Moderniser Une Mini CNC Avec Arduino Et GRBL

Développé par : Noureddine Ait Elmalen

Matériel nécessaire

1. Carte Arduino uno
2. Shield cnc v3
3. Drivers de moteurs pas à pas (comme A4988 ou DRV8825)
4. Alimentation 12V à 24V (selon votre machine)
5. Câbles de connexion (pour relier l’Arduino aux moteurs et aux drivers)
6. connecteurs micro GX16 4 broches (male , femelle )

Avant de commencer, assurez-vous que votre mini CNC est opérationnel. Vous devez vous assurer que les moteurs pas à pas, les drivers de moteurs, l'alimentation et les fins de course sont en bon état. Si vous parlez d’une machine ancienne, vérifiez la compatibilité de vos composants avec la carte Arduino et les drivers.

L’un des éléments les plus importants de cette modernisation est la connexion des moteurs pas à pas aux drivers, puis à l’Arduino. Voici comment faire :

1. Assemblage de la carte Arduino avec Shield cnc v3
2. connections des drivers moteurs A4988 avec Shield cnc
3. Brancher les drivers A4988 avec Shield cnc , Assurez-vous de connecter les drivers A4988 au shield CNC en respectant la correspondance des broches. En particulier, assurez-vous de relier correctement la broche Enable des drivers à la broche Enable du Shield, afin de garantir un fonctionnement optimal du système.
4. Enable (EN) : active ou désactive le driver.

pour régler correctement la tension de référence de votre driver en fonction du courant maximum que votre moteur peut supporter, vous pouvez utiliser les formules adaptées à chaque type de driver,

1. Connecter la carte Arduino a votre pc :
2. Calcul de la tension de référence Vref :
3. Pour le driver A4988 La relation est la suivante :

1. Pour le driver DRV8825 La relation est la suivante :

Dans mon exemple j'ai des moteurs qui supportent un courant Imax = 1,5 A et j'ai utilisé un driver A4988. Pour obtenir le courant désiré de 1,5 A, je calcule la tension de référence comme suit :

GRBL est un firmware open-source qui permettra à votre Arduino de contrôler les mouvements de la machine CNC via des commandes G-code Voici comment l’installer :

Installer l'IDE Arduino :

Si ce n'est pas déjà fait, télécharge et installe l'IDE Arduino sur ton ordinateur. Tu peux le télécharger ici : Arduino IDE.

Télécharger GRBL:

1. Va sur le répertoire GitHub de GRBL : GRBL GitHub.
2. Clique sur le bouton Code, puis sur Download ZIP pour télécharger le fichier compressé contenant GRBL.
3. Une fois téléchargé, extrait le fichier ZIP sur ton ordinateur.

Ouvrir GRBL dans l'IDE Arduino:

1. Ouvre l’IDE Arduino.
2. Sketch > Inclure Library > Add .ZIP Library
3. Clique sur Ouvrir pour charger le fichier GRBL dans l'IDE Arduino.
4. aller dans file > Examples > Grbl > grblUpload
5. Connecter la carte Arduino a votre ordinateur
6. Tools > Board > "Arduino Uno " et Port > "COMx"
7. Téléverser le code à votre carte arduino

Vérification du téléversement:

Une fois le téléversement effectué, GRBL est maintenant installé sur ton Arduino. Pour vérifier que tout fonctionne correctement :

1. Ouvre le Moniteur série dans l'IDE Arduino en allant dans Outils > Moniteur série.
2. Configure la vitesse du moniteur série à 115200 bauds.
3. Envoie la commande "$$" (sans les guillemets) dans le moniteur série. Cela devrait retourner une série de paramètres GRBL. Si tu vois ces paramètres, cela signifie que GRBL est correctement installé et fonctionne sur ton Arduino.

GRBL Candle est un logiciel de contrôle pour CNC basé sur GRBL. Il fonctionne avec toutes les CNC 3 axes qui intègrent un Arduino. Il vous permet de contrôler les mouvements de votre CNC manuellement ou d’envoyer des fichiers Gcode afin de lancer un usinage.

C’est un logiciel simple a prendre en main donc il est idéal pour débuter.

1. Vérification des "Pas par mm"

le pas par millimètre c'est un paramètre fondamental qui détermine combien de pas un moteur doit faire pour déplacer l'axe d’un millimètre. Si ces valeurs ne sont pas correctement calibrées, les déplacements de la machine ne seront pas précis.

1. Étape 1 : Ouvre ton logiciel de contrôle CNC .
2. Étape 2 : Connecte ton Arduino à ton ordinateur et envoie la commande $$ dans ton logiciel de contrôle pour afficher les paramètres de configuration actuels.
3. Étape 3 : Repère les valeurs des $100, $101, et $102, qui correspondent aux Pas/mm des axes X, Y et Z.
4. Étape 4 : Pour calibrer ces valeurs, tu dois mesurer un déplacement réel. Par exemple, fais déplacer l'axe X de 100 mm et mesure la distance réelle avec un pied à coulisse.
5. Si la distance mesurée est différente de 100 mm, il te faudra ajuster le paramètre $100.
6. Si l'axe se déplace de 98 mm au lieu de 100 mm dans ce cas on utilise la relation suivante pour ajuster le pas/mm et s'écrit comme suit :

1. Répète cette opération pour les axes Y et Z si nécessaire.
2. Je veux ajuster la valeur des pas par millimètre pour chaque axe (X, Y, Z) afin que la distance parcourue par la machine corresponde à la distance contrôlée. Dans mon exemple :
3. Valeur actuelle des paramètres :
4. $100 = 250 (pas/mm pour l'axe X)
5. $101 = 250 (pas/mm pour l'axe Y)
6. $102 = 250 (pas/mm pour l'axe Z)
7. Calcul de l'ajustement :

La distance contrôlée est de 10 mm, mais la distance mesurée est de 50 mm Le rapport entre la distance mesurée et la distance contrôlée est donc de 50 mm / 10 mm = 5.

1. La formule correcte pour ajuster les paramètres est :

1. Modification des paramètres dans GRBL :

1. Vérification du changement :

Après avoir modifié ces paramètres, il est important de vérifier que la machine se déplace correctement. Envoie à nouveau les commandes de test pour vérifier que la distance parcourue est désormais correcte :

Ensuite, mesure à nouveau la distance parcourue pour t'assurer que ta machine a bien parcouru la distance de 10 mm comme prévu.

Moderniser une mini CNC avec un Arduino et GRBL est une excellente manière de redonner vie à une machine ancienne ou basique tout en ajoutant de nombreuses fonctionnalités modernes. Grâce à cette approche, il est possible de créer des projets de plus grande précision, tout en profitant de la flexibilité et de la richesse des logiciels de conception CNC disponibles .

Regardez le projet en action à travers une courte vidéo explicative:

https://www.youtube.com/watch?v=pqH73j7vLfA