Домашний cnc. часть 1. драйвер шагового двигателя для мини-станка с чпу

Возможные неисправности

Пользователи иногда замечают возрастающие люфты в направляющих сто статьюпривода фрезы и остановка каретки во время исполнения G-кода, после чего приходится запускать программу сначала.

Важно!
Не нужно требовать от станка максимальных показателей скорости перемещения заготовки и производительности инструмента, особенно при обработке деталей из твердых и вязких материалов.

Предусматривайте в G-коде обработку заготовки за несколько проходов фрезы.
Надежно закрепляйте заготовку на столе станка. При сквозном сверлении и резке применяйте подкладки, чтобы фреза не повредила стол станка.

Скачать Arduino 1.8.7

Версия 1.8.x Arduino IDE появилась 11 Сентября 2021 года и является последней стабильной на момент написания статьи. По сравнению с 1.8.6 вы не найдете существенных улучшений в интерфейсе – все изменения, в основном, касались исправления ошибок и повышения стабильности работы.

Версия Linux и Mac

  • 32-разрядная версия Linux
  • 64-разрядная версия Linux
  • Версия Arduino IDE для MacOS X

Драйвер COM-порта для “неофициальных” плат

Изменения в версии 1.8.7

Из наиболее важных изменений данной версии можно выделить следующее:

  • Исправлена проблема выбора порта при первом использовании.
  • Исправлены ошибки запуска с некорректным файлом library_index.json или некорректными версиями библиотек.
  • Исправлены проблемы с низкой скоростью отрисовки меню File и Tools на версии для Mac OS X.
  • Улучшена работы с диалоговыми окнами в MAC OS.
  • Повышена стабильность работы системы в целом (исправлены ошибки ядра).

Программы для фрезера

Для работы станка с ЧПУ необходимо:

  1. Сформировать будущую модель на компьютере с помощью специальной графической программы (ArtCam или Coppercam).
  2. С помощью этой же программы готовую модель сохранить в файл в формате Gcode/txt/nc/ncc/tap через интерфейс управляющей программы grblControl. (Это и есть G-код).
  3. Открыть файл G-код с помощью управляющей программы. Через интерфейс задать «ноль» по осям X, Y. Z.
  4. Запустить G-код. Станок приступит к работе.

В программах ArtCam и Coppercam задаются параметры работы станка, настраивается траектория перемещения фрезы, ее размер и профиль, скорость обработки и другие показателей. Из этих программ формируется G-код. При изготовлении печатных плат и подобных им деталей, очень удобна программа Flatcam.

Сборка

Самое очевидное рама

Покрутив в руках разный крепеж и потыкав его в разные дырки пришел к выводу, что 6 винтов и гаек M5 нужны для крепления подшипников.
M4 — подходят для рамы и фланцев, а M3 для двигателей, направляющих червяков осей и прочих маленьких деталек. Все винты в комплекте под внутренний шестигранник, коих шло в комплекте аж 5 штук разного размера.
Профили рамы соединяются силуминовыми уголками и винтами M4 со специальными гайками «в профиль».

Сборка рамы прошла довольно просто

Жесткость соединения мне понравилась

Жесткость соединения мне понравилась

Движение по оси Х осуществляется перемещением стола, по осям Y и Z — перемещением шпинделя

Собираем крепление мотора

Ну вот. Механика станка приближена к виду на картинке, хотя ход составляет примерно 70x70x25, но с этим буду разбираться позже.

Часть 2. Каковы различия в конфигурациях?

Машинная кровать: По сравнению с 3-осевым гравировальным станком, основание 4-осевого гравировального станка имеет большую толщину, что не только обеспечивает более стабильную работу машины на высокой скорости, но и обеспечивает точность машины. В то же время срок службы машины соответственно увеличивается.

двигатель: Трехосевой фрезерный станок с ЧПУ может использовать серводвигатели или шаговые двигатели в соответствии с требованиями заказчика. Для 4-осевого фрезерного станка с ЧПУ рекомендуется выбирать серводвигатели мощностью более 850 Вт, и они должны быть оснащены редуктором. Чем больше мощность двигателя, тем больше обеспеченный крутящий момент. И точность машины может быть лучше гарантирована.

