3Д принтер на ардуино мега

Всех приветствую.
Поступило предложение написать что надо для 3д принтера. Так как я не собирал еще 3д принтер, а надстроил ЧПУ фрезер, то напишу что потребовалось мне. Потом буду дописывать по мере постройки 3д принтера.
И так первое, это плата Arduino Mega 2560 r3 + USB кабель к ней, обычно они продаются вместе.

2. Плата расширения RAMPS 1.4. Она одевается сверху ардуины и служит для подключения всего, что надо для 3д принтера.

Вместе с ними нужны еще драйверы 5 штук, так то и 4 хватит, но для будущего расширения, да и в запас берем 5. Драйверов разных много, но два самые распространенные, это A4988 и DVR8825. Я купил вторые.
Для драйверов нужны радиаторы, обычно они идут в комплекте.

3. Блок питания, я взял обычный от компа.

4. На всю эту конструкцию надо поставить вентилятор, чтобы охлаждать драйвера. Говорят и так все работает, но когда отключится мотор во время печати, не очень хорошо.

5. Шаговые двигатели. Обычно используют Nema 17, их много видов, отличаются током. У меня используются 1,7 ампера. Драйвера на 2,2 ампера, так сказать с запасом. Моторов надо, один на подачу филамента (пластика) и 3 или 4 на управление осями XYZ.

6. Из электрики еще нужны концевики. У меня стоят на станке механические, но бывают оптические и магнитные. Их надо минимум 3 штуки.

7. Если печатать АБС пластиком, то нужен подогреваемый стол + термистор. ПЛА пластиком можно печатать без подогрева стола. Чтобы стол был ровный, применяют стекло или зеркало, ставят каленые и боросиликатные и экзотические и матовые. Я поставил обыкновенное оконное 4 мм толщиной. Чтобы не перегревать транзистор, для включения стола желательно поставить реле на 12 вольт ампер на 40, обыкновенное автомобильное.

8. Из электрики еще потребуются штекера и провода, можно купить комплект. Мне проще самому спаять.

Еще нужен нагреватель хотенда и термистор для его контроля, но это обычно идет в сборе с хотендом.

9. Подошли к самому хотенду, я покупал комплект для сборки. У меня хотенд и мотор для подачи пластика разнесены, но бывают одним блоком. Если они разнесены, то нужна тефлоновая трубочка для их соединения.
Еще желательно купить комплект сопел к хотенду. Я использую пока 0.4 мм. И самое главное, при покупке указать под какую толщину филамента нужен хотенд. Они бывают 1.75 мм и около 3 мм. Я использую филамент 1.75.

10. Боуден. Я покупал комплект для сборки, но бывают уже собраны и с мотором. Соответственно боудены тоже делают под разный филамент, 1.75 и 3.

В принципе это все что нужно из электрики. Соответственно еще нужна кинематика, это уже на свое усмотрение. Я буду комбинировать из разных, ища самое лучшее, так как любая схема имеет недостатки. Я возьму самое лучшее на мой взгляд решение. Как это будет, опишу в следующих записях.

Ссылки сказали что нельзя, все это есть в наших интернет магазинах, но дороже китайских раз в 5. Есть уже готовые комплекты. Искать лучше, если набрать Arduino Mega 2560 r3 + RAMPS 1.4.

Совсем забыл, со всем этим идет еще дисплей. Если его докупить, то принтер становится автономным. На экране есть слот для карты памяти.

3D принтер нашел применение во многих областях. Его используют как в промышленности, так и в домашних условиях. Но приобрести готовое оборудование иногда не по карману, поэтому тем, кто желают его получить, остается решиться на самостоятельное изготовление 3D принтера.

В связи с этим возникла необходимость в наборах для 3d принтера Arduino. Их популярность обуславливается низкими ценами на электронику и приемлемым уровнем производительности собранного процессора. Arduino — это марка аппаратно-программных инструментов для изготовления автоматических систем роботизированной техники. Продукция этого бренда предназначена для непрофессионалов.

Стандартный набор состоит из IDE (программной оболочки) и аппаратной части. Последняя представляет собой комплекс смонтированных печатных плат, причем реализовывать их может как сторонний, так и официальный производитель. Отмечают открытость архитектуры системы, что предопределяет постоянное дополнение и беспроблемное копирование разработанной продукции.

