1, провод D (синий) на разъем A2.
В случае униполярного двигателя — просто подключаем его как биполярный (игнорируем средние провода от каждой обмотки — если смотреть на диаграмму выше, то это будут провода O (желтый) и O- (белый)).

Таким способом имея диаграмму подключения двигателя можно легко и быстро разобраться как конкретный двигатель можно подключить к шилду. Более того, имея диаграмму подключения любого другого Pololu-совместимого драйвера, к примеру TMC2100, также можно разобраться, как подключить двигатель и к нему.

Источник

Adblock
detector