Направляющая: Обычно используются размеры направляющих: 20 мм, 25 мм, 30 мм. Рекомендуется, чтобы четырехосевой гравировальный станок выбирал 25 мм или более. Рельсы такого размера имеют высокую грузоподъемность, что не только помогает увеличить скорость машины, но и соответственно повышает эффективность обработки.

Система контроля: Обычный 3-осевой гравировальный станок рекомендуется выбирать DSP, NK105 и Mach3. Четырехосевой станок должен выбирать систему управления с более высокой скоростью обработки и более высокой точностью управления, такую ​​как Syntec, Baoyuan, Siemens.Метод охлаждения: Трехосный гравировальный станок обычно использует ручное распылительное охлаждение, а четырехосный гравировальный станок использует автоматическое масляное распыление / водяное распыление для облегчения обработки каменных металлов.

Привод

О передаче…Для фрезерного станка, где есть боковые усилия резания материала, желательно не применять ременные передачи, очень популярные в 3D принтерах. Буду применять передачу «винт-гайка». Самая бюджетная передача — обычный стальной винт и безлюфтовая, желательно бронзовая, гайка. Более правильная — винт с трапециевидной резьбой и гайка из капролона. Самая хорошая (и, увы, самая дорогая) шарико-винтовая пара, или ШВП. Об этом подробнее я еще расскажу далее…У каждой передачи есть свой коэффициент, свой шаг — то есть насколько линейно по оси переместится фрезер за один оборот двигателя, например, на 4 мм.

Возможные применения нашего контроллера и собранного ЧПУ станка

Этот контроллер и наш ЧПУ станок можно применять как плоттер, небольшой фрезер по дереву, пластику и гравировке. Необходимо только помнить о том, что двигатели не могут выдать большую мощность, и не пытаться работать фрезой на 10 с большой скоростью.

А вот схема и инструкции по изготовлению контроллера с тремя осями.

Чтобы настроить TurboCNC, повторяем все то, что у нас было указано выше, но в поле «number of axis» ставим 3.Для настройки первой оси ничего из сделанного не меняем, для второй оси тоже, но в строках первых четырех фаз вводим следующее:»XXXX1000XXXXXXXX0100XXXXXXXX0010XXXXXXXX0001XXXX»Для третьей оси в строках первых четырех полях вводим:»XXXXXXXX1000XXXXXXXX0100XXXXXXXX0010XXXXXXXX0001″Данная статья является переводом с английского : Easy To Build Stepper Controller from Recycled Materials.

Подключение драйвера к Arduino

Рисунок 3. Схема подключения A4988 к плате Arduino

Схема подключения драйвера A4988 для управления биполярным шаговым двигателем показана на рисунке 3. Вывод RESET подключен к выводу SLEEP, чтобы на нем был высокий уровень HIGH. Загрузим на плату Arduino скетч из листинга 1, который управляет движением биполярного шагового двигателя с постоянной скоростью на один оборот в одну сторону, затем в другую, и далее в цикле. Листинг 1

// пины для подключения контактов STEP, DIR  #define PIN_STEP 3  #define PIN_DIR 2    // количество шагов на 1 оборот  #define STEP_ROUND 200    // скорость двигателя  #define SPEED 10    void setup() {  // режим для STEP и DIR как OUTPUT  pinMode(PIN_STEP, OUTPUT);  pinMode(PIN_DIR, OUTPUT);  // начальные значения  digitalWrite(PIN_STEP, 1);  digitalWrite(PIN_DIR, 0);  }    void loop() {  // направление вращения  digitalWrite(PIN_DIR, HIGH);  // сделать 1 оборот  for(int j = 0; j < STEP_ROUND; j++) {  digitalWrite(PIN_STEP, HIGH);  delay(SPEED);  digitalWrite(PIN_STEP, LOW);  delay(SPEED);  }  // изменить направление вращения  digitalWrite(PIN_DIR, HIGH);  // сделать 1 оборот  for(int j = 0; j < STEP_ROUND; j++) {  digitalWrite(PIN_STEP, HIGH);  delay(SPEED);  digitalWrite(PIN_STEP, LOW);  delay(SPEED);  }  }

Если после загрузки скетча не происходит движения двигателя, проверьте правильность подключения обмоток к выводам драйвера A4988. К выводам 2B и 2A (1A и 1B) подключаются провода двигателя, которые «прозваниваются» тестером.

