CNC GRBL Arduino Cara Merakit dan Setting untuk Mesin CNC

Penggunaan kontrol numerik komputer (CNC) dalam pemesinan telah merevolusi produksi sehubungan dengan presisi dan kecepatan. Dan itu adalah kontrol di belakang CNC yang akan kami fokuskan dalam artikel ini – khususnya, cara menggunakan GRBL dengan Arduino.

GRBL (diucapkan “gerbil”) adalah firmware sumber terbuka dan gratis yang mengontrol pergerakan mesin CNC dan dapat berjalan di semua papan yang memiliki mikrokontroler berbasis ATmega328. Firmware ditulis pada tahun 2009 oleh Simen Svale Skogsrud, dan sejak saat itu, terus dipelihara dan diperbarui oleh komunitas sumber terbuka. Di GitHub, repositori saat ini dikelola oleh Sonny Jeon.

Papan mikrokontroler Arduino diluncurkan pada tahun 2005 dan telah menjadi pilihan populer bagi banyak pengguna karena keserbagunaannya. Papan termasuk mikrokontroler seri ATmega serta banyak pin dan konektor untuk tujuan I/O. Ada berbagai papan Arduino dengan konfigurasi dan kekuatan pemrosesan yang berbeda.

Salah satu yang paling banyak digunakan adalah Uno karena merupakan papan yang kuat dengan harga murah. Saat digunakan bersamaan dengan pelindung Arduino, Anda dapat memperluas kasus penggunaan lebih jauh lagi.

Pada artikel ini, kita akan melihat bagaimana Anda dapat memanfaatkan kemampuan Arduino dengan CNC Shield dan GRBL untuk mengembangkan sistem kontrol untuk mesin CNC pilihan Anda. Tapi pertama-tama, kita akan melihat mengapa Anda mungkin ingin menggunakan Arduino dengan GRBL.

Mengapa memilih Arduino GRBL CNC Shield?

Sistem kontrol adalah salah satu bagian terpenting dari mesin CNC. Tetapi jika Anda akan menyiapkan CNC Anda menggunakan Arduino yang menjalankan firmware GRBL, Anda harus tahu mengapa itu bagus untuk Anda. Mari kita lihat beberapa manfaat dari kombo ini.

• Murah

Sistem kontrol mesin CNC membentuk jembatan antara perintah input dan output. Pengontrol industri dapat bervariasi dalam harga dan dapat dengan mudah mencapai 5 Juta-8 Juta rupiah.

Opsi lain seperti Linux CNC dan Mach 3 juga ada, tetapi membutuhkan sistem PC dengan port paralel, yang semakin sulit ditemukan saat ini. Sebagai perbandingan, seluruh kit pengontrol CNC dengan papan yang kompatibel dengan Arduino dan GRBL bersama dengan motor stepper akan menghabiskan biaya sekitar 600ribuan. Yang Anda butuhkan hanyalah komputer dengan port USB.

• Open Source

Firmware GRBL dan papan mikrokontroler Arduino keduanya open source, dan telah didukung dan dikembangkan selama bertahun-tahun oleh komunitas. Nama-nama besar di luar angkasa seperti OpenBuilds, Shapeoko, dan Inventables semuanya menggunakan GRBL di mesin mereka.

Dukungan ada banyak forum dan panduan di mana pengguna bisa mendapatkan bantuan dan menemukan jawaban atas pertanyaan apapun tentang GRBL dan Arduino. Selain itu, mengingat pengembangan berkelanjutan, firmware GRBL pasti akan didukung selama bertahun-tahun.

• Faktor Bentuk Kecil dengan Keserbagunaan

Kombinasi Arduino dengan CNC Shield menempati ruang yang sangat kecil. Kedua papan ditumpuk di atas satu sama lain, membuat pengaturan yang sangat kompak.

Menjalankan GRBL di Arduino memberi Anda berbagai pilihan: Anda dapat mengontrol motor stepper yang kecil seperti NEMA 11 atau yang tugas berat seperti NEMA 23. Sangat mudah untuk memulai dengan penyiapan kecil dan kemudian memutakhirkan ke yang lebih besar setelah Anda mendapatkan kepercayaan diri dan pengalaman, semuanya tanpa menambahkan biaya yang besar ke pengontrol CNC Anda.

Sekarang kita tahu alasannya, mari kita ke caranya. Di bagian berikut, kami akan melihat apa yang Anda perlukan untuk menyiapkan GRBL di Arduino.

