Плата расширения ЧПУ Arduino UNO CNC Shield v3.0

Платы расширения ЧПУ для Arduino UNO CNC Shield версии 3.0 используют, когда создают на базе контроллеров Arduino UNO (или других с аналогичным типоразмером) станки с ЧПУ, 3D-принтеры, фрезерные или гравировальные машины и т.д. При работе платы расширения CNC Shield версии 3.0 с Arduino UNO и драйвером двигателя используют программное обеспечение Arduino GRBL. Это ПО применяет G-коды для обмена данными с «железом».
Перед тем, как использовать CNC Shield v3.0, установите на ПК специализированное ПО Arduino GRBL.
Затем подготовьте к работе саму CNC Shield v3.0. Придётся воспользоваться джамперами (их нет в комплекте поставки). У CNC Shield v3.0 присутствуют 4 слота, у каждого 16 контактов, к ним подключают 4 драйвера двигателей. Чтобы подсоединить 4 шаговых двигателя, воспользуйтесь колодками, которые находятся рядом со слотами. На колодках имеются 4 контакта: STEP, GND, DIR и VCC. Все слоты, куда подключают драйверы двигателей, оборудованы колодками с 6 пинами, которые управляют шагом двигателей. Возможно объединение пинов в пары. Пары пинов обозначены как M0, M1 и M2.
Каждый из четырёх слотов CNC Shield ver. 3.0 под драйверы двигателей несёт ответственность за собственную ось. Жёлтые слоты распоряжаются осями X, Y и Z, а слот красного цвета – осью А. Текстолит платы оснащён соответствующими пиктограммами, помогающими идентифицировать оси.
Ось А может выступать в роли дубликата оси X, Y или Z – тогда на неё ставится дополнительный двигатель – или же её используют в роли независимой дополнительной оси. Иногда ось А передаёт сигнал в экструдер (если речь идёт об использовании с 3D-принтером), запускает работу шпинделя и т.д. Дублирование оси X, Y или Z настраивают с помощью колодок контактов платы CNC Shield ver. 3.0, обозначенных как X, Y, Z, D12 и D13. Чтобы дублировать оси, нужна установка джамперов на соответствующие колодки.
Колодку D12 замыкают, чтобы управлять шагом, а колодку D13 замыкают, чтобы выбирать направление вращения.
Имеющееся в наличии нынче ПО GRBL не позволяет запустить ось А, но эту задачу возможно реализовать, воспользовавшись CNC Shield v3.0.
Плата CNC Shield v3.0 оснащена контактами, к которым подключают аварийные кнопки, останавливающие весь процесс или отдельную ось, кнопки для паузы и продолжения, для возврата к исходной позиции, кнопки, включающие шпиндель и меняющие его направление, а также запускающие охлаждение.
Перечень кнопок:
    E-STOP – аварийная остановка процесса;
    Abort – возврат к исходной позиции;
    Hold – кнопка паузы;
    Resume – запуск продолжения;
    X+ X- Y+ Y- Z+ Z- – аварийная остановка оси X, Y или Z;
    SpnEn – включает шпиндель;
    SpnDir – определяет направление шпинделя;
    CoolEn – включает охлаждение.

Плата CNC Shield v3.0 оборудована контактами, к которым подключают концевые датчики. Эти датчики предотвращают удары двигателей о стенки корпусов станков или 3D-принтеров.
Расширить возможности CNC Shield v3.0 позволяют интерфейсы связи I2C и UART, имеющиеся на плате:
    - список контактов I2C: SDA, SCL, RST и GND;
    - список контактов UART: TX, RX, 3V3 и 5V.
Кроме того, плата CNC Shield v3.0 оснащена кнопкой RST, которая сбрасывает параметры и производит перезагрузку.
После того, как Вы настроите и подготовите CNC Shield v3.0, к нему следует подсоединить контроллер Arduino UNO (или другой совместимый) и драйвера двигателей. Осуществляя подключение, ошибиться сложно, поскольку все типоразмеры стандартные.
После этого Arduino UNO подключают к ПК и синхронизируют с ПО. Затем подводят питание на силовую часть CNC Shield v3.0. Корпус платы оборудован 2 клеммами-зажимами для этого. Силовая часть требует питание с напряжением от 12 до 36 В. Точный показатель напряжения питания подбирается с учётом драйверов двигателей. Некоторые драйвера несовместимы с высокими показателями напряжения питания и выходят из строя при его подаче.
Совместимы с CNC Shield v3.0 такие драйвера двигателей, как DRV8825, A4988 и другие похожие.
Потом следует подключение шаговых двигателей и осуществление пробного запуска. Настройте оптимальное напряжение на каждой контрольной точке драйвера двигателя с помощью мультиметра и отвёртки. При настройке двигатель обязан быть включенным. Напряжение настраивается путём установки щупов мультиметра на соответствующие точки.
Напряжение между точками должно согласовываться с формулой V=I х 0,4 (номинальный ток двигателя умножаем на 0,4 – получаем напряжение). Чтобы выставить напряжение, настраивают потенциометры драйверов двигателей. Настройка производится для всех осей по отдельности.

Характеристики:

наименование модели: CNC Shield v3.0;
типоразмер под Arduino UNO и прочие совместимые;
4 оси: X, Y, Z и A;
показатель напряжения питания для логической части: 5 В;
показатель напряжения питания для силовой части: от 12 до 36 В;
совместима с драйверами двигателей: DRV8825, A4988 и другими похожими;
с другими устройствами связывается через: I2C и UART;
использует программу: Arduino GRBL;
габариты: 6,5 х 5,5 х 2 см;
вес платы: 32 г.