↑ Богатство выбора

На сегодняшний день есть достаточно много различных микросхем и достаточно много уже готовых плат и модулей драйверов ШД. Можно купить готовый, а можно «изобретать велосипед», тут каждый решает по-своему.

Из готовых — наиболее распространённые и недорогие драйверы на микросхемах Allegro A4988 (до 2А), Texas Instruments DRV8825 (до 2,5А). Поскольку модули изначально разрабатывались для использования в 3D принтерах типа Rep-rap проекта Arduino, они не являются законченными модулями (например, им нужно еще питание логики (+5V), которое подается с так называемой рампы (Ramp).

Еще есть решения на DRV8811 (до 1,9 А), A3982 (до 2 А), A3977 (до 2,5 А), DRV8818 (до 2,5 А) DRV8825 (до 2,5 А), Toshiba TB6560 (до 3 А) и другие.

Поскольку мне интересно что-то сделать самому, плюс появилась возможность «попробовать на вкус» микросхемы Allegro A3982 и A3977, решил сделать пару драйверов самостоятельно.

Готовые решения на A4988 не понравились, прежде всего, из-за миниатюризации размеров печатной платы в ущерб хорошему охлаждению. Типовое сопротивление открытых транзисторов у A4388 при токе 1,5А 0,32+0,43 Ом, плюс 0,1-0,22 Ома «измерительный» резистор — получается около 0,85 Ом. А таких каналов два, и хотя и работают они импульсно, но 2-3 Ватта тепла надо рассеивать. Ну не верю я в многослойную плату и малюсенький радиатор охлаждения — в даташите нарисована плата гораздо больших размеров.

Провода мотора нужно сделать короткими, драйвер устанавливать рядом с двигателем. Существует 2 технических решения в звукотехнике: длинный сигнальный кабель к усилителю + короткие провода к акустической системе, или короткий сигнальный кабель к усилителю + длинные провода, а акустической системе. Оба решения имеют свои плюсы и минусы. С моторами — так же. Я выбрал длинные провода управления и короткие провода к мотору.

Управляющие сигналы — «шаг» (step), «направление» (dir), «включение» (enable), индикация состояния сигналов управления. Некоторые схемы не используют сигнал «Enable», но это приводит в режиме простоя к ненужному нагреву и микросхемы и двигателя.

Одно питание 12-24 вольта, источник питания логики (+5B) — на плате. Размеры платы — достаточные для хорошего охлаждения, двухсторонняя печать с большой областью «меди», возможность приклеить на микросхему радиатор (применяемой для охлаждения памяти видеокарт).

Драйвер шагового двигателя DM542T

Драйвер шагового двигателя DM542T

Максимум. Текущий 4,2 А
Шаговый двигатель NEMA 14,17,23,24 (до 4.2A)
Источник питания 8-45В

Краткие технические характеристики

DM542T — мой личный фаворит и тот, который я чаще всего использую для своих DIY-приложений с ЧПУ.

Этот шаговый драйвер может приводить в действие почти любой двигатель NEMA 17 и NEMA 23, за исключением, вероятно, NEMA 23 с высоким крутящим моментом с током 4,2 А.

Этот драйвер шагового двигателя — отличный выбор почти для любого другого шагового двигателя в ЧПУ. Я говорю это потому, что NEMA 34 очень редко встречается в ЧПУ.

Это делает драйвер отличным выбором практически для любого проекта DIY с ЧПУ на основе GRBL, включая большие рамы 8 ‘x 4’.

Если вам нужно выбрать контроллер на основе GRBL, который вам нужен для вашего ЧПУ, то это руководство, которое я написал, вероятно, вам поможет — Контроллеры GRBL для ЧПУ для любителей.

