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GRBL-Shield-CNC

Es gibt sehr viele verschiedene Shields für die ARDUINO-Boards am Markt. Unerklärlicher Weise aber nur sehr wenige zur Ansteuerung von Schrittmotoren. Davon haben nur wenige mehr als einen Kanal oder aber sind zu unflexibel für die Nutzung!

Im Hobby CNC-Bereich, dazu zählen DIY-Fräsen, CO²-Laser oder auch 3D-Drucker hat sich eine spezielle Steuerungsfirmware namens GRBL stark verbreitet. Die Software wurde von Simen Svale Skogsrud (Norway) begonnen und bis 2011 auch weiterentwickelt. Danach haben weitere Entwickler der OpenSource Gemeinde das Projekt weiter vorangetrieben. Die aktuelle Version  davon ist v0.9g (Stand: 5.9.2014).

GRBL hat eine spezielle immer gleiche Belegung der Pins des ARDUINO-Boards. Die Pinbelegung ist aus folgender Grafik zu sehen.

Auf der Suche nach einem flexiblen und leistungsfähigen GRBL-Shield sind wir im Internet auf Suche gegangen. Die Shields hatte alle ihre Vor- und Nachteile. Und sei es nur eine schwierige Beschaffung. Letztendlich haben wir uns für eine Eigenentwicklung (basierend auf verschiedenen Entwicklungen im Internet) entschieden, die so wie wir hoffen, alle unsere Ansprüche erfüllt.

Für die Entwicklung hatten wir uns folgende Ziele gesetzt:

  1. Platz für bis zu 4 Schrittmotor-Treibern!
  2. Treiber müssen einzeln als Steckmodule austauschbar sein!
  3. Die Treiber sollen kompatibel zum POLOLU-Layout sein!
  4. Zwei Treiberbausteine müssen sychronisierbar (clone), für Dual-Motrobetrieb sein!
  5. Preiswerte Herstellung!
  6. Keine komplizierten Bauteile mit schwieriger/teurer Beschaffung!
  7. Platine in Shield-Form unter Nutzung des GRBL-Pin-Layouts!

Dabei spielte weniger eine ausgeklügelte Elektronik die Rolle, als vielmehr eine geschickte Plazierung der Bauteile. Daher ist die Bestückung der Platine auch relativ einfach.

Eine bestückte Platine ist im folgenden Bild zu sehen.

Mit dem Shield haben wir alle unsere Ziele erreicht. Ohne die Firmware individuell anpassen zu müssen, kann das Shield für unterschiedlichste Zwecke verwendet werden. Es ist noch einigermaßen preiswert und sehr flexibel. Die Einhaltung des "POLOLU-Standards" für die Treiberbausteine ermöglicht die gemischte Bestückung der Treibersteckplätze und einen individuellen Austausch der Module z.B. durch einen Defekt einer Stufe.

Die zusätzlich herausgeführten restlichen Pins des ARDUINO, bietet Platz für weitere Erweiterungen wie z.B. einer Anzeige, einer Fernsteuerung oder externer Endstufen (z.B. mit TB6560).

 

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Ich habe nun endlich ein paar neue Produkte in den Shop eingestellt. (19.08.13)


 

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