Arduino सीएनसी प्लॉटर (ड्राइंग मशीन): 10 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

हे लोगों! मुझे आशा है कि आपने पहले से ही मेरे पिछले निर्देश "अपना खुद का Arduino प्रशिक्षण मंच कैसे बनाएं" का आनंद लिया है और आप एक नए के लिए तैयार हैं, हमेशा की तरह मैंने इस तरह के सुपर अद्भुत कम लागत वाले इलेक्ट्रॉनिक प्रोजेक्ट बनाते समय आपको कदम से मार्गदर्शन करने के लिए यह ट्यूटोरियल बनाया है। जो "सीएनसी प्लॉटर मशीन" है जिसे "सीएनसी ड्राइंग" या सिर्फ "अरुडिनो सीएनसी मशीन" के रूप में भी जाना जाता है। ^_^

मुझे वेब पर बहुत सारे ट्यूटोरियल मिले जो बताते हैं कि सीएनसी प्लॉटर कैसे बनाया जाता है, लेकिन जानकारी की कमी के साथ ऐसी मशीन बनाना थोड़ा मुश्किल था, यही कारण है कि मैंने इस निर्देश को शुरू करने का फैसला किया है जहां मैं आपको दिखाऊंगा विवरण में कैसे आसानी से अपनी खुद की ड्राइंग मशीन बना सकते हैं।

अनुकूलित पीसीबी प्राप्त करने के बाद विशेष रूप से बनाने के लिए यह परियोजना इतनी आसान है कि हमने जेएलसीपीसीबी से आदेश दिया है

हमारी मशीन की उपस्थिति में सुधार करने के लिए और इस गाइड में पर्याप्त दस्तावेज और कोड भी हैं जिससे आप आसानी से अपनी मशीन बना सकते हैं। हमने इस परियोजना को केवल 5 दिनों में बनाया है, सभी आवश्यक भागों को प्राप्त करने के लिए केवल तीन दिनों में और हार्डवेयर बनाने और इकट्ठा करने के लिए, फिर कोड तैयार करने और कुछ समायोजन शुरू करने के लिए 2 दिन। शुरू करने से पहले आइए पहले देखें

आप इस निर्देश से क्या सीखेंगे:

1. अपने प्रोजेक्ट की कार्यक्षमता के आधार पर उसके लिए सही हार्डवेयर चयन करना
2. सभी चुने हुए घटकों को जोड़ने के लिए सर्किट आरेख तैयार करें
3. सभी परियोजना भागों (मैकेनिकल और इलेक्ट्रॉनिक असेंबली) को इकट्ठा करें
4. मशीन संतुलन की स्केलिंग
5. सिस्टम में हेरफेर करना शुरू करें

चरण 1: प्लॉटर मशीन क्या है

चूंकि मैंने इसे शुरुआती लोगों के लिए निर्देश योग्य बनाया है, इसलिए मुझे पहले विवरण में समझाना चाहिए कि ड्राइंग मशीन क्या है और यह कैसे काम करती है!

जैसा कि विकिपीडिया में परिभाषित किया गया है, सीएनसी कंप्यूटर संख्यात्मक नियंत्रण के लिए खड़ा है, एक मशीन जो कंप्यूटर नियंत्रित संरचना है जो कंप्यूटर से भेजे गए सीरियल पोर्ट के माध्यम से निर्देश प्राप्त करती है और प्राप्त निर्देशों के आधार पर अपने एक्ट्यूएटर को स्थानांतरित करती है। इनमें से अधिकांश मशीनें स्टेपर मोटर आधारित मशीनें हैं जिनमें थीम अक्ष में स्टेपर मोटर्स शामिल हैं।

"अक्ष" का उल्लेख करने के लिए एक और शब्द, हां, प्रत्येक सीएनसी मशीन में अक्ष की एक परिभाषित संख्या होती है जिसे कंप्यूटर प्रोग्राम द्वारा नियंत्रित किया जाएगा।