Bahan yang Diperlukan

Ada banyak cara di mana Anda dapat mengatur sistem kontrol Anda. Tapi untuk artikel ini, kita hanya akan melihat pengaturan barebone. Ini akan lebih mudah dipahami, dan Anda selalu dapat meningkatkannya berdasarkan kebutuhan spesifik Anda. Dengan mengingat hal itu, Anda memerlukan item berikut:
Perangkat keras

• Arduino Uno, Nano, atau Mega (perhatikan ada versi GRBL yang berbeda untuk Arduino Mega)
  Perisai CNC
• Catu daya (minimal 24 V dan 15 A)
• Motor stepper NEMA 14 atau NEMA 17
• Driver motor stepper, baik A4988 atau DRV8825 (keduanya merupakan driver yang sama baiknya, dengan DRV8825 memiliki peringkat arus yang sedikit lebih tinggi.)
• Kabel USB-A ke USB-B untuk komunikasi antara Arduino dan PC

Perangkat lunak

• Firmware GRBL
• IDE Arduino
• Universal Gcode Sender (atau GUI lain pilihan Anda)

Setelah memiliki semua ini, Kamu siap untuk mulai menginstal GRBL di Arduino dan mengendalikan motor stepper.

Cara memasang GRBL di Arduino sedikit berbeda. Satu menggunakan pengaturan file HEX yang lain menggunakan instalasi file .zip. Untuk artikel ini, kami akan menggunakan metode file ZIP yang lebih mudah dan sederhana di sistem operasi Windows 10.
Instalasi Perangkat Lunak

Instal Arduino IDE versi terbaru di PC Anda.

1. Unduh dan ekstrak folder ZIP yang berisi firmware GRBL dari halaman GitHub di PC Anda.
2. Buka Arduino IDE. Pilih Sketsa > Sertakan Perpustakaan > Tambahkan perpustakaan .zip.
3. Saat jendela terbuka, buka folder yang diekstraksi, akan ada folder “grbl” lain di dalamnya. Pilih itu.
4. Klik menu Berkas. Lalu buka Contoh > grbl > unggah grbl. Jendela baru Arduino IDE akan muncul.
5. Hubungkan Arduino Anda ke komputer.
6. Pastikan papan ditampilkan sebagai Arduino Uno (atau versi apa pun yang Anda gunakan) di Alat > Papan.
7. Juga, pastikan port serial yang dipilih adalah yang benar.
8. Klik Unggah, dan Arduino Anda sekarang di-flash dengan firmware GRBL.
9. Unduh file .zip Pengirim Gcode Universal dan ekstrak di desktop Anda. Ini tidak wajib pada tahap ini, tetapi karena kita sedang membahas perangkat lunak, lebih baik untuk menyebutkannya di sini.

Pemasangan hardware

1. Pasang pelindung CNC pada papan Arduino Uno.
2. Colokkan driver motor stepper di slot X, Y, dan Z pada pelindung CNC. (Kami tidak menggunakan sakelar batas apa pun pada tahap ini.)
3. Sambungkan keempat kabel motor stepper ke pelindung CNC. Hubungkan kabel fase berdampingan dan kemudian sambungkan kabel daya. (Jangan khawatir tentang polaritas stepper pada saat ini. Jika arah rotasi dibalik, Anda dapat menukarnya nanti.)
4. Pasang catu daya yang terhubung ke pelindung CNC.

Jika Anda lebih menyukai pembelajar visual, di youtube banyak tutorial yang bagus.

Sekarang Anda telah selesai menginstal perangkat lunak dan perangkat keras yang diperlukan untuk sistem kontrol CNC. Cukup mudah, bukan? Sekarang, mari konfigurasikan penyiapan kami dan verifikasi bahwa motor stepper kami berfungsi seperti yang kami inginkan.

Setting Awal CNC Arduino dan Kakalibrasi cnc GRBL

Anda telah menyambungkan stepper, dan penyiapan sudah siap. Sekarang, tugas selanjutnya adalah menjalankan semuanya. Kita akan melihat di bagian ini bagaimana Anda dapat mengonfigurasi stepper menggunakan Universal Gcode Sender (UGS).

UGS adalah perangkat lunak GUI (antarmuka pengguna grafis) yang berfungsi sebagai konsol tempat Anda mengontrol mesin. Anda memuat desain Anda di dalamnya, mengonfigurasi pengaturan perangkat keras, dan melihat kemajuan Anda dalam perangkat lunak. Ada banyak GUI yang tersedia yang bekerja dengan GRBL dan Arduino.

Kita  menggunakan Pengirim Gcode Universal. Seperti yang tertulis di Java, ini bahkan bisa bekerja di Raspberry Pi. Ini open source, dan tim GRBL terus mengembangkan firmware mereka agar lebih kompatibel dengan Arduino. Menguji dan Mengonfigurasi Pengaturan Motor Stepper Anda

1. Pastikan Arduino Uno terhubung ke komputer Anda.
2. Buka UGS yang telah Anda unduh. Buka bin > ugsplatform.
3. Di bilah menu, Pilih Mesin > Setup Wizard.
4. Verifikasi bahwa pengontrolnya adalah GRBL dan kecepatan portnya adalah 115200.
5. Setelah selesai, akan ada serangkaian langkah yang memungkinkan Anda mengonfigurasi penyiapan.
6. Periksa kabel motor dan kalibrasi langkah/mm motor stepper Anda.
7. Setelah ini selesai, kembali ke layar utama, dan di bawah menu mesin, harus ada opsi yang berbeda, termasuk di mana Anda dapat memverifikasi cara kerja stepper.
8. Sekarang, Anda siap memuat file G-code untuk CNC.