Recentemente construi a minha CNC caseira. Com ela consigo fazer peças em metal, plastico, acrilico e sobretudo placas de circuito impresso.
Embora a máquina faça as peças sozinha, há muitos detalhes que dependem do utilizador para ficarem perfeitas.
Parâmetros como velocidade de corte horizontal, velocidade de corte vertical, velocidade de rotação da fresa, etc, precisam de ser controlados consoante o tipo de material que será trabalhado na cnc.
I've recently finished building my homemade CNC. With it i can cut small pieces of metal, plastic, acrylic and especially make printed circuit boards.
Although the machine does all the hard work by it self, there are many details that depend on the user so that the parts end up perfect.
Settings such as horizontal cutting speed, vertical cutting speed, spindle rotation speed, etc, need to be set depending on the type of material to be worked in the machine.
Uma vez que a minha CNC caseira foi construida por mim seguindo o meu desenho original e com materiais baratos e acessiveis, usei um mini berbequim estilo dremel para a rotação da fresa de corte.
Since my homemade CNC was built using my original design and with inexpensive and accessible materials, i ended on using a mini drill dremel style as my spindle.
Este mini berbequim possui um selector de velocidade mas com uma escala de 1 a 6 o que significa que não me permite ter a noção de quantas rotações equivale cada ponto dessa escala.
Por essa razão decidi construir um pequeno circuito para me medir a rotação do berbequim.
This mini drill has a speed selector but with a scale from 1 to 6 which means i dont have the information of how many rotations i'm getting for each point of the scale.
For this reason i decided to build a small circuit to measure the rotation speed.
O circuito é bastante simples...eis os principais componentes:
- x1 regulador para baixar a tensão de 24V ( tensão da fonte de alimentação da CNC ) para 3,3V ( tensão de alimentação do display )
- x1 microcontrolador 16F88. Podia utilizar um microcontrolador muito mais pequeno mas...era o que tinha "á mão"
- x1 sensor de efeito hall TLE4935L
- x1 display lcd compativel nokia 3110 ou 5110 de 84x48
The schematic is very simple...here are the components used:
- x1 voltage regulator to lower the voltage down from 24V ( which is the voltage output of the machine's power supply ) to 3,3V
- x1 16F88 microcontroller. I have many of these on my workbench so that is why i decided to use this one
- x1 TLE4935L hall effect sensor
- x1 3110 or 5110 84x48 compatible display
De inicio usei, como habitualmente, uma breadboard para montar o circuito e testar tudo.
At first, and as usual, i used a breadboard to mount and test the circuit.
O mini berbequim tem uma zona recortada para refrigeração. Lá dentro é possivel ver a peça plastica que estará diretamente acoplada ao veio principal.
É aqui nesta peça que podemos colocar um pequeno iman para o sensor de efeito hall captar o seu campo magnético a cada rotação e assim contar o número de voltas.
The mini drill has a cut out area for cooling. Inside it is possible to see the plastic piece that is directly coupled to the main shaft.
This is the piece that we can put a small magnet so that the hall effect sensor can capture its magnetic field in every rotation and so count the number of turns.
Encontrei na ebay uns imans muito pequenos, leves e muito fortes ( neodymium ) de 2x1mm.
I found some very small magnets which are very lightweight and strong ( neodymium ) and measure only 2x1mm.
Existem 2 modelos diferentes destes sensores de hall effect.
Um dos modelos muda o estado do pino de saida consoante detecta ou não um campo magnético.
Outro modelo muda de estado quando sente um campo magnético positivo mas só regressa ao estado inicial quando sente um campo magnético negativo.
O meu sensor tem o comportamento deste ultimo modelo que referi, ou seja, teria de usar 2 imans ( orientados de modo a que fiquem com campos diferentes expostos ao sensor ). Um sensor activa a saida do sensor e o segundo sensor desactiva a saida do sensor.
There are two different models of these hall effect sensors.
One of the models changes it's output pin depending on whether or not a magnetic field is present.
The second model changes state when it senses a positive magnetic field but only returns to the initial state when it senses a negative magnetic field.
My sensor has the behavior of the second model mentioned, meaning that i would have to use two magnets (oriented so that they are faced with different poles from each other).
One magnet will trigger the output pin on and the second magnet will trigger the output pin off.
Para fixar os imans usei uma epoxy bastante boa. Isto é muito importante pois terá de segurar os imans quando estes estiverem a sofrer forças centrífugas consideráveis a 30 mil rotações por minuto.
To hold the magnets i used a strong epoxy glue. This is very important because the glue will have to hold the magnets when they will be under considerable centrifugal forces at 30K revolutions per minute.
Durante os testes coloquei o sensor no mini berbequim e isolei a abertura com fita de aluminio como precaução pois a epoxy podia não resistir e um iman podia sair disparado.
During testing I placed the sensor on the mini drill and isolated the opening with aluminum tape as a precaution because the epoxy could not resist and one of the magnet could fly loose.
Liguei as pontas de prova directamente no sensor para medir os impulsos com o meu osciloscópio digital.
Consoante ia variando a velocidade do mini berbequim, ia comparando o resultado obtido no osciloscópio com o apresentado no display do meu circuito para conferir que tudo batia certo.
I connected the probes directly to the sensor pins to measure the pulse with my digital oscilloscope.
I then turned the mini drill on and slowly changed the speed while comparing the results obtained on the oscilloscope with the ones obtained by the circuit through the display so i could check that everything was working ok.
Com tudo a funcionar correctamente fiz a instalação definitiva do sensor. Decidi manter a ficha molex para ser mais facil substituir o sensor se necessário ou caso precisasse de retirar o mini berbequim da CNC.
With everything working properly i did the final installation of the sensor. I decided to keep the molex plug so it would be easier to replace the sensor if necessary or to remove the mini drill if needed.
Tenho vários displays originais nokia retirados de telemoveis antigos 3310 mas para esta aplicação preferi comprar um display compativel já com placa de circuito impresso pois não pretendia monta-lo numa caixa. Em vez disso coloquei o display assim como veio no topo do mini berbequim.
I have several original displays taken from old nokia 3310 cellphones but for this application I thought it would be better to buy a compatible display already on a printed circuit board because i did not intend to look for a box. Instead i placed the display as is on top of the mini drill.
Eis algumas fotos...
Here's some pictures...
O display em funcionamento. 4 leds iluminam o display.
The display working. 4 leds light up the screen.
Como sempre aqui fica um pequeno video com o display em funcionamento.
As always here's a small video clip showing the display working.