О чём пойдет речь:

Составляющие части

Платы Arduino сконструированы из:

микроконтроллера – он представляет собой микросхему, предназначенную для микропроцессора и периферийных устройств;
электрических выводов – они распределены по плате и классифицируются на аналоговые (характеризуются наличием диапазона между 1 и 0) и цифровые (имеют только два значения 1 и 0).

Подобное устройство делает платы универсальным ядром системы, в которую они включены. IDE – это язык программирования, разработанный специально для Arduino.

Как собрать 3D принтер Arduino своими руками

Изготовить 3d принтер своими руками вполне реально, для этого необходимо следовать инструкции, прилагаемой к набору Arduino. Также можно руководствоваться рекомендациями профессионалов и методическими пособиями.

Принтер для 3D печати состоит из таких частей:

корпус;
контроллеры;
направляющие;
блок питания;
шаговые двигатели;
экструдер.

Первым шагом является постройка осей координат. Для этого понадобятся приводы, например, от CD/DVD, которые находились на компьютере. Также надо приобрести Floppy-дисковод, проверка его работоспособности при этом обязательна. Ее показателем является пошаговый режим работы, осуществляющийся без постоянного тока. Далее нужно подобрать шаговые двигатели. Процесс перемещения расходного материала требует определенной мощности.

Следующий этап заключаются в выборе электроники. Вам понадобится непосредственно плата Arduino, кабель, драйвера (5 штук), радиаторы, блок питания (подойдет от компьютера), вентилятор, концевики (оптические или магнитные), стол для подогрева, термистор, транзистор, провода, штекера, устройство нагрева для хотенда, сопла и боуден. Их реально купить в наборе, это сэкономит время и усилия, не повредив качеству. Схему сборки деталей найдете в интернете.

На последнем этапе скачиваем Arduino IDE, устанавливаем прошивку (чаще используют Marlin) и подключаемся к ЧПУ-контроллеру. Проверив подобным образом сборку электроники, нужно определиться с ПО, которое будет отвечать за управление 3D принтером. Пример на фото.

К его функциям относят приемлемость выбранных параметров печати: заполнение, высоту секции и скорость послойного нанесения расходного материала. Остается только оценить состояние электропроводки, собрать последние элементы (раму, корпус, крепления) в соответствии с инструкцией и подключить собранный своими руками принтер к ПК.

Калибровка 3D принтера осуществляется с учетом диаметра шкива, количества шагов на оборот мотора и микро-шагов в системе электроники. Результатом операции становится окончательная настройка прошивки.

Плата Arduino UNO

Плата Arduino UNO работает в комплекте с микроконтроллером ATmega328, характеризующимся наличием:

14 цифровых и 6 аналоговых порта;
USB порта;
функции сброса;
разъемов внутрисхемного программирования и питания.

Плата расширения обеспечивает питание вышеуказанных компонентов, например, с помощью USB. Расположение микроконтроллера облегчает его замену и проведение ремонта.

Arduino UNO имеет несколько отличий от других модификаций плат расширения этой компании:

Во-первых, для его присоединения к ПК не нужен мост USB-UART FTDI.
Во-вторых, электроэнергию она получает через USB порт и с посредством приспособлений извне. Для этого предопределено несколько выводов (Vin, IOREF, 5 V, GND).
В-третьих, микроконтроллер платы Arduino UNO обладает тремя типами памяти: FLASH, EEPROM и SRAM.
В-четвертых, присутствует последовательность в SPI. Это касается с 10 по 13 выход (вход).
В-пятых, имеется функция сброса в автоматическом режиме.
В-шестых, существует защита от последствий нагрева проводов.

ЗD принтер Arduino Uno считается самым востребованным в своей ценовой категории.

Arduino Mega 2560 для 3D принтера

Она разработана на основе Arduino Mega. Arduino Mega 2560 потребовала усовершенствованного ATmega2560. Устройство имеет:

54 цифровых и 16 аналоговых входа;
UART, USB;
резонатор;
ISCP;
функцию сброса.

Подключения Arduino Mega 2560 проводится путем присоединения к ПК или к внешнему источнику тока. Главные отличия нововведения:

Отсутствие необходимости в USB-to-serial.
Наличие резистора.
Добавление пинов SCL и SDA на Arduino Mega 2560.
Усиление рабочей последовательности RESET.

3d принтер Arduino Mega 2560 является популярным среди имеющихся аналогов. Это обуславливается производительностью его работы.