हमारे मामले में हमने जो सीएनसी प्लॉटर बनाया है वह एक डबल अक्ष मशीन है "चित्र 1 में विवरण" जिसकी धुरी में एक छोटा स्टेपर मोटर है "चित्र 2 में स्टेपर" ये स्टेपर एक सक्रिय ट्रे को स्थानांतरित करेंगे और इसे डबल अक्ष में ले जाएंगे एक ड्राइंग पेन का उपयोग करके ड्राइंग डिजाइन बनाने की योजना बनाएं। हमारी संरचना में तीसरे इंजन का उपयोग करके पेन को पकड़कर छोड़ा जाएगा जो एक सर्वो मोटर होगा।

चरण 2: स्टेपर मोटर मुख्य एक्ट्यूएटर है

स्टेपर मोटर या स्टेप मोटर या स्टेपिंग मोटर एक ब्रशलेस डीसी इलेक्ट्रिक मोटर है जो एक पूर्ण रोटेशन को कई समान चरणों में विभाजित करती है। तब मोटर की स्थिति को फीडबैक (एक ओपन-लूप कंट्रोलर) के लिए किसी भी स्थिति सेंसर के बिना इन चरणों में से किसी एक पर स्थानांतरित करने और पकड़ने के लिए आदेश दिया जा सकता है, जब तक कि टोक़ और गति के संबंध में मोटर सावधानी से आवेदन के लिए आकार में हो। पहली कविता, हमारे प्रोजेक्ट के लिए स्टेपर मोटर्स कहाँ से प्राप्त करें, यह आसान है, बस एक पुराने डीवीडी रीडर को पकड़ें जैसे कि ऊपर चित्र 1 में है, मेरे पास 2 डॉलर में दो हैं, जो आपको करने की आवश्यकता है उसे निकालने के लिए इसे अलग करना है स्टेपर मोटर और उसका समर्थन, जैसा कि चित्र 3 दिखाता है, हमें उनमें से दो की आवश्यकता होगी।

एक बार जब आप अपने मोटर्स को डीवीडी रीडर से प्राप्त कर लेते हैं, तो आपको मोटर कॉइल के सिरों की पहचान करके उन्हें उपयोग के लिए तैयार करना चाहिए। प्रत्येक स्टेपर मोटर में दो कॉइल होते हैं और एक मल्टीमीटर का उपयोग करके आप "शो पिक्चर 5" के रूप में मोटर पिन कनेक्टर के बीच प्रतिरोध को मापकर कॉइल के सिरों की पहचान कर सकते हैं और प्रत्येक कॉइल के लिए इसे लगभग 10Ohm मापा जाना चाहिए। मोटर कॉइल की पहचान करने के बाद उनके माध्यम से मोटर को नियंत्रित करने के लिए कुछ तारों को मिलाप करें "चित्र 6 देखें"

चरण 3: सर्किट आरेख

हमारी मशीन का दिल एक आर्डिनो नैनो देव बोर्ड है जो कंप्यूटर से प्राप्त निर्देश के आधार पर प्रत्येक एक्ट्यूएटर की गति को नियंत्रित करेगा, इन स्टेपर मोटर्स को नियंत्रित करने के लिए हमें प्रत्येक एक्ट्यूएटर की गति और दिशा को नियंत्रित करने के लिए एक स्टेपर मोटर ड्राइवर की आवश्यकता होती है।.

हमारे मामले में हम एक L293D H ब्रिज मोटर ड्राइवर "चित्र 3 देखें" का उपयोग करेंगे, जो अपने इनपुट के माध्यम से arduino से भेजे गए मोटर कमांड को प्राप्त करेगा और इसके आउटपुट का उपयोग करके स्टेपर मोटर्स को नियंत्रित करेगा।

हमारे Arduino बोर्ड के साथ सभी आवश्यक भागों को एक साथ जोड़ने के लिए मैंने सर्किट आरेख बनाया है जो चित्र 1 दिखाता है जहां आपको स्टेपर मोटर्स और सर्वो मोटर दोनों के लिए समान कनेक्शन का पालन करना चाहिए।

चित्र 2 एक योजनाबद्ध सर्किट आरेख के माध्यम से विवरण में समझाता है और यह कैसे Arduino और अन्य घटकों के बीच लिंक होना चाहिए, निश्चित रूप से आप अपनी आवश्यकताओं के आधार पर इन लिंक को समायोजित कर सकते हैं।

