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CNC Láser Casero – Electrónica Deja un comentario

Hola amigos,

En la entrada anterior veíamos como montar la estructura y la parte más mecánica de esta CNC, sus ejes, correas, etc;  de nuestra máquina.

IMPORTANTE antes de seguir con el tema de la electrónica quería comentaros una cosilla, las piezas que imprimí fueron de 3mm de grosor y con un 50% de densidad y es posible que al ser tan finas y con poca densidad se doblen fácilmente, no va a afectar al funcionamiento general de la máquina, pero es probable que afecte algo a la precisión. Afecta principalemte a las piezas de los carros del eje Y que son las más grandes.

laser 39096 1280 - ElectrogeekMAS IMPORTANTE TODAVÍA

En esta parte del tutorial ya vamos a conectar el láser. El Láser no es un juguete y es extremadamente peligroso si no se maneja con cuidado. Para empezar quema y quema a una distancia considerable, puede dejarnos quemaduras fuertes en la piel y problemas graves en los ojos. Así que nada de jugar con el apuntando a tu hermano o ver si quema una bolsa que podemos provocar un incendio o una desgracia.

A parte, aunque lo tengamos instalado en la máquina siempre hay que usar gafas de protección adecuadas para trabajos con laser, es altamente dañino para la vista mientras está trabajando, haciendo un corte, grabado ,etc. Así que junto con el Láser es obligatorio hacerse con unas gafas protectoras. Y si sois menores, que un adulto os ayude o supervise.

Y teniendo en cuenta estas consideraciones previas vamos a comenzar.

Nuestra CNC como sabéis está basada en arduino + una CNC_Shield+driver A4988 y el firmarme que vamos a utilizar  es GRBL, ya que es sencillo, gratuito y la comunidad de usuarios que lo usan.

Los conceptos o los pasos para montar las diferentes PCBs, instalar GRBL  y calibración de drivers, ya los hemos visto en este canal y con el fin de no alargar demasiado el tema os voy a remitir a la entrada donde configuramos esto mismo para la CNC ya que es exactamente igual y además encontrareis información extra. Este es el link:

Electrónica y configuración

De ese tutorial podemos obviar que en esta ocasión no usaremos un eje Z y por lo tanto tampoco necesitaremos un driver para el eje puesto que no lo vamos usar. Tampoco haremos caso de la configuración ya que os daré más adelante como tienen que estar configurados los parámetros de GRBL para esta máquina.

En resumen en ese link podremos encontrar como conectar nuestros PCBs, cargar GRBL en arduino, clonar el eje Y e instalar Universal Gcode Sender.

Aseguraros de que instaláis la última versión de GRBL y Universal Gcode Sender.

Diagrama de Conexión

Lo primero que os voy a mostrar es un diagrama de conexión, y explicar de que manera podemos conectar el láser a la CNC Shield y os cuento alguna cosa sobre la conexión

Diagrama Electronica - Electrogeek

Mientras los montamos veremos más detalles de conexión pero con este diagrama nos hacemos a una idea de como va a ir conectado todo. También tendremos en cuenta que para darle la máxima resolución posible, vamos a rellenar con Jumpers los pines que está debajo de los drivers, Os recomiendo que os paséis por aquí y sepáis de que va el tema

MICROSTEPPING

Si os fijais a la hora de conectar el láser os he puesto dos caminos, lineas continuas que va SpinEN/GND y lineas continuas a Z+/GND ¿esto por que?

Este láser lo podemos modular en potencia mediante una señal TTL, sin entrar en detalles es la señal que va usar GRBL para controlar el láser; el fabricante del láser no nos da ninguna información a cerca como funciona su driver, esquema o algo parecido,  cero patatero. Así que me puse en modo laboratorio para ver donde y como poder conectar el láser y usarlo de la mejor manera posible. Y me salieron las dos opciones que  en el diagrama.