Плата Arduino CNC Shield v3.02

Плата расширения CNC Shield v3.02 создана для Arduino UNO 3D принтеров и подобного им оборудования. Данная база входов/выходов обеспечивает работу устройств в автоматическом режиме или посредством подключения к USB-порту.

Arduino CNC Shield v3.02 имеет 4 оси, интерфейс двух разновидностей (UART, I2C). Требуемое напряжение для силовой и логической частей соответственно равно 36 В и 5 В. Тип прошивки этой платы называется Arduino GRBL. База характеризуется четырьмя слотами (по числу осей) и перемычками для их дублирования. Драйверы Arduino CNC Shield v3.02 подключаются разными путями.

Плата Arduino Due

Arduino Due представляет собой плату, созданную на базе процессора Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3. На устройстве присутствуют:

54 цифровых и 12 аналоговых пинов;
UART;
ЦАП;
TWI;
ГТЧ;
JTAG, SPI;
функции стирания и сброса.

Сборка 3D принтера своими руками должна проводиться только после точного планирования действий. Процесс облегчит приобретение укомплектованного набора у официального производителя.

Цена: $17.19 (с купоном $15.47)

Перейти в магазин

Приветствую всех посетителей сайта Mysku.ru!
И хочу поделиться небольшим рассказом о комплекте электроники для модернизации небольшого самодельного станка CNC с возможностями фрезера и гравера. Будет замена платы управления UNO+CNC Shield на комплект Arduino Mega2560+RAMPS.

Данный комплект приобретался с прицелом на увеличение функционала и возможностей для небольшого настольного ЧПУ гравера/фрезера. Штатный комплект предусматривал контроль по 3 осям и работу от управляющего компьютера/планшета. Новый кит электроники позволяет автономную работать с SD карты, а также дает большие возможности для модификации прошивки: подключение лазерного выжигателя, дополнительной поворотной оси, подключения выходов на вентиляторы или фильтр-пылесос. Предусматривается также установка дисплея для управления непосредственно, выбора файла с флешки, паузы и так далее.

Долго присматривался к различным платам управления, но оптимально вышел кит Arduino Mega2560+RAMPS. Ну и драйверы в комплекте. Экран докупал отдельно вот такой.

Теперь по порядку.
Выбирал вот этот кит, плюс дисплей.
Краткое описание комплекта: RAMPS 1.4 + Mega2560 R3+ A4988 Kit

Arduino Mega2560
Ramps 1.4
4xA4988 драйверы плюс небольшой радиатор без скотча.
Шнур 4pin, шнур USB А USB-B

Посылка пришла в простом пакете, но каждая плата была упакована отдельно в антистатический пакет. На ножках выводных элементов присутствовал защитный кусок пеноматериала.
Фотоотчет о посылке

Arduino Mega2560

Размеры и масса. Возможно заинтересует тех, кто готов разработать под них свой корпус.

Основные микросхемы: ATMEGA2560 версия 16AU, ~~понижайка~~ LM358 (в комментариях robosku верно подметил, что это сдвоенный операционный усилитель), интерфейс CH340G.
Обратите внимание на китайскую версию USB-Serial чипа.

Ramps 1.4.
Это по сути большой и дешёвый Mega Pololu Shield. Можно подключать до 5 драйверов двигателей, силовую нагрузку, есть много OI выходов, а также ШИМ и последовательные интерфейсы, например, для дисплея или внешней карты памяти.

Все в отдельном пакете. Присутствует ответная часть силового разъема

Аналогично размеры.

4xA4988 драйверы

Еще фото.

Радиаторы без скотча. Нужно устанавливать на термоклей или термопасту.

Правильное ориентирование A4988 при установке — резистором в сторону ОТ силового разъема. Как на картинке.

Итак, вот собственно для чего все это покупалось. Вот так выглядят комплектующие для сборки и обозреваемый апгрейд-кит для самодельного станка-фрезера.

Здесь на Mysku несколько раз проскакивали публикации про самодельный станок-фрезер из фанеры.

Достаточно простой конструкции, с использованием проверенной временем компоновки. Станок имеет рабочее поле 180х200х150 мм, и управляющую плату Arduino UNO + CNC Shield. Со своими обязанностями UNO с прошивкой GRBL справляется, но хотелось чего то большего)))). Это весьма бюджетный фанерный станок-фрезер для простых операций (гравировка, фрезеровка мягких материалов, изготовление печатных плат).