चरण 4: पीसीबी बनाना (JLCPCB द्वारा निर्मित)

जेएलसीपीसीबी के बारे में

JLCPCB (शेन्ज़ेन JIALICHUANG इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी विकास कं, लिमिटेड), चीन में सबसे बड़ा पीसीबी प्रोटोटाइप उद्यम है और एक उच्च तकनीक निर्माता है जो त्वरित पीसीबी प्रोटोटाइप और छोटे-बैच पीसीबी उत्पादन में विशेषज्ञता रखता है। पीसीबी निर्माण में 10 से अधिक वर्षों के अनुभव के साथ, जेएलसीपीसीबी के पास देश और विदेश में 200,000 से अधिक ग्राहक हैं, जिसमें पीसीबी प्रोटोटाइप के 8,000 से अधिक ऑनलाइन ऑर्डर और प्रति दिन कम मात्रा में पीसीबी उत्पादन होता है। वार्षिक उत्पादन क्षमता 200,000 वर्गमीटर है। 1-लेयर, 2-लेयर या मल्टी-लेयर पीसीबी के विभिन्न के लिए। जेएलसी एक पेशेवर पीसीबी निर्माता है जो बड़े पैमाने पर, अच्छी तरह से उपकरण, सख्त प्रबंधन और बेहतर गुणवत्ता का है।

बात कर रहे इलेक्ट्रॉनिक्स

सर्किट आरेख बनाने के बाद मैंने इसे "चित्र 5, 6, 7, 8 देखें" का उत्पादन करने के लिए एक पीसीबी डिजाइन में बदल दिया, पीसीबी का उत्पादन करने के लिए, मैंने जेएलसीपीसीबी को सर्वश्रेष्ठ पीसीबी आपूर्तिकर्ताओं और सबसे सस्ते पीसीबी प्रदाताओं को ऑर्डर करने के लिए चुना है। सर्किट। उनके साथ विश्वसनीय मंच के साथ मुझे जो कुछ करने की ज़रूरत है वह है जेरबर फ़ाइल अपलोड करने के लिए कुछ सरल क्लिक और पीसीबी मोटाई रंग और मात्रा जैसे कुछ पैरामीटर सेट करना, फिर मैंने केवल पांच दिनों के बाद अपना पीसीबी प्राप्त करने के लिए केवल 2 डॉलर का भुगतान किया है। जैसा कि यह संबंधित योजना के "चित्र 1, 2, 3, 4" दिखाता है।

संबंधित डाउनलोड फ़ाइलें

आप यहां से सर्किट (पीडीएफ) फाइल प्राप्त कर सकते हैं। जैसा कि आप ऊपर की तस्वीरों में देख सकते हैं कि पीसीबी बहुत अच्छी तरह से निर्मित है और मुझे वही पीसीबी डिज़ाइन मिला है जो हमने अपने मुख्य बोर्ड के लिए बनाया है और सोल्डरिंग चरणों के दौरान मेरा मार्गदर्शन करने के लिए सभी लेबल और लोगो हैं। यदि आप उसी सर्किट डिज़ाइन के लिए ऑर्डर देना चाहते हैं तो आप इस सर्किट के लिए Gerber फ़ाइल यहां से भी डाउनलोड कर सकते हैं।

चरण 5: अपनी मशीन के लिए एक समर्थन डिज़ाइन करें

हमारी मशीन के लिए एक बेहतर उपस्थिति लाने के लिए मैंने सॉलिडवर्क्स सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके इन तीन भागों "चित्र 1 देखें" को डिज़ाइन करने का निर्णय लिया, ये भाग हमें डीवीडी पाठकों को एक साथ इकट्ठा करने में मदद करेंगे, मुझे इन भागों की डीएक्सएफ फाइलें मिली हैं और साथ में फैबलैब ट्यूनीशिया में अपने दोस्तों की मदद से मुझे सीएनसी लेजर कटिंग मशीन का उपयोग करके डिज़ाइन किए गए हिस्से मिले हैं, हमने इन भागों का उत्पादन करने के लिए 5 मिमी एमडीएफ लकड़ी की सामग्री का उपयोग किया है। फिर भी एक और डिज़ाइन जो ड्राइंग पेन होल्डर है, मैंने इसे 3D प्रिंटिंग प्रक्रिया के माध्यम से प्राप्त किया है। और आप नीचे दिए गए लिंक से सभी संबंधित फाइलों को डाउनलोड कर सकते हैं।