Lo más lógico era conectarlo a EspEN(linea discontinua), y en efecto funciona, el láser se enciende y se apaga, graba, etc. El problema es que cada vez que se enciende, se enciende a máxima potencia y los grabados no quedan bien y si cortamos algo fino los bordes salen demasiado quedamos.

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Laser conectado al pin Enble
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Laser conectado a Z+

La otra opción y la que usaremos es conectarlo a Z+/GND(linea continua) ya que estos pines van conectados al pin 11 de arduino que en GRBL 1.1 nos proporciona una  salida PWM que nos permite configurar la potencia del laser y nos permitirá hacer grabados incluso de fotografías), el problema que he tenido al usar esta salida es que el láser no alcanza su máxima potencia real haciendo que sea difícil realizar cortes, aunque esto último probablemente sea fruto de mi torpeza al usar, los programas para generar los gcodes. Daremos con la tecla ya lo veréis.

Pues una vez tenemos instalado GRBL en arduino y tenemos claro donde vamos a conectar cada cosa vamos con el montaje de todo esto.

Montaje de la parte electrónica

Como en el post anterior, el de la parte mecánica, voy a iros indicando con fotos todos los pasos que he seguido, con los materiales que he usado, etc.. Para esta parte del tutorial necesitaremos sobre todo cables para alargar tanto los cables de los motores como los del laser y las herramientas que nos permitan hacer esto de una manera correcta, soldador, cinta o termoretractil, conectores dupon, etc…..

Vamos con ello.

Lo primero es atornillar nuestro arduino a la carcasa con 4 tornillos M3 (cortitos) y debemos hacerlo sin tener la shield puesta. Y le podemos poner la tapa lateral para el puerto usb.

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Ahora vamos a preparar un cable que nos permita alimentar la CNC shiel y el láser, para ello debemos empalma dos trodos de cable de unos 10-12 cm, el empalme irá conectado a la CNC shield(OJO CON LA POLARIDAD, ROJO AL POSITIVO, NEGRO AL NEGATIVO . En los otros dos extremos, en uno podremos el conector de toma de corriente y en el otro podemos poner un conecto JST (podemos aprovechar el cable que viene con el laser) de dos pines para conectarlo al Láser. Hay que ponerlo por el otro lateral de la carcasa ya que si no luego nos costará un poco meterlo.

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Ahora ya podemos pinchar la CNC shield en arduino y dejar colocado el otro lateral de la carcasa.

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Ahora toca alargar los cables del Láser, no soy muy amigo de hacer empalmes, pero como lleva conectores tipo JST y no siempre son fáciles de encontrar o de poner. Para hacerlo fácil, cortamos el cable que alimenta el láser y entre medias, ponemos un cable lo suficientemente largo para que la máquina se pueda mover sin problemas, creo que añadí unos 20 cm. A los empalmes le podemos dar con un poco de estaño con el soldador así nos aseguramos de que quedan firmes y los recubrimos con un poco de cinta termoretractil.

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Una vez tenemos los cables lo suficientemente largos, vamos a poner el láser en su soporte. El láser lo podemos poner con 2 o 4 tornillos, a me gusta dejarlo lo más cerca posible del suelo. Asi que lo vamos a anclar con los 2 tornillos superiores y lo ponemos lo más bajo posible, con tornillos M3x10 es suficiente. Aun así lo podemos poner a diferentes alturas, eso sí, cada vez que modifiquemos la altura del láser habrá que enfocar el punto.

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Ahora podemos colocar el cable del motor del eje X, que tendrá que ser tan largo como los del laser para que llegue sin problemas a la carcasa, que algo que no os he dicho es que la carcacasa con toda la electrónica, la colocaremos en la parte posterior de la máquina, más o menos en el centro, así os podeis hacer una idea de como de largos tienen que ser los cables.

Los cables que yo tenía eran lo suficientemente largos y no he tenido que hacer empalmes, pero los podéis hacer vosotros, alargarlos, o comprarlos ya hechos, solo teneis que tener en cuenta que en el extremos que va conectado a la CNC_Shield lleve el conector dupont de 4 pines y la longitud pues más o menos de 75 cm para los motores del eje Y y 45 cm para el del eje X, A  mi me gusta que sobre algo de cable por si hay modificaciones futuras.

