Arduino CNC ShieldのレーザPWM発光テスト

暖かい日が続いていて嬉しいのですが、花粉症の症状がひどくなってきました。辛いシーズンのはじまりです。

CNC Shield V4のレーザのPWM制御を試してみました。回路は以下の様な簡単なものです。ArduinoのD11ピンからPWM信号を取り出します。CNC Shield V4基板のシルクではZ+,Z-となっています。

部品はユニバーサル基板の小片に載せました。いきなりレーザは怖いのと、保護メガネが面倒なので青色LEDを繋いで動作確認してみました。

LaserGRBLにダヴィンチのヘリコプタ画像を取り込み、グレースケールとモノクロ2値でLEDのチカチカを確認してみました。画像のスキャンしている位置に応じてチカチカしている様なので大丈夫のようです。

これで基本的な動作の確認ができたので、全体の組み立てに入りたいと思います。しかし今日の午後は仕事があるので明日以降になります。

Arduino CNC Shield 動き始めました

ステッピングモータがようやく動きました。やはり、Arduinoからとった電源では電圧・容量共に不足だったようです。モータドライバは8V以上というスペックでしたが、試しに5VのACアダプタ(実測5.2V)を繋いだら動きました。

LaserGRBLというアプリで画像を取り込み、ベクトル抽出を行なって、動かしてみた様子です。

少し動きにガタがあるのですが、こんなものなのかな。一応、A4998のマイクロステップを1/16にしてみたのですが。購入したCNC Shield基板のマイクロステップの設定用ショートピンの配線が間違っているという情報がネットにあったので、以下の様にプルアップ抵抗(10KΩ)を入れてます。ショートピンを外せばHigh、挿せばLowになります。パターンをカットして修正するより抵抗を入れた方が簡単だったのでこのようにしてみました。

未だよくわからないパラメタがあるので、チューニングしてみようかと思っています。実際にレーザを光らせて刻印してみないとわからないかも。モータ動いたので、次はレーザをPWMドライブするピンやドライブ用のFET回路などの調査を始めます。

e-Taxでの確定申告に初挑戦

本日は自宅で確定申告しました。マイナンバーカードを作ったので、自宅のパソコンからe-Tax申請に初挑戦です。

マイナンバーカードがNFC対応のiPhoneで読めて、パソコンからBluetooth経由で使えるというのでかみさんのiPhoneを借りて試してみたのですが、何故かiPhoneとWindowsパソコンが繋がりませんでした。ちなみにiPhone単体ではマイナンバーカードを読めました。こんなところで悩むのもばからしいので、安いカードリーダを購入して無事に完了です。紙に書いて申請するより断然楽でした。多くはないですがカードリーダ代を上回る税金が戻ってきました。

このカードリーダ、確定申告のページでマイナンバーカード対応済みとなっていた CLOUD 2700R, USBです。2,000円の5%還元だったので1,900円でした。届いた商品は箱もなく無地のビニール袋に直接入っただけで取説も付いてませんでした。

パソコンに挿しても何事も起こらなかったので、ドライバを検索してインストールしましたが、それでも何も起こりません。マイナンバーカードを挿したらLEDが点灯しました。通電したら点くかと思っていたら違い、カードを挿さないと点灯しないようです。最初のドライバインストールは、もしかしたら不要だったかも。

とにかく確定申告が無事に終わって、税金も戻ることになってよかったです。

Arduino CNC Shield V4 と Grbl 1.1h 苦戦中

CNCシールドをステッピングモータに繋いでもモータがうんともすんとも動かなかったのですが、しばらく忙しくて保留していました。

今朝、早起きしたので色々確認しましたが接続は正しい模様です。でも、動かないのでどこか違うのでしょうね。

モータの電源をArduinoからとっていますが、小さいモータなので大丈夫かと思っています。電力不足でもちょっとは動きそうですが、全く動かないのです。

アプリはレーザ刻印するLaserGRBL v3.0.24を使っています。Arduinoに書き込んだGrbl 1.1hとは通信できている模様です。Gコードを送れるので、X軸を動かすコードを送ったり、矢印GUIで色々やってみましたがダメです。

ちょっとPICでモータを動かしてみようかと思っていますが、本日このあと所用があるので明後日の休みかな。

-- 2020.2.9追記 --

Arduino UNOで直接ステッピングモータを動かしてみました。Arduinoの出力ピンからの電力でも動いているので電力的には問題ないはず。なぜArduino CNC Shield V4で動かないのか、もう一度Grblファームと基板（配線）を確認してみます。

