Elektronik Shapeko 2 CNC Fräse
Elektronik Shapeko 2 CNC Fräse

Inbetriebnahme Shapeoko 2 – Elektronik

Aus der Reihe Inbetriebnahme Shapeoko 2 folgt heute der nächste Schritt. Nachdem  die Software auf dem Arduino Uno der Shapeoko 2 CNC Fräse im Rahmen des letzten Blog Posts konfiguriert wurde, beginnen wir jetzt mit dem Zusammenbau der Elektronikkomponenten als Testaufbau. Wieder halten wir uns an die original Dokumentation.

Benötigte Teile

Zum Aufbau der Elektronik benötigt man folgende Teile aus der Teileliste:

  • 4x NEMA 17 Schrittmotoren (GA01)
  • 1x Netzspannungsteil 230V  (GA03)
  • 1x Spannungskabel für Netzteil  (GA04)
  • 1x Arduino Uno mit grbl vorinstalliert (GA05)
  • 1x grblShield (GA06)
  • 1x USB Kabel (GA11)
  • 1x Stromversorgungsadapterkabel (GA12)

Werkzeug

An Werkzeug benötigt man nur einen kleinen Schlitzschraubendreher da die Drähte der Schrittmotoren bereits abisoliert sind.

Elektronik Aufbau

Die erste Widrigkeit, die sich aber in der Regel schnell lösen lässt, ist das mitgelieferte Kabel für das Versorgungsnetzteil des Grbl-Shields. Das Kabel hat auf der einen Seite einen Kaltgerätestecker und auf der anderen Seite einen Steckdosenstecker. Das Problem an dem mitgelieferten Kabel ist der Stecker für die Steckdose. Dieser entspricht nicht der weitverbreiteten Schuko-Bauart, der im europäischen Raum Standard ist.

Schuko vs Nema Stecker

Links der in Europa übliche Schuko Stecker, rechts der in den USA übliche Nema-5 Stecker

Auf dem Foto erkennt man den Nema-5 Stecker des mitgelieferten Kabels auf der rechten Seite. Um das Kabel an eine Schukosteckdose anschließen zu können, muss man entweder den Stecker oder das Kabel tauschen. Das Kabel ist für viele sicher die einfachere Lösung, da es gut sein kann, das man ein Kabel mit Kaltgerätestecker zu Hause hat. Desktopcomputer, alte Monitore, Netzteile für TFT-Bildschirme haben üblicherweise ebenfalls ein Anschlusskabel mit einem Kaltgerätestecker das passend ist. So haben auch wir ein ausgedientes Monitornetzkabel als passenden Ersatz verwendet. Das Netzteil selbst ist für europäische Netzspannung 230V mit 50Hz ausgelegt. Hat man einen passenden Stecker montiert oder ein passendes Kabel gefunden steht dem Aufbau der Elektronik nichts mehr im Wege.

Der Aufbau der Elektronik dient als Testaufbau um die korrekte Funktionsweise sicher zu stellen. Für den Einbau der Elektronik in die Shapeoko muss man die Einzelteile wieder demontieren. Aus diesem Grund empfehlen wir die Kabel nicht zu kürzen und mit den vorhandenen Klemmen zu montieren. Das erleichtert ggf. die Fehlersuche und die Demontage.

Elektronik Teile

Teil für den Aufbau der Elektronik

Nach dem Aufstecken des Grbl-Shields auf den Arduino, kann man mit dem Verkabeln beginnen.

Verkabeln mit Schraubklemmen

Verkabeln mit Schraubklemmen

Hilfreich ist es, wenn man die Schrittmotoren mit einem Stück Malerband nach Achse beschriftet. Alle Schrittmotoren sind ident, zum jetzigen Zeitpunkt hat man noch die freie Wahl welcher Schrittmotor welche Achse zugewiesen bekommt.

Beschriftung der Schrittmotoren

Beschriftung der Schrittmotoren

WICHTIG: Die Zusatzstromversorgung erst an die Steckdose anschließen wenn alles fertig verkabelt ist (inkl. Schrittmotoren). Sonst kann es passieren, dass das Grbl-Shield überlastet und kaputt wird.

Das Grbl-Shield bekommt eine eigene Stromversorgung über des mitgelieferte Netzteil (wozu man das oben angesprochene Kaltgerätesteckerkabel benötigt). Alle Schrittmotoren sind anzuschließen und schließlich das USB Kabel vom Arduino zum Laptop.

Die Verkabelung ist im Gange

Die Verkabelung ist im Gange

Wir haben zu beginn das Farbschema der offiziellen Anleitung von Inventables eingehalten. Dabei haben wir festgestellt, dass sich nicht alle Schrittmotoren in die erwartete Richtung drehen – zumindest war das bei uns der Fall. Das ist aber kein Problem, solange die Motoren sich drehen und die Geschwindigkeit für den Z-Achsen Motor stimmt. Drehrichtungsumkehr kann im finalen Aubau berücksichtigt werden oder auch mit Softwareeinstellungen.

Anschluss am Grbl-Shield

Anschluss am Grbl-Shield

Testen der Elektronik

Sind alle Motoren und Kabeln angeschlossen, kann man die Stromversorgung an die Steckdose anschließen und das USB Kabel an den Computer. Testen kann man die Elektronik mit dem Universal-G-Code-Sender den wir schon im vorherigen Post vorgestellt haben.

Nach dem Verbinden des Universal-G-Code-Sender Programms mit dem Arduino, kann man unter dem Tab „Machine Control“ die einzelnen Achsen durch klicken auf die entsprechenden Knöpfe ansteuern.

Ist die Drehrichtung falsch, kann man das später entweder durch Softwareeinstellungen der Grbl Software – wie im letzten Post schon angewandt – korrigieren, oder man vertauscht die Kabel schwarz und grün des betroffenen Schrittmotors am Grbl-Shield.

Habt ihr weitere Tipps oder Hilfestellungen für den Elektroniktestaufbau? Hat bei euch die Kabelanordnung der offiziellen Anleitung die richtige Drehrichtung erzeugt?

Nächster Artikel dieser Serie Inbetriebnahme Shapeoko 2 – Mechanik Rollen

Weiterführende Links

4 Antworten
  1. Daniel Rohde-Kage
    Daniel Rohde-Kage says:

    Hej, vielen Dank für Deine schöne Dokumentation.
    Zur Frage der Drehrichtung: Nein, die X-Achse war bei mir mit der vorgegebenen Verkabelung falsch, das ‚Shapeoko-Hello-World‘ und ein Testpattern waren spiegelverkehrt. Ich habe das hardwaretechnisch gelöst, also umgepolt.

    Antworten

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  1. […] 2 geht es heute mit dem mechanischen Zusammenbau los. Der letzte Artikel befasste sich mit dem Testen und dem Zusammenbau der Elektronik. Wie halten uns wie immer an die original Dokumentation. Als erstes stehen die Rollen für den […]

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