Plotter CNC Arduino (machine à dessiner)

Outils et machines nécessaires

	Coupe laser (générique)
	Imprimante 3D (générique)

Applications et services en ligne

	Arduino IDE
	Inkscape
	The Processing Foundation Processing
	easyEDA

À propos de ce projet

Salut les gars! J'espère que vous avez déjà apprécié mon précédent instructable "Comment créer votre propre plate-forme de formation Arduino" et que vous êtes prêt pour une nouvelle, comme d'habitude j'ai fait ce tutoriel pour vous guider étape par étape tout en créant ce genre de projets électroniques à faible coût super incroyables qui est la "machine à tracer CNC" connue également sous le nom de "dessin CNC" ou simplement "machine CNC Arduino". ^_^

J'ai trouvé beaucoup de tutoriels sur le Web qui expliquent comment faire un traceur CNC, mais avec le manque d'informations, c'était un peu difficile de faire une telle machine, c'est la raison pour laquelle j'ai décidé de commencer cette instructable où je vais vous montrer en détails comment fabriquer facilement votre propre machine à dessiner .

Ce projet est si pratique à réaliser spécialement après avoir obtenu le PCB personnalisé que nous avons commandé auprès de JLCPCB.

pour améliorer l'apparence de notre machine et il y a aussi suffisamment de documents et de codes dans ce guide pour vous permettre de créer votre machine facilement. Nous avons réalisé ce projet en seulement 5 jours, seulement trois jours pour obtenir toutes les pièces nécessaires et terminer la fabrication du matériel et l'assemblage, puis 2 jours pour préparer le code et commencer quelques ajustements. Avant de commencer, voyons d'abord.

Ce que vous apprendrez de ce didacticiel :

• Faire le bon choix de matériel pour votre projet en fonction de ses fonctionnalités
• Préparer le schéma de circuit pour connecter tous les composants choisis
• Assembler toutes les pièces du projet (assemblage mécanique et électronique)
• Mise à l'échelle de l'équilibre de la machine
• Commencez à manipuler le système

Étape 1 :Qu'est-ce qu'un traceur ?

Depuis que j'ai créé cette instructable pour les débutants, je dois d'abord expliquer en détail ce qu'est la machine à dessiner et comment elle fonctionne !

Tel qu'il est défini dans wikipedia, CNC signifie Computer digital control, une machine qui est une structure contrôlée par ordinateur qui reçoit des instructions via un port série envoyé par un ordinateur et déplace ses actionneurs en fonction des instructions reçues. La plupart de ces machines sont des machines à moteur pas à pas qui incluent des moteurs pas à pas dans l'axe thématique.

Un autre mot pour mentionner "axe", oui, chaque machine CNC a un nombre défini d'axes qui seront contrôlés par le programme informatique.

Un autre mot pour mentionner "axe", oui, chaque machine CNC a un nombre défini d'axes qui seront contrôlés par le programme informatique.

Dans notre cas le traceur CNC que nous avons fabriqué est une machine à double axe "détails dans l'image 1" qui a un petit moteur pas à pas dans son axe "pas à pas dans l'image 2" ces pas à pas déplaceront un plateau actif et le feront se déplacer dans un double axe prévoyez de créer la conception du dessin à l'aide d'un stylo à dessin. Le stylo sera tenu et libéré à l'aide d'un troisième moteur dans notre structure qui sera un servomoteur.

Étape 2 :le moteur pas à pas est l'actionneur principal

Un moteur pas à pas ou un moteur pas à pas ou un moteur pas à pas est un moteur électrique à courant continu sans balais qui divise une rotation complète en un nombre d'étapes égales. La position du moteur peut ensuite être commandée pour se déplacer et se maintenir à l'une de ces étapes sans aucun capteur de position pour la rétroaction (un contrôleur en boucle ouverte), tant que le moteur est soigneusement dimensionné pour l'application en ce qui concerne le couple et la vitesse. Premier verset , d'où obtenir les moteurs pas à pas pour notre projet, bien facile, il suffit de prendre un vieux lecteur DVD comme celui dans suivant photo.

J'en ai deux pour 2 dollars, tout ce que vous avez à faire est de le démonter pour extraire le moteur pas à pas et son support, comme il montre les prochaines images, nous en aurons besoin de deux.