Я задумал некоторую модернизацию станка, в первую очередь – это установка экрана управления и с возможностью автономной работы (с флешки). До настоящего времени использовался старый ноутбук или планшет с Windows. Соответственно, смена платы управления повлечет замену прошивки на Marlin/Repieter. Эти прошивки умеют и CNC и лазерное выжигание с ТТЛ. На самом деле я должен отметить, что существует прошивка GRBL для MEGA2560. Но это, как говорится, на любителя.
Во вторую очередь – нужно было обеспечить модернизационный потенциал – дополнительные входы и выходы для подключения периферии (ТТЛ для лазера, обдув, подсветка, кнопки управления гравером, прицел на WI-FI и удаленный доступ с вебкой).

Вот краткое описание комплектующих и основных этапов сборки. Потребуются фанерные детали корпуса (резка фанеры по чертежам лазером), клей для сборки, а также ходовые винты Т8, гайки к ним, направляющие валы и подшипники (8 и 6 мм), ну и по мелочи — крепеж, хомуты и прочее.
Процесс сборки не сложный. Сначала собирается корпус и оси XY, затем отдельно собирается ось Z, каретка и крепление для фрезера.

Сначала собираем корпус.

Для сборки используется клей (столярный, ПВА, или другой удобный)

Обратите внимание на правильность установки несущих конструкций. Диагональ можно перепроверить линейкой, угольником — перпендикулярность стенок.

Далее устанавливаются направляющие валы.

Отдельно соберем ось Z с креплением фрезера.

И каретку Y.

Далее фото из разряда «как нарисовать сову». Промежуточных подробных фото, с сожалению пока нет.

Станочек бюджетный, двигатели из серии «я тебя слепила из того, что было». Двигатели Nema17 устанавливаются через переходник типа такого.

На днях допечатаю адаптеры на 3Д принтере, затем установлю новые Nema17.

Несколько слов про прошивку.
Можно настроить с нуля Марлин/Repetier, можно найти готовую сборку.
Вот, например, Marlin. При настройке обратите внимание на вот этот код:

В прошивке надо будет указать тип «бутерброда» — матплату Мега2560+RAMPS1.4, так как экструдеров у нас нет, то выбираем вот такой вариант:

В зависимости от сборки Марлина, эта же настройка может выглядеть по другому:

Если не требуется слежение за температурой, то отключаем датчики тоже — прописываем «0»

Прописываем размеры рабочей зоны, расположение концевиков и точки HOME, ускорения, скорости перемещения и прочее.
Ну и так далее, методом проб и ошибок настраиваем свою конфигурацию.

Скажу только. что в Repitier больше заложено возможностей для CNC/Laser конфигурации. Заходим в онлайн-тулзу Repetier-Firmware configuration tool и начинаем настраивать. После настройки основных параметров (длина/ширина и т.д.), необходимо выбрать «специальные» функции — для лазера или фрезера.

Вот например есть такой код

Пин ТТЛ управления лазером подключается к пину 9 на RAMPS (пин можно настроить и другой, удобный)

И далее есть вот такие настройки

По сути указывается основные настройки для CNC, а также можно завести специальные кнопки управления станком. Добиваемся компиляции кода без ошибок, заливаем в плату и проверяем.

А вот что можно «вытворять» на этом фрезере.

Выводы:

Если планируется установка NEMA23, то можно взять комплект электроники с DRV8825. Экран можно взять Full graphic smart controller.
Можно сделать Wi-Fi управление или специальный планшет на windows.
В целом данный комплект позволяет значительно расширить возможности самодельного станочка, а в перспективе – и функционал в виде лазера или дополнительной оси.
После модернизации я планирую докинуть еще и лазерную головку, будет выжигать в меру возможностей.

К сожалению, еще не все комплектующие у меня в наличии (подводят китайские товарищи), поэтому полномасштабного фото-видео готового станочка не будет. Фотографии частично предоставлены с форума (с разрешения автора). Чуть попозже можно будет и топик в сообщество DIY на Mysku запилить, с подробным раскладом, что и где заказывать.

Полезные ресурсы:
Настройка тока драйверов а4988 можно посмотреть вот тут.
Форум с описанием станка и инструкциями

До конца марта действует купон на ассортимент магазина

скидка 6% на некоторые товары.

И специальный купон для этого комплекта Mega2560+Ramps на скидку 10%