चरण 6: सामग्री

अब आइए उन आवश्यक घटकों की समीक्षा करें जिनकी हमें इस परियोजना के लिए आवश्यकता है, मैं एक Arduino नैनो का उपयोग कर रहा हूं जैसा कि ऊपर बताया गया है, यह हमारी मशीन का दिल होगा। इस परियोजना में दो स्टेपर मोटर्स भी शामिल हैं जिनमें ड्राइवर आईसी और एक सर्वो मोटर शामिल हैं। आपको उपयुक्त वस्तुओं के लिए कुछ अनुशंसित अमेज़ॅन लिंक मिलेंगे

इस तरह की परियोजनाओं को बनाने के लिए हमें आवश्यकता होगी:

• पीसीबी जिसे हमने JLCPCB से मंगवाया है
• एक Arduino नैनो:
• 2 x L293D H ब्रिज ड्राइवर:
• 2 x IC सॉकेट DIP 16 पिन:
• 1 एक्स आईसी सॉकेट डीआईपी:
• एसआईएल और स्क्रू हेडर कनेक्टर:
• 1 एक्स सर्वो मोटर SG90:
• 2 एक्स डीवीडी रीडर:
• 3डी प्रिंटेड पार्ट्स
• लेजर कटे हुए हिस्से
• विधानसभा के लिए कुछ पेंच
• वह पेन जो हमें जेएलसीपीसीबी या किसी अन्य ड्राइंग पेन से उपहार के रूप में मिला है

चरण 7: इलेक्ट्रॉनिक असेंबली और टेस्ट

अब हम सभी इलेक्ट्रॉनिक घटकों की सोल्डरिंग असेंबली की ओर बढ़ते हैं। हमेशा की तरह आपको शीर्ष रेशम परत पर प्रत्येक घटक का एक लेबल मिलेगा जो बोर्ड पर इसके स्थान को दर्शाता है और इस तरह आप 100% सुनिश्चित होंगे कि आप कोई सोल्डरिंग गलती नहीं करेंगे।

कुछ परीक्षण करें

इलेक्ट्रॉनिक घटकों को टांका लगाने के बाद "चित्र 1 देखें", मैंने डीवीडी रीडर को एक्स अक्ष प्लेट में पेंच किया और मैंने मुख्य बोर्ड के लिए भी ऐसा ही किया, क्योंकि मैंने उनमें मोटर के तारों को स्क्रू हेडर में रखा था ताकि स्टेपर मोटर परीक्षण का उपयोग करके एक साधारण परीक्षण किया जा सके। कोड "चित्र 2 देखें"। जैसा कि आप देखते हैं कि स्टेपर ठीक चलता है और हम सही रास्ते पर हैं।

/******** *************************************************** *************************************************** ********* - लेखक: बेलखिर मोहम्मद* *- पेशा: (विद्युत इंजिनियर) मेगा दास मालिक* *-मुख्य उद्देश्य:औद्योगिक अनुप्रयोग* *- कॉपीराइट (सी) धारक: सर्वाधिकार सुरक्षित* * - लाइसेंस: बीएसडी 2-क्लॉज लाइसेंस * * - दिनांक: 2017-04-20 * * ******* *************************************************** *************************************************** ***********************//** ********************************* ध्यान दें **************** *********///// संशोधन के साथ या बिना स्रोत और बाइनरी रूपों में पुनर्वितरण और उपयोग की अनुमति है, बशर्ते कि निम्नलिखित शर्तें पूरी हों:

// * स्रोत कोड के पुनर्वितरण को उपरोक्त कॉपीराइट नोटिस को बरकरार रखना चाहिए, यह

// शर्तों की सूची और निम्नलिखित अस्वीकरण।

// * बाइनरी फॉर्म में पुनर्वितरण को उपरोक्त कॉपीराइट नोटिस को पुन: प्रस्तुत करना होगा, // शर्तों की यह सूची और दस्तावेज़ीकरण में निम्नलिखित अस्वीकरण // और/या वितरण के साथ प्रदान की गई अन्य सामग्री।

// यह सॉफ़्टवेयर कॉपीराइट धारकों और योगदानकर्ताओं द्वारा प्रदान किया जाता है "जैसा है"

// और किसी भी स्पष्ट या निहित वारंटी, जिसमें शामिल हैं, लेकिन इन तक सीमित नहीं हैं, // किसी विशेष उद्देश्य के लिए व्यापारिकता और उपयुक्तता की निहित वारंटी अस्वीकृत हैं

/*

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*/

#include // स्टेपर मोटर लाइब्रेरी कॉन्स्ट इंट स्टेपपेररोटेशन = 20 शामिल करें; // बारी-बारी से चरणों की संख्या। सीडी/डीवीडी के लिए मानक मान // एक्स अक्ष स्टेपर मोटर पिन स्टेपर myStepperX (स्टेपपेररोटेशन, 8, 9, 10, 11) को इंगित करें; शून्य सेटअप () { myStepperX.setSpeed (100); // स्टेपर मोटर स्पीड myStepperX.step (100); देरी (1000); myStepperX.step(-100); देरी (1000); } शून्य लूप () {}

चरण 8: यांत्रिक भागों की विधानसभा

हम दूसरी स्टेपर मोटर को वाई अक्ष प्लेट "चित्र 1 देखें" पर पेंच करके हमारी संरचना की असेंबली जारी रखते हैं। एक बार Y अक्ष तैयार करने के बाद आपके पास डबल अक्ष योजना बनाने के लिए दोनों अक्ष तैयार होंगे, जिसके बारे में हमने पहले चरण "चित्र 2 देखें" में बात की थी। आपको केवल दो अक्षों को 90° "चित्र 3 देखें" में रखने की आवश्यकता है।

पेन होल्डर बनाना

हम 3डी प्रिंटेड पेन होल्डर को पकड़ने के लिए स्प्रिंग में एक छोटा कुल्हाड़ी रखकर पेन होल्डर तैयार करते हैं और फिर हम सर्वो मोटर को उसके प्लेसमेंट पर स्क्रू करते हैं "चित्र 4 देखें", पेन होल्डर तैयार है इसलिए हम इसे गाड़ी की गाड़ी से चिपका देते हैं Y अक्ष कुछ गर्म गोंद या किसी अन्य साधन का उपयोग करके इसे स्टेपर मोटर चरणों के बाद Y अक्ष पर स्लाइड करने में सक्षम बनाता है "चित्र 5 देखें", फिर हम अपनी सक्रिय प्लेट को X अक्ष की गाड़ी से चिपकाते हैं "चित्र 6 देखें", और हम बोर्ड पर कनेक्टर्स के लिए इंजन के तारों को खराब करने के साथ समाप्त करते हैं। कुछ व्यवस्था के बाद, हमारे पास 'चित्र 7 देखें' क्रिया के लिए हमारा यांत्रिक डिज़ाइन तैयार है।

चरण 9: सॉफ्टवेयर भाग

सॉफ्टवेयर भाग में चलते हुए, हम मशीन को चालू करने के लिए तीन सॉफ्टवेयर्स को मिलाएंगे, मैंने पहली तस्वीर में एक संक्षिप्त विवरण दिया है, हम इंकस्केप सॉफ्टवेयर का उपयोग करके अपना डिज़ाइन बनाएंगे जो हमारी मशीन के लिए आवश्यक gcode फ़ाइल का उत्पादन करता है और इसके लिए निश्चित रूप से gcode निर्देशों को समझने के लिए मशीन का अपना कोड होना चाहिए जिसे हम Arduino IDE सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके अपलोड करेंगे, अंतिम भाग यह है कि मशीन के कोड को gcode फ़ाइल से कैसे लिंक किया जाए, यह प्रोसेसिंग सॉफ़्टवेयर द्वारा किया जाता है।