Une fois que vous avez récupéré vos moteurs du lecteur DVD, vous devez les rendre prêts à l'emploi en identifiant les bobines du moteur prend fin. Chaque moteur pas à pas a deux bobines et à l'aide d'un multimètre, vous pouvez identifier les extrémités des bobines en mesurant la résistance entre le connecteur des broches du moteur "comme le montre l'image suivante " et pour chaque bobine, il devrait être d'environ 10 Ohm mesuré.

Après avoir identifié les bobines du moteur, il suffit de souder quelques fils pour contrôler le moteur à travers eux "voir l'image suivante"

Étape 3 : le schéma du circuit

Le cœur de notre machine est un arduino Nano Carte de développement qui contrôlera le mouvement de chaque actionneur en fonction des instructions reçues de l'ordinateur. Afin de contrôler ces moteurs pas à pas, nous avons besoin d'un pilote de moteur pas à pas pour contrôler la vitesse et la direction de chaque actionneur.

Dans notre cas, nous utiliserons un pilote de moteur de pont en H L293D "voir image 3" qui recevra la commande moteur envoyée par arduino via ses entrées et contrôlera les moteurs pas à pas à l'aide de ses sorties.

Afin de connecter toutes les pièces nécessaires avec notre carte Arduino, j'ai créé le schéma de circuit qui montre la première image où vous devez suivre la même connexion pour les moteurs pas à pas et le servomoteur.

L'image suivante explique en détail à travers un schéma le schéma du circuit et comment doivent être les liens entre l'Arduino et les autres composants, vous pouvez bien sûr ajuster ces liens en fonction de vos besoins.

Étape 4 :La fabrication du PCB (produit par JLCPCB)

À propos de JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), est la plus grande entreprise de prototypes de PCB en Chine et un fabricant de haute technologie spécialisé dans la production de prototypes de PCB rapides et de petits lots de PCB. Avec plus de 10 ans d'expérience dans la fabrication de PCB, JLCPCB a plus de 200 000 clients au pays et à l'étranger, avec plus de 8 000 commandes en ligne de prototypage de PCB et de production de PCB en petite quantité par jour. La capacité de production annuelle est de 200 000 m². pour divers circuits imprimés à 1 couche, 2 couches ou multicouches. JLC est un fabricant professionnel de circuits imprimés doté d'équipements de puits à grande échelle, d'une gestion stricte et d'une qualité supérieure.

Parler électronique

Après avoir réalisé le schéma du circuit, je l'ai transformé en un PCB design pour le produire "voir les prochaines images", afin de produire le PCB, j'ai choisi JLCPCB les meilleurs fournisseurs de PCB et les fournisseurs de PCB les moins chers pour commander mon circuit. avec leur plate-forme fiable, tout ce que je dois faire est de quelques clics simples pour télécharger le fichier gerber et définir certains paramètres comme la couleur et la quantité d'épaisseur du PCB, puis j'ai payé seulement 2 dollars pour obtenir mon PCB après cinq jours seulement.

Fichiers de téléchargement associés

Vous pouvez obtenir le fichier Circuit (PDF) ici. Comme vous pouvez le voir sur les images ci-dessus, le PCB est très bien fabriqué car il montre "l'image suivante" du schéma associé.

et j'ai le même design PCB que nous avons fait pour notre carte principale et toutes les étiquettes et logos sont là pour me guider pendant les étapes de soudure. Vous pouvez également télécharger le fichier Gerber pour ce circuit à partir d'ici si vous souhaitez passer une commande pour la même conception de circuit.

Étape 5 :Concevez un support pour votre machine !

Afin d'apporter une meilleure apparence à notre machine j'ai décidé de concevoir ces trois parties "voir photo 1" à l'aide du logiciel Solidworks , ces pièces vont nous aider à assembler les lecteurs DVD ensemble, j'ai les fichiers DXF de ces pièces et avec l'aide de mes amis du FabLab Tunisie J'ai produit les pièces conçues à l'aide d'une machine de découpe laser CNC, nous avons utilisé un matériau en bois MDF de 5 mm pour produire ces pièces.