Этот контроллер мотора известен своей высокой надежностью и долгим сроком службы. Благодаря микросхеме DM542T, этот продукт отличается высочайшим качеством. Теплоотвод и охлаждение этого мотора превосходны. Это очень тихий драйвер, он не напрягается даже при 4А.

Одной из приятных особенностей этого двигателя является отличная система плавного пуска. Шаговые двигатели без этого потребляют большой ток, когда они изначально запитаны.

Это вызывает резкий скачок в двигателе и значительно сокращает срок его службы.

DM542T смягчает это, регулируя ток и позволяя крутящему моменту увеличиваться постепенно.

Функция антирезонанса DM542T работает так, как рекламируется, и это позволяет избежать любой вибрации и шума в средних диапазонах (в усилителях).

Кроме того, шаговые двигатели обычно нагреваются, когда они не вращаются при подключении к источнику питания.

DM542T имеет функцию уменьшения тока холостого хода, при которой ток падает до половины значения оборотов.

DM542T предлагает микрошаги до 1/128. Но что действительно приятно, так это микрошаговое управление.

Вы можете использовать DIP-переключатели в шаговом двигателе, чтобы легко установить число микрошага из 15 предустановленных режимов (1/2, 1/4, … и так далее до 1/128).

Шаговый драйвер DM542T с DIP-переключателями синего цвета

В отличие от предыдущих драйверов шагового двигателя в этом списке, вам не нужно поворачивать потенциометр для регулировки тока.

Подобно микрошаговому управлению, вы можете использовать DIP-переключатели для установки тока из 8 выбираемых пиковых токов (1,00 A, 1,46 A, 1,91 A, 2,37 A, 2,84 A, 3,31 A, 3,76 A, 4,20 A).

Для запуска этого шагового драйвера вам необходимо подать входное напряжение 20-50 В постоянного тока. На всякий случай безопаснее поддерживать верхний предел напряжения питания 45 В постоянного тока.

Как и в случае с большинством шаговых двигателей, при увеличении напряжения питания вы получите более высокий крутящий момент даже при более высоких оборотах.

В целом, это, вероятно, лучший драйвер двигателя 24 В в этом списке.

Обратите внимание, что для запуска 3 двигателей вам потребуется три шаговых драйвера. Вы не можете запустить несколько двигателей от одного шагового драйвера, так как это одноосные шаговые драйверы

Вы не можете запустить несколько двигателей от одного шагового драйвера, так как это одноосные шаговые драйверы.

В последнее время я начал чаще использовать драйвер DM556 это более распространённый, улучшенный аналог DM542T, к сожалению он немного дороже

DM542TСкачать

По поводу резонанса при средних частотах

Шаговые двигатели связаны с возникновением сильного резонанса. По сути, они работают, как маятник с подвешенным на пружине грузиком. Роль груза выполняет ротор, а поле с магнитной энергией – пружина. Собственные колебания имеют частоту, определяемую по двум показателям:

  1. Инерция ротора.
  2. Сила тока.

Резонанс появляется, когда разность между скоростью и фазностью момента достигает 180 градусов. Это означает, что присутствует соответствие скорости и изменений внутри магнитного поля. Движение становится быстрым при позиционировании по новому шагу. Крутящий момент падает из-за того, что больше всего энергии уходит, чтобы преодолеть инерцию.

Как выбрать двигатель?

Как подобрать для ЧПУ? В первую очередь следует определиться с типом модификации. Если рассматривать варианты для станков, то на них часто используются двухфазные модели. Магнитопроводы у них устанавливаются с хорошей проводимостью тока. Непосредственно роторы применяются из стали. Чашки для статоров выполнены с выступом.

В данном случае обмотки используются из магнитно-мягкого материала. Статоры в представленных устройствах применяются с зубцами. Показатель удержания обязан составлять не менее 3 кг/см. Параметр сопротивления обмотки зависит от типа ЧПУ. Если говорить про модификации с контролером, то вышеуказанный показатель обязан равняться 7 Ом.