-- 2020.2.9追記2 --

ステッピングモータドライバA4988のデータシートを見ていたら、モータ駆動用の電圧が8V～35Vでした。Arduinoから（USBから）取り出した5V（実測4.71V）では不足のようです。しかし、この小さなステッピングモータに8Vも印加して大丈夫か？！ 一応、モータドライバ基板の上に小さな半固定抵抗があって電流値を制限できるようですが、この設定方法もよくわからない。

今、適当なACアダプタがないのでどうするか検討します。レーザモジュールは5Vですが、USB給電では心配なのでモータ用の8Vと、レーザ/Arduino用の5Vを供給する電源系を考える必要がありそう。

DVDドライブ流用CNCレーザカッタ工作

寒かった昨日と打って変わって、コートを着ていると暑いくらいでした。暖かくなると花粉が心配です。

DVDドライブCNCは、先ずレーザカッタにすることにしました。レーザモジュールやワークテーブルを取り付けるために光学ヘッドのアルミダイキャストを加工しました。レーザモジュールは4本のビスで取り付けられますが、元々ダイキャストに開いていた穴が2つ流用できたので新たに追加で2つの穴を開けます。

表と裏側に色々と出っ張りがあるのでリュータで削って平らにします。

レーザモジュールを取り付けました。また、板金のフレームを少し浮かせるためにMDFでワッシャを作りました。

MDF本体にも取り付け穴を開けて、板金フレームを固定してみました。まだ仮組みです。ワークテーブルを取り付ける台座をアクリルで作りました。40mm角弱です。この範囲がリニアスライダが動ける範囲です。

この台座の上にも少し大きなワークテーブルを載せる予定です。

次はArduino CNC Shield V4 にステッピングモータを繋いで動かしてみようと思います。ちゃんと動くか？！ また、レーザ用のPWM出力取り出し方が分かってないので調べないと。

水晶発振子テスタ作ってみました

昨年7月に購入した水晶発振周波数カウンタテスタキット ですが、235円と安かったので別の目的で使おうと思って購入しました。しかし、急遽水晶発振子の確認が必要になって組んでみました。

説明書などは何も入っていませんでしたが、基板に書かれていたシルク文字を参考に部品を選べば作れます。基板右下にあるタクトスイッチで色々設定できますが、使い方が分からず、秋月のサイトの説明書で確認しました。アマゾンのレビューでは古いファームが載っているというものもありましたが、購入したものは新しかったです。

ちゃんと測定できました。写真は8MHzの水晶を挿してトリマの調整を行った後です。載っているPICマイコンの発振用水晶が20MHzの一般的なものなのでそれほど精度は期待できません。挿した8MHzの水晶も似たような精度だと思うので何が正しい調整なのかわかりませんが、まずまずではないでしょうか。

電源コネクタが特殊だったのでコードを直付けして、安定化電源から6Vを供給しています。5Vでも動いたのでUSB給電でもよいかもしれません。また、7セグLEDが見にくいのでスモークのアクリル板などを被せたほうがよいです。ケースを考えるときに一緒に考えたいと思います。

これで235円は安いので追加で購入しようとアマゾンを調べてみたら、最安値で582円に値上がりしていました。それでも安いけど。アマゾン内でも結構ばらつきがあるので、どのショップで買うかコストのリスクのトレードオフですね。ちなみに秋月では1,950円でした。

レーザモジュールの動作確認

1W CNC用レーザモジュールを試してみました。5V直結は少々怖かったので100Ωの抵抗を繋いで光らせてみました。フォーカスを調整すると光点が絞られて、ターゲットにしていたMDFから少し煙が上がり焦げる臭いがしてきました。ちゃんと動いているようでひと安心。抵抗を入れてこのパワーは期待できます。

フォーカスは20mm〜60mmで調整できるようでした。ただし近いとフォーカスの合う範囲が狭くなるようです。また、近過ぎると煙でレンズが汚れそうな気がするので40mm位で使うように取り付けようと考えています。

うっすらと見える細い線がレーザで焦げたところです。刻印は十分にできそう。フルパワーなら紙のカットができるかも。ちゃんと組み上げてから試してみたいと思ってます。

制御用のパソコン側ソフトを調べ始めました。イメージ(画像)を焼き付けるなら、LaserGRBL http://lasergrbl.com がよさそうです。CNCのGコードを使うならPythonベースのbCNC https://github.com/vlachoudis/bCNC かな。Pythonならいざとなったら直せそうだし。

週末には作業ができるように体調を整えておきたい。しかし、雨と寒い日が続きそうですね。