Graveur laser bricolage bon marché et robuste. : 15 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Dans ce instructables, je vais vous montrer comment j'ai fait mon propre graveur laser DIY pour très bon marché. De plus, la plupart des pièces sont soit récupérées à partir de vieilles choses, soit très bon marché. C'est un projet très intéressant pour tout amateur d'électronique. Ce graveur pourra graver du bois, du carton, des autocollants en vinyle etc. et aussi pour découper du papier grâce au laser 250 mW que nous utiliserons.

Si cette instructables vous aide de quelque manière que ce soit à créer votre propre graveur laser, partagez votre projet avec moi. ça me fera plus que plaisir.

Étape 1: Pièces/matériaux et outils requis

• 2x - Anciens lecteurs de DVD pour récupérer le mécanisme du moteur pas à pas.
• 1x - GRBL shield v4 (peut également utiliser d'autres versions).
• 2x - Pilotes de moteur pas à pas A4988.
• 1x - 250 mw 650 nm laser avec objectif réglable (de banggood.com)
• Alimentation 12v 2-2,5 ampères.
• PCB vierge pour la fabrication d'un circuit de commande laser.
• En-têtes masculins et féminins.
• 1x - résistance 47 ohms.
• Résistance 1x- 100k ohm.
• 1x - mosfet IRFZ44N pour l'action de commutation laser.
• Certains aimants en néodyme.
• Feuille acrylique.
• Vis et écrous M3.
• Lunettes de sécurité laser.
• 1x - Arduino Nano.

OUTILS NÉCESSAIRES:

• Perceuse.
• Pistolet à colle chaude.
• Scie pour couper l'acrylique.
• Dossier pour finition.
• Étau de table.
• Tournevis cruciforme et tête plate.
• Fer à souder.

Étape 2: Récupération du mécanisme pas à pas et des aimants en néodyme

Deux mécanismes pas à pas sont requis pour les axes x et y respectivement, qui peuvent être récupérés à partir de deux lecteurs de DVD usagés. Récupérer le mécanisme pas à pas et les aimants en néodyme est assez facile. Vous pouvez facilement le récupérer en ouvrant le lecteur de CD à l'aide d'un tournevis à tête Philips.

Assurez-vous de ne pas endommager les pièces liées au projet lors de la récupération des pièces requises à partir des lecteurs de DVD.

Si vous n'êtes pas familier avec la houe pour le faire, je vais laisser un lien d'une vidéo YouTube qui montre comment récupérer les pièces respectives.

Étape 3: fabrication de la base de la machine

Pour faire la base, j'utilise une feuille acrylique transparente de 4 mm. La taille de la feuille acrylique est de 9 pouces x 6,6 pouces environ.

Il va maintenant falloir créer notre support pour monter l'axe y avec cette base acrylique.

Laissez 1 pouce du haut et 1,5 pouce du côté et placez le mécanisme pas à pas sur la base. Marquez maintenant les trous respectifs et percez-les afin d'accumuler le mécanisme pas à pas de l'axe y.

Ces mesures ne sont pas si importantes. vous pouvez utiliser votre propre espace selon vos besoins.

J'ai également équipé cette base de 4 patins en caoutchouc silicone afin que la base reste ferme sur le sol ou partout où elle est placée.

Étape 4: Identification de la bobine et du câblage du moteur pas à pas

• Les moteurs pas à pas DVD sont des moteurs pas à pas bipolaires composés de deux bobines et de 4 fils.
• Nous devons identifier les fils de la bobine 1 et 2.
• Pour identifier la bobine du moteur pas à pas, nous utilisons un testeur de continuité qui nous montrera une lumière de deux fils considérant la même bobine.
• Selon notre bouclier grbl, il y a quatre embases mâles dont le câblage est le suivant.

1A 1B 2B 2A

Cela montre que 1A et 1B font partie de la bobine 1 et 2A et 2B font partie de la deuxième bobine

REMARQUE - Des images pour chacun des processus sont fournies, alors assurez-vous de les examiner attentivement, ce qui le rendra plus facile à comprendre

Étape 5: Création de la plate-forme de gravure principale

• Pour fabriquer la plate-forme de gravure, je vais utiliser des morceaux de feuille acrylique de 2 mm d'épaisseur de 40 mm x 22,5 mm.
• J'utiliserai des pièces similaires aux arbres de la taille ci-dessus afin de pouvoir créer une hauteur d'environ 6 mm.
• Maintenant, attachez les pièces ensemble une à une les unes sur les autres en utilisant de la colle chaude.
• Une fois que le tout est collé, il doit être fixé à la base du mécanisme d'entraînement pas à pas.
• Cela garantit qu'il y a un espace décent entre le mécanisme du pilote pas à pas et la plate-forme de base que nous allons installer.
• Pour homme

