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Shield CNC V3 per Arduino UNO, 4 assi, compatibile con A4988 e DRV8825

La CNC Shield v3 per Arduino UNO è la base ideale per il controllo di una macchina CNC o di una stampante 3D, offrendo 4 slot per driver A4988 o DRV8825, alimentazione a 12-36 V e pin dedicati per motori, finecorsa e periferiche. Consente di impostare il microstepping tramite jumper e funziona perfettamente con il firmware GRBL per progetti di automazione di precisione.

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Lo shield CNC V3 trasforma una scheda Arduino UNO in un controller completo per macchine CNC con fresa, incisori laser, plotter e altri progetti con motori passo-passo. Si monta direttamente sopra la scheda Arduino UNO o sopra qualsiasi clone compatibile basato su ATmega328P. È progettato per il firmware open source GRBL, che interpreta i comandi G-code ricevuti dal PC e genera i segnali di passo e direzione per i driver.

La scheda dispone di 4 slot per driver di motori passo-passo di tipo A4988 o DRV8825, per gli assi X, Y, Z e A. L’asse A si configura tramite jumper, sia per duplicare uno degli assi X, Y o Z, utile nelle macchine con due motori sullo stesso asse, sia per il controllo indipendente sui pin D12 e D13, con firmware dedicato. Ogni slot ha jumper per la selezione del microstepping, fino a 1/16 con A4988 e fino a 1/32 con DRV8825, e un connettore a 4 pin per il motore.

Lo shield offre inoltre connettori per 6 finecorsa, due per ciascun asse X, Y e Z. Ha uscite per il comando dello spindle (enable e direzione), un’uscita per il raffreddamento (coolant) e ingressi per i pulsanti Abort, Hold e Resume. Include anche un header per l’arresto di emergenza (E-Stop), oltre all’accesso ai pin I2C e seriali. I motori vengono alimentati separatamente, tramite un morsetto a vite, a 12 - 36V DC, mentre la parte logica riceve 5V direttamente dalla scheda Arduino. È una soluzione accessibile e facile da cablare per la costruzione di un CNC DIY, di un incisore laser o di un plotter, adatta per hobby, progetti educativi e prototipazione.

Specifiche:

Modello: Shield CNC V3

Scheda compatibile: Arduino UNO R3 e cloni con ATmega328P

Tensione alimentazione motori: 12 - 36V DC (massimo 35V con driver A4988)

Alimentazione logica: 5V dalla scheda Arduino

Slot driver: 4 (X, Y, Z, A)

Driver compatibili: A4988, DRV8825 e driver con pinout compatibile

Microstepping: configurabile tramite jumper, fino a 1/16 (A4988) o 1/32 (DRV8825)

Asse A: clonazione di X, Y o Z tramite jumper oppure controllo indipendente su D12 / D13

Connettori finecorsa: 6 (X+, X-, Y+, Y-, Z+, Z-)

Uscite spindle: Enable, Direzione

Uscita raffreddamento: Coolant Enable

Ingressi di controllo: Abort, Hold, Resume, E-Stop

Connettori motori: 4 pin per asse

Firmware compatibile: GRBL

Configurazione dei jumper in funzione del driver utilizzato:

Sotto ciascuno slot del driver si trovano tre jumper (M0, M1, M2). Nella tabella, 1 indica la presenza del jumper, mentre 0 la sua assenza.

I jumper NON sono inclusi nella confezione.

shield_cnc_jumper_configuratie_png

Nota: le serigrafie sulla scheda corrispondono a GRBL 0.8. In GRBL 0.9 e 1.1, con la velocità variabile attiva di default, il finecorsa dell’asse Z si collega al pin marcato SpnEn (D12). Il segnale PWM per lo spindle o il laser si prende dai pin marcati Z+ / Z- (D11).

Utilizzo:

Scaricate l’archivio GRBL e decomprimetelo. Nell’Arduino IDE scegliete Sketch > Include Library > Add .ZIP Library e selezionate la cartella grbl all’interno dell’archivio decomresso.

Aprite File > Examples > grbl > grblUpload e caricatelo sulla scheda Arduino UNO.

Impostate i jumper di microstepping sotto ciascuno slot, secondo la tabella sopra, in base al driver e alla risoluzione desiderata.

Montate lo shield sopra la scheda Arduino UNO, verificando che tutti i pin entrino correttamente nei connettori.

Montate i driver rispettando il verso corretto: il pin EN dello shield deve corrispondere al pin Enable del driver. Un montaggio invertito distrugge il driver e può danneggiare lo shield.

Montate i dissipatori sui chip dei driver.

Se utilizzate l’asse A per la clonazione, mettete i jumper nelle posizioni STEP e DIR dell’asse che desiderate duplicare (X, Y o Z).

Collegate i motori passo-passo ai connettori a 4 pin, rispettando le coppie di bobine (1A-1B e 2A-2B). Se un motore ruota al contrario, ruotate il connettore di 180 gradi oppure invertite la direzione dall’impostazione $3.

Collegate i finecorsa tra il pin di segnale e GND. GRBL usa le resistenze di pull-up interne, quindi i contatti normalmente aperti (NO) funzionano senza componenti aggiuntivi. Per l’asse Z usate il pin SpnEn (D12) in GRBL 0.9 e 1.1.

Collegate l’alimentatore da 12 - 36V DC al morsetto a vite, rispettando la polarità. Con i driver A4988 non superate 35V.

Con l’alimentazione accesa, regolate la corrente di ciascun driver tramite il potenziometro sul driver (tensione Vref). Usate la formula presente nella documentazione del driver e la corrente nominale del motore.

Collegate la scheda Arduino al PC tramite USB e aprite GRBLcontrol o un altro programma di controllo GRBL, alla velocità di 115200 baud.

Configurate il numero di passi per millimetro ($100, $101, $102), le velocità massime ($110 - $112) e le accelerazioni ($120 - $122) in base alla meccanica della macchina.

Testate il movimento di ciascun asse con comandi di spostamento manuale (jog), senza utensile montato.

Per gli incisori laser con GRBL 1.1 attivate la modalità laser con $32=1 e collegate il comando laser all’uscita PWM (pin marcati Z+ / Z-, D11).

Attenzione: non collegate e non scollegate i motori o i driver mentre lo shield è alimentato, perché i driver possono distruggersi istantaneamente.