Принцип работы

В зависимости от вида агрегата его конструктивные особенности могут отличаться, но общий принцип действия почти неизменный. Так, на статоре предусмотрены четыре обмотки, расположенные под 90-градусным углом.

Как только на первую обмотку подается напряжение, ротор перемещается на указанный выше угол. При поступлении напряжения на вторую, третью и четвертую обмотку вал продолжает вращаться до прохождения полного круга. Далее процесс повторяется сначала.

При желании изменить очередность вращения требуется подавать импульсы в обратном направлении. Для удобства пользователи могут управлять ШД и менять его характеристики с учетом особенностей использования.

↑ Богатство выбора

На сегодняшний день есть достаточно много различных микросхем и достаточно много уже готовых плат и модулей драйверов ШД. Можно купить готовый, а можно «изобретать велосипед», тут каждый решает по-своему.

Из готовых — наиболее распространённые и недорогие драйверы на микросхемах Allegro A4988 (до 2А), Texas Instruments DRV8825 (до 2,5А). Поскольку модули изначально разрабатывались для использования в 3D принтерах типа Rep-rap проекта Arduino, они не являются законченными модулями (например, им нужно еще питание логики (+5V), которое подается с так называемой рампы (Ramp).

Еще есть решения на DRV8811 (до 1,9 А), A3982 (до 2 А), A3977 (до 2,5 А), DRV8818 (до 2,5 А) DRV8825 (до 2,5 А), Toshiba TB6560 (до 3 А) и другие.

Поскольку мне интересно что-то сделать самому, плюс появилась возможность «попробовать на вкус» микросхемы Allegro A3982 и A3977, решил сделать пару драйверов самостоятельно.

Готовые решения на A4988 не понравились, прежде всего, из-за миниатюризации размеров печатной платы в ущерб хорошему охлаждению. Типовое сопротивление открытых транзисторов у A4388 при токе 1,5А 0,32+0,43 Ом, плюс 0,1-0,22 Ома «измерительный» резистор — получается около 0,85 Ом. А таких каналов два, и хотя и работают они импульсно, но 2-3 Ватта тепла надо рассеивать. Ну не верю я в многослойную плату и малюсенький радиатор охлаждения — в даташите нарисована плата гораздо больших размеров.

Провода мотора нужно сделать короткими, драйвер устанавливать рядом с двигателем. Существует 2 технических решения в звукотехнике: длинный сигнальный кабель к усилителю + короткие провода к акустической системе, или короткий сигнальный кабель к усилителю + длинные провода, а акустической системе. Оба решения имеют свои плюсы и минусы. С моторами — так же. Я выбрал длинные провода управления и короткие провода к мотору.

Управляющие сигналы — «шаг» (step), «направление» (dir), «включение» (enable), индикация состояния сигналов управления. Некоторые схемы не используют сигнал «Enable», но это приводит в режиме простоя к ненужному нагреву и микросхемы и двигателя.

Одно питание 12-24 вольта, источник питания логики (+5B) — на плате. Размеры платы — достаточные для хорошего охлаждения, двухсторонняя печать с большой областью «меди», возможность приклеить на микросхему радиатор (применяемой для охлаждения памяти видеокарт).

Об энкодерах и драйверах, подключениях

Специальные драйверы нужны для того, чтобы управлять устройством. Они подключаются к LTP портам у персональных компьютеров. От программы идёт генерация сигналов, которые потом принимаются драйверами. После чего двигатель и получает определённые команды. Подача тока на обмотки позволяет организовать работу всего устройства. Программное обеспечение облегчает контроль:

  • По двигательной величине.
  • Для скоростей.
  • По траекториям.

Драйвер – это блок, отвечающий за управление всем двигателем. Формирование управляющего сигнала происходит при участии специального контроллера. Что предполагает подключение к устройству сразу четырёх выводов шагового двигателя. С блока питания идёт энергия, отрицательная и положительная, она и соединяется с моторами для дальнейшей работы.

Максимум по току требуемого напряжения, идущего к выводам – главный фактор, на основании которого следует делать выбор. Ток, выдаваемый драйвером, может быть следующих типов:

  1. Такой же, что потребляет двигатель.
  2. Выше, чем упомянутое ранее значение.