Étape 6: Création de la structure de l'axe Y

• Pour fabriquer le support de l'axe y et créer un espace entre le mécanisme et la base, j'ai utilisé quatre entretoises que j'ai fabriquées en coupant un stylo à l'aide d'une lame. La longueur des stimulateurs dont nous avons besoin est d'env. 25 mm ce qui sera suffisant pour créer suffisamment d'espace entre la base et le mécanisme.
• Maintenant, utilisez des vis m3 en les insérant par le dessous de la base en acrylique, comme indiqué sur l'image.
• Maintenant, en utilisant des rondelles au-dessus et au-dessous du mécanisme, fixez le mécanisme pas à pas de l'axe y à l'aide d'écrous
• Assurez-vous que les vis sont correctement fixées

Étape 7: Création de la structure de l'axe X

• Après avoir fait une base d'étude pour l'axe y, c'est maintenant au tour de faire une base pour l'axe X.
• Pour réaliser la structure de l'axe X, j'utilise une tôle de 1,5 mm d'épaisseur. Le matériau est en acier inoxydable.
• Vous pouvez l'obtenir à bas prix à partir de la ferraille.
• Vous pouvez également utiliser d'autres matériaux tels que des angles en aluminium, etc., à vous de choisir les ressources les meilleures à votre disposition.
• Pour la fabrication du stand, nous aurons besoin de deux prix de cette tôle d'acier de 30 mm de largeur chacun. Ainsi, en utilisant un appareil de mesure stockable, nous marquerons les lignes.
• Après cela, nous devrons le plier à 90° à une distance de 80 mm pour les deux bandes d'acier.
• Il ne reste plus qu'à couper ces bandes et les plier à 90°
• Pour couper les bandes, vous aurez peut-être besoin de quelques outils, donc si vous avez un atelier qui sera bien, vous pouvez demander l'aide de quelqu'un qui possède un atelier.
• Après la coupe, assurez-vous que les côtés de la tôle d'acier sont correctement finis en vous assurant que cela ne blesse personne.
• Pour plier les bandes, vous pouvez attraper la pièce dans un étau de table et en utilisant un marteau, vous pouvez la plier vraiment à 90°
• Vérifiez simplement si le coude est exactement à 90° ou non en utilisant une équerre.
• Un pli incorrect ne fera qu'augmenter votre travail, ce processus devrait donc être parfait.

Étape 8: L'électronique

• Voici la partie la plus importante du projet.
• Pour faire fonctionner la machine, nous aurons besoin d'une alimentation de 12v 2 - 2,5 ampères.
• Nous devons configurer les pilotes Arduino Nano et 2 A4988 sur le bouclier CNC GRBL v4 de la manière correcte, comme indiqué dans l'image.
• Si l'alignement est incorrect et que l'alimentation est fournie, cela peut endommager les pilotes pas à pas ou le microcontrôleur.
• Après un alignement correct des pilotes et du Nano, nous devons le connecter à l'alimentation et au PC et tester si l'axe se déplace dans la direction respective ou non.
• Dans mon cas, lorsque j'ai essayé, le bouclier ne répondait pas à mes commandes du logiciel laser GRBL.
• Ensuite, j'ai vérifié les connexions sur le blindage en faisant référence au schéma de circuit que j'ai trouvé sur Internet.

REMARQUE - Il y avait un défaut de fabrication avec mon bouclier. Pour rectifier, j'ai essayé la même chose avec le bouclier de mon ami et j'ai constaté qu'il avait aussi le même problème. J'ai donc à nouveau soudé les broches de pas et de direction de l'A4988 des axes X et Y respectivement.

Après avoir soudé à nouveau les broches de pas et de directions, j'ai pu exécuter parfaitement les axes x et y

Étape 9: Schéma du circuit de commutation laser

• Le laser est commuté en utilisant un mosfet Irfz44 à canal n.
• La broche numérique 11 de l'arduino Nano est connectée à la porte du mosfet en utilisant les résistances indiquées dans les schémas.
• Le laser fonctionne avec 5 volts donc un régulateur de tension LM7805 est utilisé pour fournir l'alimentation.

