Gravador làser barat i robust: 15 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

En aquest instructiu us mostraré com vaig fabricar el meu propi gravador làser de bricolatge molt barat. També la majoria de les peces es recuperen de coses antigues o són molt barates. Aquest és un projecte molt interessant per a qualsevol aficionat a l'electrònica. Aquest gravador podrà gravar fusta, cartró, adhesius de vinil, etc. i també per tallar paper a causa del làser de 250 mW que farem servir.

Si això instructable us ajuda de cap manera a fer el vostre propi gravador làser, compartiu el vostre projecte amb mi. això em farà més que feliç.

Pas 1: peces i materials necessaris i eines

• 2x - Unitats de DVD antigues per recuperar el mecanisme del motor pas a pas.
• 1x - GRBL shield v4 (també es pot utilitzar altres versions).
• 2x - Controladors de motor pas a pas A4988.
• Làser 1x - 250 mw 650 nm amb lent ajustable (de banggood.com)
• Alimentació 12v 2-2,5 Amperes.
• Pcb en blanc per fer circuit de controlador làser.
• Capçaleres masculines i femenines.
• Resistència 1x - 47 ohm.
• Resistència 1x- 100k ohm.
• 1x - Mosfet IRFZ44N per a l'acció de commutació làser.
• Alguns imants de neodimi.
• Full acrílic.
• Cargols i femelles M3.
• Ulleres de seguretat làser.
• 1x - Arduino Nano.

EINES NECESSÀRIES:

• Màquina de trepar.
• Pistola de cola calenta.
• Serra per tallar acrílic.
• Fitxa per acabar.
• Torn de taula.
• Tornavís cap Phillips i cap pla.
• Soldador.

Pas 2: Recuperació dels imants Stephan Mechasnism i Neodymium

Es requereixen dos mecanismes pas a pas per a l'eix x i e, respectivament, que es poden recuperar des de dues unitats de DVD usades. Recuperar el mecanisme pas a pas i els imants de neodimi és bastant fàcil. Podeu recuperar-lo fàcilment obrint el controlador de CD amb un tornavís de capçal de Philips.

Assegureu-vos de no danyar cap part relacionada amb el projecte mentre deseu les parts necessàries de les unitats de DVD.

Si no esteu familiaritzats amb això, us deixaré un enllaç d'un vídeo de YouTube que mostra com recuperar les parts respectives.

Pas 3: elaboració de la base de la màquina

Per fer la base estic fent servir full acrílic transparent de 4 mm. La mida del full acrílic és aproximadament de 9 x 6,6 polzades.

Ara haurem de crear el nostre suport per muntar l'eix y amb aquesta base acrílica.

Deixeu 1 polzada des de la part superior i 1,5 polzades del costat i col·loqueu el mecanisme pas a pas a la base. Ara marqueu els forats respectius i foradeu-los per acumular el mecanisme pas a pas de l'eix y.

Aquestes mesures no són tan importants. podeu utilitzar el vostre propi espai segons les vostres necessitats.

També he equipat aquesta base amb 4 coixinets de goma de silici perquè la base es mantingui ferma a terra o allà on estigui col·locada.

Pas 4: identificació de la bobina pas a pas i el cablejat

• Els motors pas a pas de DVD són motors pas a pas bipolars que consten de dues bobines i 4 cables.
• Hem d’identificar els cables de la bobina 1 i 2.
• Per identificar la bobina del motor Stepper, fem servir un provador de continuïtat que ens mostrarà que una llum de dos cables està considerant la mateixa bobina.
• Segons el nostre blindatge grbl, hi ha quatre capçaleres masculines el cablejat de les quals és el següent.

1A 1B 2B 2A

Això mostra que 1A i 1B formen part de la bobina 1 i 2A i 2B formen part de la segona bobina

NOTA: es proporcionen imatges per a cadascun dels processos, així que assegureu-vos de fer-hi una ullada exhaustiva que facilitarà la seva comprensió

Pas 5: elaboració de la plataforma principal de gravat

• Per fer la plataforma per al gravat utilitzaré algunes peces de xapa acrílica de 2 mm de mida 40mmx22, 5mm.
• Faré servir peces similars a l'arbre de la mida anterior per poder crear una alçada de 6 mm.
• Ara, ajunteu les peces una a una sobre una altra fent servir una mica de gluie calent.
• Una vegada que tot està enganxat, cal fixar-lo a la base del mecanisme del controlador pas a pas.
• Això garanteix que hi hagi un espai decent entre el mecanisme del controlador pas a pas i la plataforma base que instal·larem.
• Per a l'home

Pas 6: Creació de l'estructura per a l'eix Y

• Per fer el suport de l'eix y i crear espai entre el mecanisme i la base, vaig utilitzar quatre separadors que vaig fer tallant un bolígraf amb una fulla. La longitud dels marcapassos que necessitem és d'aprox. 25 mm que hauran de ser suficients per crear suficient espai entre la base i el mecanisme.
• Ara utilitzeu cargols m3 inserint-los des de sota de la base acrílica tal com es mostra a la imatge.
• Ara, fent servir algunes volanderes tant per sobre com per sota del mecanisme, assegureu el mecanisme pas a pas de l'eix Y mitjançant femelles
• Assegureu-vos que els cargols estan ben fixats

Pas 7: Creació de l'estructura per a l'eix X

• Després de fer una base d'estudi per a l'eix y, ara és el torn de fer una xarxa principal per a l'eix X.
• Per fer l'estructura de l'eix X estic fent servir xapes de 1,5 mm de gruix. El material és d’acer inoxidable.
• Podeu obtenir-lo a bon preu a partir de ferralla.
• També podeu utilitzar altres materials, com ara angles d’alumini, etc.
• Per a la fabricació de l’estand necessitarem dos preus d’aquesta xapa d’acer d’amplada de 30 mm cadascuna. Per tant, mitjançant un dispositiu de mesura emmagatzemable marcarem les línies.
• Després d'això, haurem de doblegar-lo a 90 ° a una distància de 80 mm per a les dues tires d'acer.
• Ara només cal tallar aquestes tires i doblegar-les a 90 °
• Per tallar les tires, és possible que necessiteu algunes eines, de manera que tingueu un taller que serà bo, en cas contrari, podreu rebre ajuda d'algú que tingui un taller.
• Després de tallar, assegureu-vos que els costats de la xapa d’acer estiguin acabats correctament i que no faci mal a ningú.
• Per doblar les tires, podeu agafar la peça en un torn de taula i, mitjançant un martell, podeu doblar-la realment a 90 °
• Comproveu si la corba és exactament de 90 ° o no mitjançant un quadrat fixat.
• Una corba inadequada només augmentarà el vostre treball, de manera que aquest procés hauria de ser perfecte.

Pas 8: l'electrònica

• Aquí ve la part més important del projecte.
• Per fer funcionar la màquina necessitarem una font d'alimentació de 12v 2 - 2,5 amperes.
• Hem de configurar els controladors Arduino Nano i 2 A4988 al blindatge CNC GRBL v4 de la manera correcta, tal com es mostra a la imatge.
• Si l'alineació és incorrecta i es proporciona subministrament, pot danyar els controladors pas a pas o el microcontrolador.
• Després de l'alineació adequada dels controladors i el Nano, hem de connectar-lo a la font d'alimentació i al PC i provar si l'eix es mou en la direcció respectiva o no.
• En el meu cas, quan vaig provar, l'escut no responia a les meves ordres del programari làser GRBL.
• Després vaig comprovar les connexions del blindatge amb referència al diagrama de circuits que vaig trobar a Internet.

NOTA: hi havia un defecte de fabricació amb el meu escut. Per rectificar, vaig provar el mateix amb l'escut dels meus amics i vaig trobar que ell també tenia el mateix problema. Així que he tornat a soldar els passos de pas i direcció de l'A4988 de l'eix X i de l'eix Y respectivament.

Després de soldar de nou els passos de pas i direccions, vaig poder executar l'eix x i l'eix perfectament

Pas 9: esquema del circuit de commutació làser

• El làser es commuta mitjançant un mosfet de canal n Irfz44.
• El pin digital 11 de l'arduino Nano es connecta a la porta del mosfet mitjançant les resistències mostrades als esquemes.
• El làser funciona amb 5 volts, de manera que s’utilitza un regulador de tensió LM7805 per subministrar el subministrament.

Pas 10: Afegir peus de goma a la base

• Per fer que l’estructura sigui resistent, hem d’afegir uns coixinets de goma.
• Per als coixinets de cautxú estic fent servir una làmina de silicona de 3,5 mm de gruix i tallo quatre coixinets de cautxú circulars de 20 mm de diàmetre.
• Ara necessitem fixar aquests coixinets de goma a la base de la nostra màquina. Per adherir-lo a la base utilitzarem adhesiu de cautxú sintètic FEVIBOND.
• L’adhesiu s’ha d’adherir a les dues superfícies de manera uniforme. Després d'aplicar l'adhesiu, enganxeu el coixinet de goma a la base i deixeu-lo assecar durant almenys 30 minuts.
• No cal afegir aquests coixinets, però ajudarà quan la màquina es col·loca sobre superfícies rugoses.
• A més, això protegirà la base acrílica de les ratllades.

Pas 11: Calibració del motor pas a pas i càlcul de passos / mm

• Per calibrar qualsevol màquina que impliqui motors pas a pas calen alguns càlculs. Aquests càlculs són diferents per a diferents motors pas a pas.
• Per tant, heu de calcular el motor pas a pas.
• Passos / mm = Passos / Revolució * (micro pas de l'A4988)
• Passos / revolució = 360 / angle de pas
• Per als meus motors pas a pas, Steps / Rev = 192
• Per tant, Pas / mm = 192 * 1/16 = 12 Passos / mm.
• Ara aquests valors es poden afegir a la configuració grbl del programari làser grbl.

Pas 12: càrrega de la biblioteca GRBL i configuració del làser GRBL

CARREGANT GRBL AL ARDUINO -

• Per fer funcionar aquesta màquina hem de penjar la biblioteca grbl a l'Arduino.
• Podeu descarregar els fitxers des d’aquest enllaç.
• github.com/grbl/grbl
• Després de descarregar-lo, cal extreure el fitxer.
• Després d’extreure-la, heu de col·locar la carpeta a la següent ubicació - Fitxers de programa-> Arduino-> Biblioteques. Enganxeu-lo en aquesta ubicació.
• Ara obriu l'idea Arduino i connecteu l'Arduino nano i seleccioneu el port correcte. Ara incloeu la biblioteca grbl i pengeu-la a l'Arduino.

CONFIGURACIÓ DEL PROGRAMARI LASERGRBL-

• Obriu el programari LASERGRBL i connecteu l’Arduino al PC.
• Assegureu-vos de seleccionar la velocitat de transmissió correcta 11500.
• Ara subministreu el circuit amb 12 V 2,5 Amperes. Després de donar la font d'alimentació, els dos motors pas a pas han de quedar bloquejats i no han de ser lliures.
• Ara feu clic al botó de connexió.
• Ara feu clic a fitxer> Obre fitxer> Seleccioneu el fitxer que vulgueu gravar> Feu clic a D'acord.
• Ara no podeu configurar la imatge segons les vostres necessitats. En el meu cas, estic utilitzant vectoritzar la imatge i no en faig cap.

Pas 13: Enfocar el làser i començar a gravar

• Ara hem de muntar el làser a l’eix x fent servir una mica de cola calenta.
• Ara hem de mantenir una peça de treball sota el làser a la plataforma y que hem creat anteriorment.
• Ara lentament intentem girar la lent del làser i intentem que sigui un feix més focalitzat.
• Assegureu-vos que el punt del raig làser sigui el més petit possible.
• Un cop el feix del làser estigui prou enfocat per cremar la peça de treball, hauríeu de poder veure una mica de fum que asseguri que la peça de treball ha començat a cremar-se.
• He penjat un vídeo de com fer-ho si no n’esteu segur.
• Un cop fet aquest pas, finalment comencem a gravar el que vulguem.
• Per gravar la primera vegada, utilitzo imatges d’algunes formes geomètriques senzilles que ens mostraran la precisió de la màquina.
• Després de gravar i modificar el sistema a poc a poc, finalment vaig obtenir uns resultats nets i precisos.

Pas 14: materials que es poden gravar

1. Cartró.
2. Taulers durs.
3. MDF.
4. Fusta.
5. Plàstics més febles.

Materials que es poden tallar.

1. Paper.
2. Adhesius de vinil.

Pas 15: gravar vídeos

Aquí teniu uns quants lapses de temps de gravat per a vosaltres.