Желаемые параметры по исходному напряжению выбираются при помощи специальных переключателей.

Шаговые двигатели могут иметь различный порядок подключения. Обычно он зависит от того, каким количеством проводов снабжён привод

Надо обратить внимание и на назначение устройства. На рынке выпускается множество моделей, и практически у каждой используется свой вариант подключаемой схемы

Внутри размещается до 4-6 проводов. Биполярные модули сопровождают стандартно именно варианты с четырьмя проводами.

Каждые две обмотки идут с двумя приводами. Нужно использовать обычный метр, чтобы не допустить ошибок. Шестипроводные двигатели отличаются максимальной мощностью. Это значит, что каждая обмотка сопровождается двумя проводами и одним центр-краном. Такие аппараты допускают два вида соединений:

  1. С биполярными аппаратами.
  2. С униполярными моделями.

Для разделения проводов так же применяются приборы измерения. Однополярные устройства предполагают, что используются все шесть проводов. В случае с биполярными можно взять всего один центральный кран вместе с проводами по одной обмотке.

О разновидностях двигателей

Для станка используемая разновидность шаговых двигателей – параметр не менее важный, чем остальные. Каждая модель наделена своими особенностями.

  1. Биполярные чаще всего применяются совместно с ЧПУ.

Главное достоинство – возможность легко выбрать новый драйвер, если старый выходит из строя. На малых оборотах при этом сохраняется высокое удельное сопротивление.

  1. Трёхфазные.

Для них характерна высокая скорость. Актуальны, если именно данному параметру уделяют больше всего внимания в случае выбора.

  1. Униполярные.

Это несколько видов биполярных двигателей, которые отличаются друг от друга и подбираются в зависимости от подключения обмотки.

Можно изучить готовые модели станков, предлагаемые текущим рынком. Благодаря подобному подходу выбор значительно упрощается. Главное – чтобы характеристики и размеры подходили к создаваемому проекту.


Сглаживающее устройство TL-Smoother

Плата, которая соединяет шаговый драйвер и шаговый двигатель, уменьшая шум и вибрации на вашем 3D-принтере, снижая риск образования дефекта«полоса зебры».

Эта небольшая плата имеет восемь выпрямительных диодов, которые улучшают форму волны шагового двигателя, в частности, для более старых более дешевых шаговых драйверов, например DRV8825 и A4988. Улучшение формы волны снижает шум двигателя за счет уменьшения вибрации. Поскольку вибрации уменьшаются, качество печати также улучшается. Просто установите плату между драйвером и шаговым двигателем, ориентация не имеет значения. Для удобства в комплект входит небольшой 4-проводной разъем длиной 20 см, чтобы подключить плату к электронике. Стоимость около 7 $

Дефект полосы зебры или муар

↑ Драйвер шагового двигателя

Двигатель есть. Теперь нужен драйвер — переключать напряжение на обмотках двигателя определенным образом, при этом не превышая установленный ток.Самое простое решение — источник заданного тока и две пары транзисторных ключей на каждую обмотку. И четыре защитных диода. И логическая схема чтобы менять направление. И… Такое решение обычно делают на микросхеме ULN2003A для двигателей с малым током, имеет много недостатков, не буду на них останавливаться.

Альтернатива — специализированные микросхемы «всё в одном» — с логикой, транзисторами и диодами защиты внутри (или снаружи). А еще такие микросхемы контролируют ток обмоток и регулируют его с помощью ШИМ-а, а так же могут реализовывать режим «полушаг», а некоторые режимы 1/4 шага, и 1/8 шага и т. д. Эти режимы позволяют повысить точность позиционирования, повысить плавность движения и снизить резонанс. Обычно достаточно режима «полушаг», что позволит повысить теоретическую точность линейного позиционирования (в моем примере до 0,005 мм).