Encore un autre design qui est le porte-stylo à dessin, je l'ai obtenu grâce à un processus d'impression 3D. Et vous pouvez télécharger tous les fichiers associés à partir des liens ci-dessous.

Étape 6 :Ingrédients

Passons maintenant en revue les composants nécessaires dont nous avons besoin pour ce projet, j'utilise un Arduino Nano comme mentionné ci-dessus, ce sera le cœur de notre machine. Le projet comprend également deux moteurs pas à pas avec leurs circuits intégrés de pilotes et un servomoteur. Vous trouverez ci-dessous quelques liens amazon recommandés pour les éléments appropriés

Afin de créer ce genre de projets, nous aurons besoin de :

• Le PCB que nous avons commandé auprès de JLCPCB
• Un Arduino Nano :https://amzn.to/2SDSTgO
• 2 x driver pont L293D H :https://amzn.to/2C6PWyb
• 2 x sockets IC DIP 16 broches :https://amzn.to/2RAyCvu
• 1 x socket IC DIP :https://amzn.to/2SPXMTW
• Connecteurs SIL et à vis :https://amzn.to/2Ril1JC
• 1 x servomoteur SG90 :https://amzn.to/2VEsAZF
• 2 lecteurs DVD :
• Les pièces imprimées en 3D
• Les pièces découpées au laser
• Quelques vis pour l'assemblage
• Le stylo que nous avons en cadeau de JLCPCB ou tout autre stylo à dessin

Étape 7 :Assemblage électronique et test

Passons maintenant à l'assemblage par soudure de tous les composants électroniques. Comme d'habitude, vous trouverez sur la couche de soie supérieure une étiquette de chaque composant indiquant son emplacement sur la carte et ainsi vous serez sûr à 100% de ne pas commettre d'erreur de soudure.

Faites des tests

Après avoir soudé les composants électroniques "voir première photo", j'ai vissé le lecteur DVD sur la plaque de l'axe X et j'ai fait la même chose pour la carte principale que j'ai placé les fils du moteur dans les têtes de vis pour faire un test simple à l'aide d'un test de moteur pas à pas code "voir image suivante". Comme vous le voyez, le stepper se déplace bien et nous sommes sur la bonne voie.

/************************************************ ******************************************************** ******************************************************** ************************* * - Auteur :BELKHIR Mohamed * * - Profession :(Ingénieur électricien) Propriétaire MEGA DAS * * - Objet principal :Industriel Application * * - Titulaire du copyright (c) :Tous droits réservés ** - Licence :Licence BSD 2-Clause * * - Date :20/04/2017 ** *************** ******************************************************** ******************************************************** ******************************************************** **//*********************************** REMARQUE ********** **************************/// La redistribution et l'utilisation sous forme source et binaire, avec ou sans// modification, sont autorisées à condition que les conditions suivantes sont remplies:// * Les redistributions du code source doivent conserver l'avis de droit d'auteur ci-dessus, cette// liste de conditions et la clause de non-responsabilité suivante.// * Les redistributions sous forme binaire doivent reproduire l'avis de droit d'auteur ci-dessus,// cette liste de conditions et la clause de non-responsabilité suivante dans la documentation// et/ou d'autres documents fournis avec la distribution.// CE LOGICIEL EST FOURNI PAR LES TITULAIRES DES DROITS D'AUTEUR ET LES CONTRIBUTEURS « EN L'ÉTAT »// ET TOUT LES GARANTIES EXPRESSES OU IMPLICITES, Y COMPRIS, MAIS SANS S'Y LIMITER, LES// GARANTIES IMPLICITES DE QUALITÉ MARCHANDE ET D'ADAPTATION À UN USAGE PARTICULIER SONT EXCLUES/* ─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄ █░▀▀█▀▀░▄▀░▄▀░░▀▀░▄▄░█ █░░░▀░ ░░▄▄▄▄▄░░██░▀▀░█ ─▀▄▄▄▄▄▀─────▀▄▄▄▄▄▄▀*/#include // Inclut le stepper Motor librarie const int stepPerRotation =20; // Nombre de pas par tour. Valeur standard pour CD/DVD// Indiquer le moteur pas à pas de l'axe X Broches Stepper myStepperX(stepPerRotation, 8,9,10,11); void setup() {myStepperX.setSpeed ​​(100); // Vitesse du moteur pas à pasmyStepperX.step(100);delay(1000);myStepperX.step(-100); delay(1000);}boucle vide() {}

Étape 8 :Assemblage des pièces mécaniques

Nous continuons le montage de notre structure en vissant le deuxième moteur pas à pas sur la plaque de l'axe Y "voir photo suivante".