Étape 10: Ajout de pieds en caoutchouc à la base

• Pour rendre la structure solide, nous devons ajouter des patins en caoutchouc.
• Pour les tampons en caoutchouc, j'utilise une feuille de caoutchouc de silicone de 3,5 mm d'épaisseur et je coupe quatre des tampons en caoutchouc circulaires de diamètre 20 mm.
• Nous devons maintenant attacher ces patins en caoutchouc à la base de notre machine. Pour le coller à la base, nous utiliserons l'adhésif en caoutchouc synthétique FEVIBOND.
• L'adhésif doit être fixé uniformément sur les deux surfaces. Après avoir appliqué l'adhésif, collez le tampon en caoutchouc sur la base et laissez-le sécher pendant au moins 30 minutes.
• L'ajout de ces patins n'est pas nécessaire mais cela sera utile lorsque la machine est placée sur des surfaces rugueuses.
• Cela protégera également la base acrylique des rayures.

Étape 11: Étalonnage du moteur pas à pas et calcul des pas/mm

• Pour calibrer toute machine qui implique des moteurs pas à pas, certains calculs sont nécessaires. Ces calculs sont différents pour différents moteurs pas à pas.
• Vous devez donc calculer pour votre moteur pas à pas.
• Pas/mm = Pas/Révolution * (micro pas du a4988)
• Pas/Révolution = 360/Angle de pas
• Pour mes moteurs pas à pas, Steps/ Rev = 192
• Par conséquent, Pas/mm = 192 * 1/16 = 12 Pas/mm.
• Maintenant, ces valeurs peuvent être ajoutées dans les paramètres grbl du logiciel laser grbl.

Étape 12: Téléchargement de la bibliothèque GRBL et configuration de Laser GRBL

TÉLÉCHARGER GRBL SUR L'ARDUINO -

• Pour faire fonctionner cette machine, nous devons télécharger la bibliothèque grbl sur l'Arduino.
• Vous pouvez télécharger les fichiers à partir de ce lien.
• github.com/grbl/grbl
• Après le téléchargement, vous devez extraire le fichier.
• Après l'extraction, vous devez placer le dossier à l'emplacement suivant-Fichiers programme->Arduino->Bibliothèques. Collez-le à cet endroit.
• Ouvrez maintenant l'ide Arduino et connectez l'Arduino nano et sélectionnez le bon port. Incluez maintenant la bibliothèque grbl et téléchargez-la sur l'Arduino.

CONFIGURATION DU LOGICIEL LASERGRBL-

• Ouvrez le logiciel LASERGRBL et connectez l'Arduino au PC.
• Assurez-vous de sélectionner le bon débit en bauds 11500.
• Alimentez maintenant le circuit avec le 12v 2,5 ampères. Après avoir fourni l'alimentation électrique, les deux moteurs pas à pas doivent être verrouillés et ne doivent pas être libres.
• Cliquez maintenant sur le bouton de connexion.
• Maintenant, cliquez sur fichier>Ouvrir le fichier>Sélectionnez le fichier que vous souhaitez graver>Cliquez sur OK.
• Vous pouvez maintenant définir l'image selon vos besoins. Dans mon cas, j'utilise vectoriser l'image et n'utilise aucun remplissage.

Étape 13: focaliser le laser et commencer à graver

• Maintenant, nous devons monter le laser sur l'axe x en utilisant de la colle chaude.
• Maintenant, nous devons garder une pièce sous le laser sur la plate-forme en y que nous avons créée précédemment.
• Maintenant, nous essayons lentement de faire pivoter la lentille du laser et essayons d'en faire un faisceau plus focalisé.
• Assurez-vous que le point du faisceau laser doit être aussi petit que possible.
• Une fois que le faisceau du laser est suffisamment focalisé pour brûler la pièce, vous devriez pouvoir voir de la fumée qui garantit que la pièce a commencé à brûler.
• J'ai mis en ligne une vidéo expliquant comment procéder si vous n'êtes pas sûr.
• Une fois cette étape terminée, nous commençons enfin à graver ce que nous voulons.
• Pour graver la première fois, j'utilise les images de quelques formes géométriques simples qui nous montreront la précision de la machine.
• Après quelques gravures supplémentaires et peaufiner le système petit à petit, j'ai finalement obtenu des résultats nets et précis.

Étape 14: Matériaux pouvant être gravés

1. Papier carton.
2. Panneau dur.
3. MDF.
4. Bois.
5. Plastiques plus faibles.

Matériaux pouvant être coupés.

1. Papier.
2. Autocollants en vinyle.

Étape 15: Gravure de vidéos

Voici quelques timelapses vidéo de gravure pour vous!