Una vez que tenemos el cable del motor del eje X, podemos ir poniendo un poco de espiral para ocultar el cable y que esten todos juntos. Pero de momento no vamos a conectar nada.+

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Para los cables de los motores del Eje Y, he puesto mirando el conector hacia delante, para evitar que se suelte con algún tirón, le he puesto un poco cinta para orientarlo hacía atrás, lo paso por la esquina y con una brida lo agarro a la varilla roscada posterior. Todo esto lo he hecho teniendo el eje Y lo más adelante posible, para que cuando la máquina se mueva hacia atras, el cable se abra hacia los lados.  Estos cables irán puestos por uno de los huecos de las carcasas.

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Antes de liarnos a conectar cosas a la shield, vamos a poner la carcasa en las estructura, para ello usaremos un par de bridas y nos valdremos de los orificios que trae la carcasa para sujetarla a la varilla roscada, la dejaremos más o menos en el centro. Con este sistema de sujeción, si no es el mejor del mundo, nos permite mover la carcasa sin que se suelte y podremos trabajar en ella. O por si tenemos que realizar cambios en un futuro, de esta manera nos será más fácil.

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Ahora que tenemos la carcasa anclada a nuestra estructura, ya podemos liarnos a conectar los motores cada uno en su sitio. Os recuerdo como en otras ocasiones que los conectores de los motores puede que los conectemos al revés, ya que hasta que no se mueva la máquina no vamos a saber si están bien conectados. Una vez esta la maquina en funcionamiento comprobaremos si los motores se mueven en la dirección correcta y si no es así, simplemente debemos darle la vuelta al conector del motor que se mueva en la dirección incorrecta.

Conectados los motores, solo nos falta el cable que manda la señal al láser, para este cable no necesitamos que sea demasiado largo y en un extremo será un conector JST y en el otro dupont, aunque puede ser de tipo dupont en los dos extremos, ya que los jst son más complicados de encontrar.

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Nos queda conectar los cables al driver del láser, tenemos los dos que vienen del propio láser (láser/ventilador) y los que vienen de la CNC_Shield (Power/TTL), vienen bien identificados en la serigrafía y también podéis seguir el diagrama que os puse al principio.

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La CNC ya es operativa, nos queda cerrar la carcasa y dejar los cables curiosos, pero esta última parte os recomiendo que no la hagáis hasta que estáis seguros de que la cnc funciona como debe y hagáis algunas pruebas de ese modo os será más sencillo rectificar o corregir algún problema.

Dicho esto podemos cerrar ya la carcasa y la giramos de modo que la ventilación quede mirando hacia atrás. En la parte que nos va a quedar mirando hacia arriba podemos pegar el driver del láser con un poco un de cinta de doble cara. Yo lo voy a dejar por fuera de la carcasa por varías razones, una por que como siempre ando trasteando me es más cómodo  y dos, por que el driver nos trae un botón que nos sirve para poder enfocar el láser sin peligro (lo veremos a la hora de configurar la máquina). Vosotros podéis colocar el driver del láser como queráis o haceros una carcasa para todo.

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Solo nos queda colocar un poco el sobrante de los cables, si es que existe, con unas bridas los podemos colcar en la varillas posterior y de esa manera  no nos molestarán, también podemos ocultarlos con un poco de canutillo en espirar pero esto ya es al gusto.

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Y con esto ya tenemos nuestra flamante máquina cnc láser montada y completamente operativa. En la próxima entrada veremos como configurar los parámetros para que haga los trabajos correctamente y veremos como realizar alguna prueba de funcionamiento. Y en los próximos complementaré estas entradas con unos vídeos en mi canal, sobre como hacer diferentes trabajos con esta máquina.

No os olvidéis de compartir esta publicación y os dejo un galería de fotos de como ha quedado la máquina.

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