Une fois l'axe Y préparé, vous aurez les deux axes prêts pour créer le plan à double axe dont nous avons parlé dans la première étape "voir les deux images suivantes". il suffit de placer les deux axes à 90°

Fabrication du porte-stylo

On prépare le porte-stylo en plaçant une petite hache dans un ressort pour tenir le porte-stylo imprimé en 3D puis on visse le servomoteur à son emplacement "voir photo 4", le porte-stylo est prêt donc on le colle au chariot du l'axe Y en utilisant de la colle chaude ou tout autre moyen pour le faire coulisser sur l'axe Y en suivant les pas du moteur pas à pas "voir photo 5", puis on colle notre plateau actif sur le chariot de l'axe X "voir photo 6", et nous terminons par le vissage des fils moteurs aux connecteurs sur la carte. Après quelques arrangements, nous avons notre conception mécanique prête pour l'action 'voir image 7'.

Étape 9 :Partie logicielle

Passant à la partie logicielle, nous allons combiner trois logiciels afin de rendre la machine vivante, j'ai fait une courte description dans la première image, nous allons faire notre conception en utilisant le logiciel Inkscape qui produit un fichier gcode nécessaire pour notre machine et pour Bien sûr, afin de comprendre les instructions gcode, la machine doit avoir son propre code que nous allons télécharger à l'aide du logiciel Arduino IDE, la dernière partie est de savoir comment lier le code de la machine au fichier gcode, ceci est effectué par le logiciel de traitement.

La première étape consiste à télécharger le scketch de la carte arduino que vous pouvez télécharger à partir du lien publié sur github et n'oubliez pas de mettre à jour la broche des moteurs pas à pas en fonction de votre schéma.

Préparation du Gcode 'Inkscape'

Ensuite, nous passons à Inkscape et nous ajustons certains paramètres "voir les deux images suivantes" comme les cadres et les unités de papier.

nous préparons notre design et l'enregistrons au format unicon MakerBat 'voir les deux images suivantes', si ce format n'est pas disponible sur votre version d'Inkscape, vous pouvez placer un module complémentaire pour l'avoir, une fois que vous cliquez sur (enregistrer) une nouvelle fenêtre apparaîtra pour les ajustements des paramètres du fichier Gcode.

tout ce que vous devez faire est de suivre le même ajustement que le nôtre et tout ira bien, suivez simplement "les trois prochaines images", puis vous définissez ces paramètres de cette façon, et vous avez votre fichier gCode.

Lier la machine au fichier Gcode 'Traitement 3'

Passant au logiciel de traitement, c'est un peu comme l'IDE Arduino 'voir image suivante'

vous devez donc ouvrir le fichier 'CNC program' que vous pouvez télécharger à partir du même référentiel sur Github et l'exécuter simplement 'voir les deux prochaines images'.

une deuxième fenêtre apparaîtra, vous devez appuyer sur ce dernier p dans votre clavier pour sélectionner le port COM de la machine 'voir image suivante', et appuyez sur ce dernier g pour sélectionner le fichier gcode souhaité, une fois que vous l'aurez sélectionné, la machine commencera directement à dessiner.

Étape 10 :Test et résultats

Et voilà, le temps est venu pour quelques tests, une fois le fichier Gcode téléchargé, la machine commence à dessiner et j'ai vraiment aimé le scintillement des LED qui montre les séquences envoyées à chaque moteur pas à pas.

Les conceptions sont très bien faites, et vous pouvez voir les gars que le projet est incroyable et facile à réaliser aussi,

N'oubliez pas de regarder notre projet précédent, qui est « comment créer votre propre plate-forme de formation Arduino ». Et abonnez-vous à notre chaîne YouTube pour d'autres vidéos impressionnantes.

Une dernière chose, assurez-vous que vous faites de l'électronique tous les jours.

C'était BEE MB de MEGA DAS. À la prochaine!

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