Что внутри микросхемы драйвера шагового двигателя? Блок логики и управления, источники питания, ШИМ со схемами формирования момента и времени коммутации обмоток, выходные ключи на полевых транзисторах, компараторы обратной связи — ток контролируется по падению напряжения на резисторах (Rs) в цепи питания обмоток. Ток двигателя задается опорным напряжением.

Для реализации этих функций существуют и другие схемные решения, например, с использованием микроконтроллеров PIC или ATMEGA (опять же с внешними транзисторами и защитными диодами). На мой взгляд, они не обладают значительным преимуществом перед «готовыми» микросхемами и я их в данном проекте использовать не буду.

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
Низкий Низкий Низкий Полный шаг
Высокий Низкий Низкий 1/2 шага
Низкий Высокий Низкий 1/4 шага
Высокий Высокий Низкий 1/8 шага
Высокий Высокий Высокий 1/16 шага

6 – Колодки для подключения биполярного шагового двигателя (на 4 провода).

Как подобрать шаговый двигатель и как подключить шаговик с выводами больше 4 расазываю вот в предыдущей статье: Как подобрать шаговый двигатель для станка ЧПУ. ШД из принтера 7 – Колодка контактов для интерфейсов UART и I2C:

  • Контакты UART: RX, TX, 5V, 3V3;
  • Контакты I2C: SCL, SDA, GND, RST.

8 – Колодка контактов для подключения 3 концевиков. 9 – Колодка для подключения контактов:

  • Включения шпинделя (SpnEn);
  • Направления шпинделя (SpnDir);
  • Включения подачи охлаждения (CoolEn);

10 – Колодка для подключения контактов:

Внимание!!! С прошивки GBRL 9.0i были поменяны местами Z-Max (D12) и Spn_EN (D11)

Сейчас шпиндель подключается к D11, который является ШИМ портом. Для управлять оборотами шпинделя через ШИМ.

Теперь, если вы желаете подключить концевик Z_Max, то его необходимо подключить в Spn_EN, а включение шпинделя необходимо подключать в Z+.

Характеристики драйвера A4988:

  • напряжения питания: от 8 до 35 В;
  • возможность установки шага: от 1 до 1/16 от максимального шага;
  • напряжение логики: 3-5.5 В;
  • защита от перегрева;
  • максимальный ток на фазу: 1 А без радиатора, 2 А с радиатором;
  • расстояние между рядами ножек: 12 мм;
  • размер платы: 20 х 15 мм;
  • габариты драйвера: 20 х 15 х 10 мм;
  • габариты радиатора: 9 х 5 х 9 мм;
  • вес с радиатором: 3 г;
  • вес без радиатора: 2 г.

Краткое описание драйвера A4988

Плата создана на базе микросхемы A4988 компании Allegro — драйвера биполярного шагового двигателя. Особенностями A4988 являются регулируемый ток, защита от перегрузки и перегрева, драйвер также имеет пять вариантов микрошага (вплоть до 1/16-шага). Он работает от напряжения 8 — 35 В и может обеспечить ток до 1 А на фазу без радиатора и дополнительного охлаждения (дополнительное охлаждение необходимо при подаче тока в 2 A на каждую обмотку).

Это основные характеристики железа для моего ЧПУ. В следующем видео сниму подключение 4 шаговых двигателей. Установлю кнопки. И попробуем работу электроники на столе. Сделаю пуск,чтобы убедиться что все правильно подключено и все работает без нагрузки. Это поможет нам при установке электроники на станок.

Подписывайтесь на мой канал на Youtube и вступайте в группы в и .

Итог

Главное преимущество контроллера на базе MC33035 — это простота в использовании. Просто покупаете микросхему, собираете Н-мост, спаиваете всё на плату с небольшой обвязкой — и контроллер готов. Если нужно просто запустить двигатель с ШИМ-сигналом и управлять им — оптимальный вариант.

Контроллер на базе Ардуино — вариант сложнее, понадобится писать логику, обеспечивать дополнительные защиты контроллера. Но для экспериментов, прототипов, дополнительного функционала, использования различных режимов работы двигателя — подходящий вариант. Поэтому я решил пока отложить MC33035 и продолжить работу с Ардуино.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Editor
Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Семинар по технике
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: