logo-site-sefid
Search
Close this search box.
Notes_230708_195803_015

شیلد CNC مخصوص آردوینو UNO

تعريف شیلد CNC مخصوص اردوینو UNO

قبل از خواندن مقاله شیلد CNC مخصوص اردوینو UNO بهتر است در نظر داشته باشید مقالاتی که با عنوان ماژول در سایت قرار گرفته اند از مقالات پایه و مقدماتی میباشند که برای مطالعه و یا پژوهش های دانش آموزان و دانشجویان به عنوان قدم اول در نظر گرفته شده اند.

در نظر داشته باشید این مقاله برای معرفی شیلد CNC آردوینو UNO میباشد و نحوه ی راه اندازی آن و پروژه هایی که با آن ساخته میشود در مقاله های دیگر به صورت جداگانه آموزش داده میشود.

شیلد CNC برای Arduino UNO دستگاهی است که می تواند به میکروکنترلر Arduino Uno متصل شود تا انواع ماشین های CNC (کنترل عددی کامپیوتری) را کنترل کند. سوکت های درایور را برای اتصال موتورهای پله ای و همچنین پین هایی برای اتصال سوئیچ های محدود، کنترل اسپیندل و سایر ویژگی های لازم برای کنترل دستگاه CNC فراهم می کند. سپر CNC به عنوان رابط بین Arduino Uno و ماشین CNC عمل می کند و به کاربران اجازه می دهد تا دستورات دقیقی را برای کنترل حرکت و عملکرد دستگاه از طریق برنامه نویسی G-code ارسال کنند.

آردوینو CNC Shield محبوب ترین راه حل کم هزینه برای کنترل یک ماشین CNC است. با رابط Arduino Uno، پلتفرم آردوینو را گسترش می‌دهد تا تمام ویژگی‌های لازم برای یک ماشین CNC را فراهم کند: 4 خروجی درایور، پین پایان، پین‌های اسپیندل و پین‌های اضطراری.

این محافظ CNC با استفاده از قطعات با کیفیت بالا تولید می شود. تمام فایل های طراحی به صورت آنلاین در دسترس هستند، می توان آنها را یاد گرفت، بهینه کرد و بهبود داد. این برد 100% Plug & Play با سیستم عامل GRBL سازگار است.

اگر می خواهید یک ماشین CNC بسازید که فوق العاده قابل اعتماد باشد و بتواند ساعت ها کار کند، سپر CNC آردوینو ما گزینه خوبی برای شماست.

لطفا توجه داشته باشید که Arduino Uno یک نسخه کلون است.

امکانات

رابط با Arduino Uno.4 خروجی درایور موتور پله ای، 3 محور + 1 Slave.سازگار با درایورهای پله ای Pololu A4988 و DRV8825 و دیگران.

6 ورودی سوئیچ محدود کنید.خروجی های I2C و UART.اتصالات اضافی برای دکمه های کنترل اسپیندل، توقف/شروع و اضطراری موجود است.پس از مونتاژ کاملا تست شده است.

نحوه كاركرد

سپر CNC وسیله ای است که به شما امکان می دهد موتورهای پله ای را برای برنامه های کاربردی CNC (کنترل عددی کامپیوتری) با استفاده از برد آردوینو UNO کنترل کنید. این رابط ها و اتصالات لازم را برای هدایت مستقیم موتورهای پله ای و خواندن سوئیچ های محدود برای ماشین های CNC فراهم می کند.

محافظ CNC در اصل یک برد توسعه است که می تواند به Arduino UNO متصل شود تا قابلیت های آن را افزایش دهد. این دستگاه دارای درایورهای موتور پله ای (معمولا A4988 یا DRV8825) است که می تواند کنترل دقیقی بر روی موتورها ارائه دهد.

در اینجا توضیح گام به گام نحوه عملکرد محافظ CNC با آردوینو UNO آورده شده است:

1. راه اندازی سخت افزار: شیلد CNC را با وصل کردن آن به هدرهای آردوینو به برد آردوینو UNO وصل کنید.

2. منبع تغذیه: تغذیه محافظ CNC را جدا از آردوینو تامین کنید. این کار معمولاً با اتصال یک منبع تغذیه خارجی، مانند یک منبع تغذیه 12 ولت DC، به جک بشکه ای روی محافظ CNC انجام می شود.

3. اتصالات استپر موتور: استپر موتورها را به محافظ CNC وصل کنید. سپر معمولا دارای چندین شیار موتور پله ای با برچسب X، Y و Z برای محورهای مختلف حرکت است. هر موتور را به شکاف مربوطه روی سپر وصل کنید. برای اطمینان از عملکرد صحیح، سیم های موتور باید به ترتیب صحیح وصل شوند.

4. درایورهای موتور پله ای: تنظیمات میکرواستپینگ مناسب را روی درایورهای موتور پله ای تنظیم کنید. این را می توان با تنظیم تنظیمات جامپر روی محافظ CNC انجام داد. میکرو استپینگ امکان حرکت نرم و دقیق تر استپر موتورها را فراهم می کند.

5. سوئیچ های محدود: در صورت نیاز، سوئیچ های محدود را به محافظ CNC وصل کنید. این سوئیچ ها برای تعیین مرزهای کاری دستگاه CNC و جلوگیری از حرکت آن فراتر از محدودیت های تعیین شده استفاده می شوند.

6. برنامه نویسی آردوینو: کدهای لازم را روی آردوینو UNO برای کنترل استپر موتورها بنویسید. Arduino IDE کتابخانه ها و کدهای نمونه را به طور خاص برای برنامه های CNC ارائه می دهد. کد باید شامل دستوراتی برای حرکت موتورها در جهات و فواصل خاص باشد.

7. آپلود کد: کد آردوینو را با استفاده از آردوینو IDE روی برد آپلود کنید.

8. کنترل دستگاه CNC: پس از بارگذاری کد، اکنون می توانید از محافظ CNC برای کنترل موتورهای پله ای استفاده کنید. با ارسال دستورات مناسب به آردوینو UNO می توانید حرکت استپر موتورها را کنترل کرده و اقدامات CNC مانند فرز، برش یا حکاکی را انجام دهید.

به طور کلی، سپر CNC به عنوان رابط بین Arduino UNO و موتورهای پله ای عمل می کند و امکان کنترل دقیق حرکت موتورها را برای کاربردهای CNC فراهم می کند.

انواع مختلف شیلد CNC مخصوص اردوینو UNO

سپر CNC وسیله ای است که به شما امکان می دهد موتورهای پله ای را برای برنامه های کاربردی CNC (کنترل عددی کامپیوتری) با استفاده از برد آردوینو UNO کنترل کنید. این رابط ها و اتصالات لازم را برای هدایت مستقیم موتورهای پله ای و خواندن سوئیچ های محدود برای ماشین های CNC فراهم می کند.

محافظ CNC در اصل یک برد توسعه است که می تواند به Arduino UNO متصل شود تا قابلیت های آن را افزایش دهد. این دستگاه دارای درایورهای موتور پله ای (معمولا A4988 یا DRV8825) است که می تواند کنترل دقیقی بر روی موتورها ارائه دهد.

در اینجا توضیح گام به گام نحوه عملکرد محافظ CNC با آردوینو UNO آورده شده است:

1. راه اندازی سخت افزار: شیلد CNC را با وصل کردن آن به هدرهای آردوینو به برد آردوینو UNO وصل کنید.

2. منبع تغذیه: تغذیه محافظ CNC را جدا از آردوینو تامین کنید. این کار معمولاً با اتصال یک منبع تغذیه خارجی، مانند یک منبع تغذیه 12 ولت DC، به جک بشکه ای روی محافظ CNC انجام می شود.

3. اتصالات استپر موتور: استپر موتورها را به محافظ CNC وصل کنید. سپر معمولا دارای چندین شیار موتور پله ای با برچسب X، Y و Z برای محورهای مختلف حرکت است. هر موتور را به شکاف مربوطه روی سپر وصل کنید. برای اطمینان از عملکرد صحیح، سیم های موتور باید به ترتیب صحیح وصل شوند.

4. درایورهای موتور پله ای: تنظیمات میکرواستپینگ مناسب را روی درایورهای موتور پله ای تنظیم کنید. این را می توان با تنظیم تنظیمات جامپر روی محافظ CNC انجام داد. میکرو استپینگ امکان حرکت نرم و دقیق تر استپر موتورها را فراهم می کند.

5. سوئیچ های محدود: در صورت نیاز، سوئیچ های محدود را به محافظ CNC وصل کنید. این سوئیچ ها برای تعیین مرزهای کاری دستگاه CNC و جلوگیری از حرکت آن فراتر از محدودیت های تعیین شده استفاده می شوند.

6. برنامه نویسی آردوینو: کدهای لازم را روی آردوینو UNO برای کنترل استپر موتورها بنویسید. Arduino IDE کتابخانه ها و کدهای نمونه را به طور خاص برای برنامه های CNC ارائه می دهد. کد باید شامل دستوراتی برای حرکت موتورها در جهات و فواصل خاص باشد.

7. آپلود کد: کد آردوینو را با استفاده از آردوینو IDE روی برد آپلود کنید.

8. کنترل دستگاه CNC: پس از بارگذاری کد، اکنون می توانید از محافظ CNC برای کنترل موتورهای پله ای استفاده کنید. با ارسال دستورات مناسب به آردوینو UNO می توانید حرکت استپر موتورها را کنترل کرده و اقدامات CNC مانند فرز، برش یا حکاکی را انجام دهید.

به طور کلی، سپر CNC به عنوان رابط بین Arduino UNO و موتورهای پله ای عمل می کند و امکان کنترل دقیق حرکت موتورها را برای کاربردهای CNC فراهم می کند.

برخي از شیلد CNC مخصوص اردوینو UNO **( شیلد CNC مخصوص اردوینو UNOرايج در بازار)**

نمونه كدنويسي شیلد CNC مخصوص اردوینو UNO با آردوينو

در اینجا یک نمونه کد کد برای کنترل یک ماشین CNC با استفاده از Arduino UNO و یک محافظ CNC آورده شده است. این کد به زبان برنامه نویسی آردوینو نوشته شده است:

#include <AccelStepper.h>// پین های استپر موتور را تعریف کنید#define X_STEP_PIN 2#define X_DIR_PIN 5#define X_ENABLE_PIN 8#define Y_STEP_PIN 3#define Y_DIR_PIN 6#define Y_ENABLE_PIN 9#define Z_STEP_PIN 4#define Z_DIR_PIN 7#define Z_ENABLE_PIN 10// پین های سوئیچ محدود را تعریف کنید#define X_LIMIT_PIN A0#define Y_LIMIT_PIN A1#define Z_LIMIT_PIN A2// مراحل در هر دور و سرعت را برای هر محور تعریف کنید#define X_STEPS_PER_REV 200 // این را با توجه به استپر موتور خود تغییر دهید#define Y_STEPS_PER_REV 200 // این را با توجه به استپر موتور خود تغییر دهید#define Z_STEPS_PER_REV 200 // این را با توجه به استپر موتور خود تغییر دهید#define STEPPER_SPEED 200 // این را با توجه به سرعت مورد نیاز خود تغییر دهید// برای هر محور اشیاء موتور پله ای ایجاد کنیدAccelStepper stepperX(AccelStepper::DRIVER، X_STEP_PIN، X_DIR_PIN);AccelStepper stepperY(AccelStepper::DRIVER، Y_STEP_PIN، Y_DIR_PIN);AccelStepper stepperZ(AccelStepper::DRIVER، Z_STEP_PIN، Z_DIR_PIN);void setup() { // پین های فعال را به عنوان خروجی تنظیم کنید pinMode (X_ENABLE_PIN، OUTPUT)؛ pinMode (Y_ENABLE_PIN، OUTPUT)؛ pinMode(Z_ENABLE_PIN، OUTPUT)؛ // پین های سوئیچ محدود را به عنوان ورودی تنظیم کنید pinMode (X_LIMIT_PIN، INPUT_PULLUP)؛ pinMode (Y_LIMIT_PIN، INPUT_PULLUP)؛ pinMode (Z_LIMIT_PIN، INPUT_PULLUP)؛ // موتورهای پله ای را فعال کنید digitalWrite (X_ENABLE_PIN، LOW)؛ digitalWrite (Y_ENABLE_PIN، LOW)؛ digitalWrite(Z_ENABLE_PIN، LOW)؛ // حداکثر سرعت و شتاب را برای هر استپر موتور تنظیم کنید stepperX.setMaxSpeed(STEPPER_SPEED); stepperX.setAcceleration(STEPPER_SPEED); stepperY.setMaxSpeed(STEPPER_SPEED); stepperY.setAcceleration(STEPPER_SPEED); stepperZ.setMaxSpeed(STEPPER_SPEED); stepperZ.setAcceleration(STEPPER_SPEED);}حلقه خالی() { // سوئیچ های محدود را بررسی کنید if (digitalRead(X_LIMIT_PIN) == LOW) { // سوئیچ محدود محور X فعال می شود، جهت معکوس stepperX.setSpeed(-STEPPER_SPEED); }دیگر { stepperX.setSpeed(STEPPER_SPEED); } if (digitalRead (Y_LIMIT_PIN) == LOW) { // سوئیچ محدود محور Y فعال می شود، جهت معکوس stepperY.setSpeed(-STEPPER_SPEED); }دیگر { stepperY.setSpeed(STEPPER_SPEED); } if (digitalRead(Z_LIMIT_PIN) == LOW) { // سوئیچ حد محور Z فعال می شود، جهت معکوس stepperZ.setSpeed(-STEPPER_SPEED); }دیگر { stepperZ.setSpeed(STEPPER_SPEED); } // موتورهای پله ای را یک مرحله حرکت دهید stepperX.runSpeedToPosition(); stepperY.runSpeedToPosition(); stepperZ.runSpeedToPosition();}

 

این کد سه موتور پله ای (محورهای X، Y و Z) را تنظیم می کند و پین های مربوطه را برای استپ، جهت و کنترل فعال می کند. همچنین پین های سوئیچ محدود را به عنوان ورودی پیکربندی می کند و با تنظیم پایه های فعال، موتورها را فعال می کند.

حداکثر سرعت و شتاب برای هر موتور تنظیم می شود و عملکرد حلقه به طور مداوم سوئیچ های محدود را بررسی می کند و جهت حرکت موتور را متناسب با آن تغییر می دهد. تابع runSpeedToPosition برای حرکت دادن موتورها در یک مرحله در یک زمان استفاده می شود.

لطفاً توجه داشته باشید که این یک مثال اساسی است و ممکن است لازم باشد کد را با توجه به دستگاه CNC و الزامات خاص خود تغییر دهید.

١٠ تا پروژه آردوينو با استفاده از شیلد CNC مخصوص اردوینو UNO

1. CNC Drawing Robot: از محافظ CNC برای کنترل موتورهای پله ای و ایجاد یک ربات نقاشی استفاده کنید. می توان آن را برای ترسیم طرح های پیچیده روی کاغذ یا سطوح دیگر برنامه ریزی کرد.

2. حکاکی لیزری CNC: یک ماژول لیزر را به محافظ CNC وصل کنید و از آن برای حکاکی طرح ها روی چوب، اکریلیک یا مواد دیگر استفاده کنید. این پروژه به اقدامات ایمنی بیشتری نیاز دارد.

3. دستگاه فرز PCB CNC: سپر CNC را با یک دوک مناسب ترکیب کنید تا یک دستگاه فرز PCB کوچک ایجاد کنید. می توان از آن برای آسیاب PCB های یک طرفه یا دو طرفه برای پروژه های الکترونیکی خود استفاده کرد.

4. دستگاه برش فوم CNC: دوک را با سیم برش داغ جایگزین کنید و از محافظ CNC برای کنترل حرکت استفاده کنید. این پروژه برای برش ورق های فوم برای هواپیماهای RC یا سایر پروژه های مبتنی بر فوم ایده آل است.

5. CNC Plotter: یک خودکار یا نشانگر را به سپر CNC وصل کنید و آن را برای کشیدن اشکال یا نوشتن متن روی کاغذ یا سطوح دیگر برنامه ریزی کنید. این پروژه برای ایجاد آثار هنری یا تابلوهای تبلیغاتی در مقیاس بزرگ عالی است.

6. ماشین کنده کاری چوب CNC: سپر CNC را با یک روتر یا دوک مناسب ترکیب کنید تا یک ماشین کنده کاری چوب ایجاد کنید. می توان از آن برای حک کردن طرح های پیچیده روی چوب یا سایر مواد مشابه استفاده کرد.

7. چاپگر سه بعدی CNC: از محافظ CNC برای کنترل حرکت اکسترودر چاپگر سه بعدی استفاده کنید. این پروژه به اجزای اضافی مانند یک تخت گرم و یک اکسترودر مناسب نیاز دارد.

8. CNC Egg Plotter: یک خودکار را به سپر CNC وصل کنید و از آن برای کشیدن طرح های پیچیده روی پوسته تخم مرغ استفاده کنید. این پروژه نیاز به رسیدگی دقیق به پوسته های ظریف تخم مرغ دارد.

9. برش قالب فوم CNC: دوک را با یک سیم برش داغ جایگزین کنید و از محافظ CNC برای کنترل حرکت استفاده کنید. این پروژه برای برش اشکال فوم برای ساخت قالب یا ساختن پایه ایده آل است.

10. جعبه موسیقی CNC: یک مکانیسم موسیقی را به سپر CNC وصل کنید و آن را برای پخش آهنگ ها برنامه ریزی کنید. با طراحی و برش دیسک های جعبه موسیقی خود، جعبه های موسیقی سفارشی ایجاد کنید.

سوالات پیشنهادات و یا انتقادات خود را میتوانید در قسمت نظرات با ما به اشتراک بگذارید

رضا قنبری
متخصص آموزش رباتیک

رضا قنبری هستم متخصص آموزش رباتیک با بیش از 10 سال سابقه فعالیت در ایران

این مطلب را به اشتراک بگذارید

DC موتور

تعريف DC موتور قبل از خواندن مقاله DC موتور بهتر است در نظر داشته باشید مقالاتی که با عنوان ماژول در سایت قرار گرفته اند

استپر موتور

تعريف Stepper موتور قبل از خواندن مقاله استپر موتور بهتر است در نظر داشته باشید مقالاتی که با عنوان ماژول در سایت قرار گرفته اند

دسته بندی نشده

شیلد CNC مخصوص آردوینو UNO

تعريف شیلد CNC مخصوص اردوینو UNO قبل از خواندن مقاله شیلد CNC مخصوص اردوینو UNO بهتر است در نظر داشته باشید مقالاتی که با عنوان

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *