DIY levný a robustní laserový rytec: 15 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

V tomto návodu vám ukážu, jak jsem si velmi levně vyrobil vlastní laserový rytec pro kutily. Také většina dílů je buď zachráněna ze starých věcí, nebo jsou velmi levné. Jedná se o velmi zajímavý projekt pro každého milovníka elektroniky. Tento rytec bude díky 250 mW laseru, který budeme používat, schopen gravírovat dřevo, lepenku, vinylové samolepky atd. A také řezat papír.

Pokud vám tyto instruktáže jakýmkoli způsobem pomohou při výrobě vlastního laserového rydla, podělte se se mnou o svůj projekt. to mi udělá více než radost.

Krok 1: Požadované díly/ materiály a nástroje

• 2x - Staré jednotky DVD k záchraně mechanismu krokového motoru.
• 1x - GRBL štít v4 (lze použít i jiné verze).
• Ovladače krokových motorů 2x - A4988.
• 1x - 250 mw 650 nm laser s nastavitelným objektivem (od banggood.com)
• Napájení 12v 2-2,5A.
• Prázdná deska pro výrobu obvodu laserového ovladače.
• Záhlaví mužů a žen.
• 1x - odpor 47 ohmů.
• 1x- odpor 100 kOhm.
• 1x - MOSFET IRFZ44N pro akci přepínání laseru.
• Některé neodymové magnety.
• Akrylový list.
• Šrouby a matice M3.
• Laserové ochranné brýle.
• 1x - Arduino Nano.

POŽADOVANÉ NÁŘADÍ:

• Vrtačka.
• Horká lepicí pistole.
• Pila na řezání akrylu.
• Soubor pro dokončení.
• Stolní svěrák.
• Šroubovák Phillipsova hlava a plochá hlava.
• Páječka.

Krok 2: Zachránit krokový mechasnismus a neodymové magnety

Pro osu x a y jsou vyžadovány dva krokové mechanismy, které lze zachránit ze dvou použitých jednotek DVD. Zachránit krokový mechanismus a neodymové magnety je poměrně snadné. Můžete jej snadno zachránit otevřením ovladače CD pomocí šroubováku s hlavou Philips.

Při záchraně požadovaných součástí z jednotek DVD zajistěte, aby nedošlo k poškození žádných částí souvisejících s projektem.

Pokud nejste obeznámeni s motykou, jak to udělat, zanechám odkaz na video YouTube, které ukazuje, jak zachránit příslušné části.

Krok 3: Vytvoření základny pro stroj

Pro výrobu podkladu používám 4mm průhledný akrylový list. Velikost akrylového listu je přibližně 9 palců x 6,6 palce.

Nyní budeme muset vytvořit náš stojan pro montáž osy y s touto akrylovou základnou.

Ponechejte 1 palec shora a 1,5 palce ze strany a umístěte krokový mechanismus na základnu. Nyní označte příslušné otvory a vyvrtejte je, abyste nahromadili krokový mechanismus osy y.

Tato měření nejsou tak důležitá. můžete využít svůj vlastní prostor podle svých potřeb.

Také jsem tuto základnu vybavil 4 silikonovými gumovými podložkami, takže základna zůstane pevná na zemi nebo kdekoli je umístěna.

Krok 4: Identifikace krokové cívky a zapojení

• Krokové motory DVD jsou bipolární krokové motory skládající se ze dvou cívek a 4 vodičů.
• Potřebujeme identifikovat dráty cívky 1 a 2.
• Pro identifikaci cívky krokového motoru používáme tester spojitosti, který nám ukáže světlo dvou vodičů uvažujících o stejné cívce.
• Podle našeho grbl štítu jsou čtyři mužské hlavičky, jejichž zapojení je následující.

1A 1B 2B 2A

To ukazuje, že 1A a 1B jsou součástí cívky 1 a 2A a 2B jsou součástí druhé cívky

POZNÁMKA - Obrázky pro každý proces jsou uvedeny, takže se na něj důkladně podívejte, což usnadní jeho pochopení

Krok 5: Vytvoření hlavní gravírovací platformy

• Na výrobu plošiny pro gravírování použiji asi 2 mm tenké kousky akrylového plechu o velikosti 40 mm x 22,5 mm.
• Budu používat stromové kusy výše uvedené velikosti, abych mohl vytvořit výšku 6 mm.
• Nyní spojte kusy dohromady jeden po druhém na druhého pomocí horkého lepidla.
• Jakmile je celá věc přilepená, musí být připevněna k základně mechanismu krokového ovladače.
• Tím zajistíte, že mezi mechanismem krokového ovladače a základní platformou, kterou budeme instalovat, je slušný prostor.
• Pro muže

Krok 6: Vytvoření struktury pro osu Y

• Na výrobu stojanu pro osu y a vytvoření prostoru mezi mechanismem a základnou jsem použil čtyři distanční vložky, které jsem vyrobil vyříznutím pera pomocí čepele. Délka kardiostimulátorů, kterou potřebujeme, je cca. 25 mm, což bude stačit k vytvoření dostatečného prostoru mezi základnou a mechanismem.
• Nyní pomocí šroubů m3 je zasuňte zespodu do akrylové základny, jak je znázorněno na obrázku.
• Nyní pomocí některých podložek jak nad, tak pod mechanismem zajistěte krokový mechanismus osy y pomocí matic
• Ujistěte se, že jsou šrouby řádně zajištěny

Krok 7: Vytvoření struktury pro osu X

• Poté, co jsme vytvořili studijní základnu pro osu y, je nyní na řadě síť pro osu X.
• K výrobě konstrukce pro osu X používám plech o tloušťce 1,5 mm. Materiál je nerezová ocel.
• Seženete to levně ze šrotu.
• Můžete také použít jiné materiály, jako jsou hliníkové úhelníky atd., Je jen na vás, jaké zdroje pro vás budou nejlepší.
• Pro výrobu stojanu budeme požadovat dvě ceny z tohoto ocelového plechu o šířce 30 mm. Pomocí skladovatelného měřicího zařízení tedy vyznačíme čáry.
• Poté budeme muset oba ocelové pásy ohnout o 90 ° ve vzdálenosti 80 mm.
• Nyní stačí pouze tyto pásy naříznout a ohnout o 90 °
• K řezání pásů můžete potřebovat nějaké nářadí, abyste měli dílnu, která bude dobrá, jinak můžete využít pomoc někoho, kdo vlastní dílnu.
• Po řezání se ujistěte, že jsou strany ocelového plechu řádně dokončeny, a ujistěte se, že to nikomu neublíží.
• Při ohýbání pásů můžete obrobek zachytit do stolního svěráku a pomocí kladiva jej můžete skutečně ohnout o 90 °
• Pomocí nastaveného čtverce jednoduše zkontrolujte, zda je ohyb přesně 90 °.
• Nesprávný ohyb pouze zvýší vaši práci, takže tento proces by měl být dokonalý.

Krok 8: Elektronika

• Zde přichází nejdůležitější část projektu.
• Pro provoz stroje budeme potřebovat napájecí zdroj 12v 2 - 2,5A.
• Potřebujeme správně nastavit ovladače Arduino Nano a 2 A4988 na CNC GRBL shield v4, jak je znázorněno na obrázku.
• Pokud je zarovnání nesprávné a je poskytnuto napájení, může dojít k poškození krokových ovladačů nebo mikrokontroléru.
• Po správném zarovnání ovladačů a Nano jej musíme připojit k napájecímu zdroji a počítači a vyzkoušet, zda se osa pohybuje v příslušném směru nebo ne.
• V mém případě, když jsem to zkoušel, štít nereagoval na mé příkazy z laserového softwaru GRBL.
• Poté jsem zkontroloval zapojení na štítu s odkazem na schéma zapojení, které jsem našel na internetu.

POZNÁMKA - U mého štítu došlo k výrobní závadě. Abych to napravil, zkusil jsem to samé se štítem mých přátel a zjistil jsem, že i on má stejný problém. Opět jsem tedy připájel krokové a směrové piny A4988 osy X a Y.

Po opětovném pájení kolíků kroku a směru jsem dokázal perfektně spustit osu x a y

Krok 9: Schéma pro laserový spínací obvod

• Laser se přepíná pomocí n -kanálového mosfetu Irfz44.
• Digitální pin 11 arduino Nano je připojen k bráně mosfetu pomocí odporů uvedených ve schématech.
• Laser pracuje s 5 volty, takže k napájení slouží regulátor napětí LM7805.

Krok 10: Přidání gumových nožiček na základnu

• Aby byla konstrukce robustní, musíme přidat gumové podložky.
• Na gumové podložky používám 3,5 mm silnou vrstvu silikonové gumy a stříhám čtyři kruhové gumové podložky o průměru 20 mm.
• Nyní musíme tyto gumové podložky připevnit k základně našeho stroje. K přilnutí k podkladu použijeme lepidlo ze syntetického kaučuku FEVIBOND.
• Lepidlo by mělo být připevněno na oba povrchy rovnoměrně. Po nanesení lepicí tyčinky nalepte gumovou podložku na základnu a nechte ji alespoň 30 minut zaschnout.
• Přidání těchto podložek není nutné, ale pomůže při umístění stroje na drsné povrchy.
• Také to ochrání akrylovou základnu před poškrábáním.

Krok 11: Kalibrace krokového motoru a výpočet kroků/mm

• Ke kalibraci jakéhokoli stroje, který zahrnuje krokové motory, jsou zapotřebí určité výpočty. Tyto výpočty se liší pro různé krokové motory.
• Musíte tedy vypočítat pro svůj krokový motor.
• Kroky/mm = Kroky/revoluce * (mikro krokování a4988)
• Kroky/revoluce = 360/úhel kroku
• U mých krokových motorů, kroky/ otáčky = 192
• Krok/mm = 192 * 1/16 = 12 kroků/mm.
• Nyní lze tyto hodnoty přidat do nastavení grbl softwaru laser grbl.

Krok 12: Nahrání knihovny GRBL a nastavení laserového GRBL

VYKLÁDKA GRBL NA ARDUINO -

• Aby tento stroj běžel, musíme nahrát knihovnu grbl do Arduina.
• Soubory si můžete stáhnout z tohoto odkazu.
• github.com/grbl/grbl
• Po stažení musíte soubor extrahovat.
• Po rozbalení musíte složku umístit do následujícího umístění-Programové soubory-> Arduino-> Knihovny. Vložte jej na toto místo.
• Nyní otevřete Arduino ide a připojte Arduino nano a vyberte správný port. Nyní zahrňte knihovnu grbl a nahrajte ji do Arduina.

NASTAVENÍ SOFTWARU LASERGRBL-

• Otevřete software LASERGRBL a připojte Arduino k počítači.
• Ujistěte se, že jste vybrali správnou přenosovou rychlost 11500.
• Nyní napájejte obvod 12 V 2,5 A. Po připojení napájení by měly být oba krokové motory zablokovány a neměly by být volné.
• Nyní klikněte na tlačítko připojit.
• Nyní klikněte na soubor> Otevřít soubor> Vyberte soubor, který chcete gravírovat> Klikněte na OK.
• Nyní můžete obrázek nastavit podle svých potřeb. V mém případě používám vektorizaci obrazu a nepoužívám žádnou výplň.

Krok 13: Zaostření laseru a zahájení gravírování

• Nyní musíme laser namontovat na osu x pomocí horkého lepidla.
• Nyní musíme udržet obrobek pod laserem na platformě y, kterou jsme vytvořili dříve.
• Nyní se pomalu pokoušíme otáčet čočkou laseru a snažíme se z něj udělat více zaostřený paprsek.
• Ujistěte se, že bod laserového paprsku by měl být co nejmenší.
• Jakmile je paprsek laseru dostatečně zaostřen na spálení obrobku, měli byste vidět kouř, který zajišťuje, že obrobek začal hořet.
• Nahrál jsem video, jak to udělat, pokud si nejste jisti.
• Jakmile je tento krok hotov, začneme konečně gravírovat, co chceme.
• Pro první gravírování používám obrázky některých jednoduchých geometrických tvarů, které nám ukážou přesnost stroje.
• Po dalším rytí a vylepšení systému postupně jsem konečně získal čisté a přesné výsledky.

Krok 14: Materiály, které lze gravírovat

1. Lepenka.
2. Sololit.
3. MDF.
4. Dřevo.
5. Slabší plasty.

Materiály, které lze řezat.

1. Papír.
2. Vinylové samolepky.

Krok 15: Gravírování videí

Zde je pro vás několik časosběrů gravírování videa!