पहला कदम arduino बोर्ड स्केच अपलोड कर रहा है जिसे आप नीचे दिए गए लिंक से डाउनलोड कर सकते हैं और अपने shcematic के अनुसार स्टेपर मोटर्स पिन को अपडेट करना न भूलें।

नोट: यदि आप हमारे जैसे ही योजनाबद्ध का उपयोग कर रहे हैं तो कोड ठीक काम करेगा और इसमें कुछ भी बदलने की आवश्यकता नहीं है।

Gcode 'Inkscape' तैयार करना

फिर हम इंकस्केप में जाते हैं और हम कुछ मापदंडों को समायोजित करते हैं 'चित्र 1 देखें' जैसे पेपर फ्रेम और इकाइयां 'चित्र 2 देखें', हम अपना डिज़ाइन तैयार करते हैं और इसे मेकरबैट यूनिकॉन प्रारूप पर सहेजते हैं 'चित्र 5, 6 देखें', यदि यह प्रारूप है आपके इंकस्केप संस्करण पर उपलब्ध नहीं है, आप इसे रखने के लिए एक ऐड-ऑन रख सकते हैं, एक बार जब आप (सहेजें) पर क्लिक करते हैं तो जीकोड फ़ाइल पैरामीटर समायोजन के लिए एक नई विंडो दिखाई देगी, आपको जो कुछ भी करना है वह हमारे जैसा ही समायोजन का पालन करना है और सब कुछ ठीक हो जाएगा बस 'चित्र 7, 8, 9' का पालन करें, फिर आप इन मापदंडों को इस तरह से सेट करते हैं, और आपके पास आपकी gCode फ़ाइल है।

नोट: यदि आप संस्करण 0.48.5 से अधिक इंकस्केप संस्करण का उपयोग कर रहे हैं, तो आप आवश्यक प्रारूप के तहत Gcode फ़ाइल को सहेज नहीं सकते हैं

मशीन को Gcode फ़ाइल 'प्रोसेसिंग 3' से लिंक करना

प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर की ओर बढ़ते हुए, यह थोड़ा सा Arduino IDE 'चित्र 10 देखें' जैसा है, इसलिए आपको 'सीएनसी प्रोग्राम' फ़ाइल खोलनी चाहिए जिसे आप नीचे दिए गए लिंक से डाउनलोड कर सकते हैं और बस इसे 'चित्र 11 देखें' चला सकते हैं, एक दूसरी विंडो दिखाई देगा, आपको मशीन के COM पोर्ट का चयन करने के लिए कीबोर्ड में बाद वाले p को दबाने की जरूरत है 'चित्र 12 देखें', और वांछित gcode फ़ाइल का चयन करने के लिए बाद वाले g को दबाएं, एक बार जब आप इसे चुनते हैं तो मशीन सीधे ड्राइंग शुरू कर देगी।

चरण 10: परीक्षण और परिणाम

और यहां हम कुछ परीक्षण के लिए समय हैं, एक बार जीकोड फ़ाइल अपलोड करने के बाद मशीन ड्राइंग शुरू कर देती है और मुझे वास्तव में एलईडी झिलमिलाहट पसंद है जो प्रत्येक स्टेपर मोटर को भेजे गए अनुक्रमों को दिखाता है।

डिजाइन बहुत अच्छी तरह से किए गए हैं, और आप लोग देख सकते हैं कि यह परियोजना अद्भुत है और साथ ही बनाने में आसान है, हमारे पिछले प्रोजेक्ट को देखना न भूलें जो "अपना खुद का arduino प्रशिक्षण मंच कैसे बनाएं" है। और अधिक भयानक वीडियो के लिए हमारे YouTube चैनल को सब्सक्राइब करें।

एक आखिरी बात, सुनिश्चित करें कि आप हर रोज इलेक्ट्रॉनिक्स कर रहे हैं

यह मेगा दास से बीईई एमबी था अगली बार मिलते हैं