GRBLシールドとステッピングモータードライバー

公開日: CNC制作

grblシールド

先日、GRBLシールドとステッピングモータードライバーを購入してみました。

BS01+(3Dプリンター)やFABOOL Laser Mini(レーザー加工機)に触れているうちに、自分で一からCNCを作ってみたいなとの思いが沸いてきて、勉強用に購入してみました。

CNCと言うのは、一般的にはCNCフライスのことを言うっぽいですが、広義では3Dプリンターやレーザー加工機なんかもCNCの一種と言う認識。
なので、フライスを作るのはハードルが高そうなので、まずFABOOL Laserを買った時のレーザーヘッドが1つ余っているので、それを使ってレーザー加工機を自作してみようかなと思っています。
もしくは、ペンを持たせてペンプロッターなんかを作るのもいいかな。
まだ、完成させられるかどうかは分かりませんが・・・w

GRBLホームページ

 

GRBLシールド

grblシールド

GRBLと言うのはオープンソースのCNCプログラムのことで、シールドと言うのはArduino用の拡張基板のこと。
シールドの開発はProtoneerと言うところらしい。

Protoneer.co.nz

買ったのはProtoneer公式のものでは無くて、中華製クローンでV3.0のもの。
送料込みで225円でした。

Protoneer公式のシールドの最新版は現在V3.51らしいですが、中華製クローンはV3.0のものしか販売されていません。
これは、安い中華製の安いクローン対策の為に、基板のガーバーデータの公開を中止したためらしい。

 

V3.0とV3.1以降のシールドの大きな違いは、Arduinoのpinの割り当ての違い。
これは、対応するgrblのバージョンの違いでもある。

V3.0のシールドで使えるのはGRBL0.8以前までで、スピンドルはON/OFFのコントロールのみ、
V3.1以降のシールドは、GRBL0.9以上で、スピンドルの回転の可変制御が使える。

ですが、ちょっとした配線の違いだけで、その部分を注意して使えば、最新のGRBLでも古いV3.0のシールドが使える。

と言う訳で、公式のシールドはちょっと高いので、今回はとりあえずV3.0の物を購入。

 

grblシールド

V3.0とV3.1以降のシールドの主な違いは、ArduinoのD11とD12ピンが入れ替わっていると言う所で、これは、シールドで言うとEND STOP Z+/Z-とSpnEnの端子が入れ替わっていることになる。

なので、もともと、END STOP端子は+と-は同一の配線を2個出してるだけなので、Z+/Z-の両方がスピンドル用になる。
で、END STOP Zを取り付けるには、SpinEn端子を2つに分岐させてZ+用Z-用に分岐して取り付ける必要がある。

 

ステッピングモータードライバー

A4988

GRBLシールドは、Pololu社製のモータードライバーを利用するように設計されているので、モータードライバーも購入しました。
これは、A4988搭載で、割とメジャーなドライバー。
RepRapな3Dプリンターなんかでもよく使われていて、これ1つで、バイポーラのステッピングモーターを1つコントロールすることが出来ます。
なので、動かすモーターの数だけ必要になります。

Stepper Motor Drivers – Pololu

ただし、これも、安さにつられて中華製クローンを買いまして、1つ250円程でした。

 

A4988

A4988には電流制限の機能がありますが、その調整には可変抵抗とGND間の電圧(Vref)を計って調整するようです。
また、電流検出用抵抗(Rs)によって、倍率が変わり、計算式は以下の通り。

Vref / (8 * Rs) = 最大電流

電流検出用抵抗 最大電流
0.05Ω Vref * 2.5
0.1Ω Vref * 1.25
0.2Ω Vref * 0.625

私が手に入れたドライバーのボードは、0.1Ωの電流検出用抵抗が使われており、「(可変抵抗-GND間の電圧)×1.25」の数値が電流値になる(はず)。

 

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