TTL-лазер для Anet A2 (A8) с поддержкой команд M3 — M5
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Приветствую всех, интересующихся данной темой. Хочу поделиться своей реализацией возможности использования принтера Anet A2 для гравировки лазером с TTL-управлением. При этом сохраняется весь функционал принтера и гравера одновременно с небольшой потерей рабочего пространства. Все это будет работать на прошивке Marlin 1.1.9 и да, гравировка может выполняться в автономном режиме (без подключения к компьютеру) с SD карты.
Начнем с теории и ограничений штатной платы принтера. Как известно TTL-управление это управление всего двумя состояниями выхода — включено (1) и выключено (0). Конечное устройство (лазер), подключенное к данному выходу будет работать соответственно:
— на выходе 1 — устройство работает на полную мощность
— на выходе 0 — устройство выключено
Так выделяемая мощность в период времени будет зависеть от того какую часть этого периода устройство включено, и какую выключено. Ну а это есть не что иное как PWM-модуляция.
Следовательно чтобы нам управлять мощностью лазера нам нужно его подключить к выводам микроконтроллера с PWM-модуляцией, а их не так уж и много и самое обидное они все заняты. Всего у МК ATmega1284 4 таймера с 8 выводами.
Для внешних устройств возможно задействовать 3 таймера (6 выводов). Четвертый используется чисто для внутренних задач.
Из схемы материнской платы принтера видим,
что выводы первого таймера используются в аналоговом режиме (задействованы таймеры для формирования PWM) и управляют нагревом хотэнда и стола. Выводы второго таймера задействованы в цифровом режиме и управляют моторами по осям X и Y. Ну и у оставшегося таймера один из выводов используется в аналоговом режиме — управляет скоростью вращения вентилятора обдува изготавливаемой модели, а второй в цифровом режиме для управления мотором оси Z.
Так как основной задачей было сохранить весь функционал принтера было решено для управления лазером задействовать вывод управления вентилятором. Взять сигнал планировалось до выходного транзистора (вывод 44 точка Т35). В связи с тем, что формировать код управляющей программы для гравировки планировалось в сторонних программах и не было никакого желания править его в ручную, необходимо было включить поддержку команд M3 и M5 в Marlin. Но в такой конфигурации у меня не получалось скомпилировать прошивку. Постоянно выдавало ошибку что вывод занят для других функций. Вполне возможно, что можно как-то объединить разные функции, но моих знаний недостаточно для решения данной задачи. Поэтому я пошел другим путем.
Вообще для поддержки в Marlin команд M3 S***, М4 S***, M5 необходимо указать дополнительно 3 выхода
1 — включения (ENABLE)
2 — уровень мощности (PWM)
3- направление вращения (DIR)
Углубившись опять в схему материнской платы, в поисках чем все же можно пожертвовать обнаружил вывод (33 T51) на котором висит светодиод и больше ничего, хотя дорожка уходит на разъем дисплея. На основании этого было решено освободить вывод таймера (43 Т1), задействованный для управления осью Z, перекинув его функции на вывод 33. Для этого на обратной стороне материнской платы были перерезаны 2 дорожки. Места разреза показаны зеленым цветом. И брошена перемычка тонким мягким проводом (отмечена желтым цветом). Освободившийся вывод прижал резистором 10К к земле (синий).
На сколько это целесообразно утверждать не буду. Просто решил не оставлять данный вывод весящим в воздухе при физическом отключении лазерного модуля.
Теперь по прошивке. Marlin 1.1.9 скачал с оф.сайта. Пробовал и второй, но с ним быстро не получилось, а долго не было желания возиться. Так что все остальное будет относиться к версии 1.1.9. Для компиляции прошивки использовал Arduino IDE 1.8.5 с добавленной библиотекой Sanguino 1.0.3.
Marlin распаковываем в отдельную папку. Далее в ней проходим по пути \Marlin\example_configurations\Anet\A8 и копируем файлы конфигурации Configuration.h и Configuration_adv.h. Перемещаемся вверх в папку Marlin и вставляем скопированные файлы с заменой оригиналов. Запускаем файл Marlin.ino из этой же папки.
В Arduino IDE переходим во вкладку Configuration.h к строкам 856, 857 и меняем true на false и false на true. должно получиться так:
#define INVERT_Y_DIR true
#define INVERT_Z_DIR false
Это касается только принтеров Anet A2. Для A8 пропустить эту операцию.
Далее переходим во вкладку Configuration_adv.h. Нас интересуют строки с 1416 позиции.
В частности в этой строке включается поддержка команд М3 — М5. Нужно раскомментировать данную строку (убрать // в начале строки)
В строках 1419 — 1426 можно выполнить некоторые настройки управления лазером (шпинделем). Пояснения там присутствуют. Для лазера рекомендую в пунктах:
значение параметров указать пониже. Этот параметр нужен для шпинделя. Время на его раскрутку и остановку в миллисекундах. Если этого не сделать, то при выполнении гравировки лазер будет включаться и стоять на месте указанное время и только после этого начинать двигаться. Из-за этого будет пережог в начале каждой траектории. У меня этот параметр выставлен на 1 миллисекунду.
#define SPINDLE_LASER_POWERUP_DELAY 1
#define SPINDLE_LASER_POWERDOWN_DELAY 1
Далее в строках 1437 — 1445 указывается диапазон значений мощности передаваемый в G-коде. Мне удобнее использовать в градации 0 — 255 (0-выключено, 255 полная мощность).
Поэтому эти строки я привел к следующему виду:
#define SPEED_POWER_SLOPE 1
#define SPEED_POWER_INTERCEPT 0
#define SPEED_POWER_MIN 1
#define SPEED_POWER_MAX 255
Ну что, теперь осталось только указать какие выводы для чего используются. Для этого в Arduino IDE переходим во вкладку pins_ANET_10.h и вносим следующие изменения.
Для #define Z_STEP_PIN указываем число 27 (цифровой вывод)
#define Z_STEP_PIN 27
Теперь мотор оси Z будет тактироваться 33 выводом микроконтроллера.
Далее необходимо прописать выводы для управления лазером. Для этого нужно добавить следующие строки:
#define SPINDLE_LASER_ENABLE_PIN 26 // digital pin
#define SPINDLE_LASER_PWM_PIN 3 // digital pin — MUST BE HARDWARE PWM
#define SPINDLE_DIR_PIN 26 // digital pin
Я эти строки внес после определения выводов термодатчиков. Выводы включения и направления вращения я указал цифровой вывод 26 (вывод 32 микроконтроллера). Это вывод включения оси Z. Можно использовать цифровой вывод 14 (вывод 15 микроконтроллера), но он управляет включением моторов оси X и Y (E тоже), что может создавать помехи перемещению рабочего инструмента во время включение и отключения лазера (шпинделя). Так как для лазерной гравировки ось Z практически не используется было решено использовать 26 цифровой вывод. Возможно с шпинделем могут возникнуть проблемы так как там необходимо интенсивно использовать ось Z. В таком случае материнскую плату Anet, без кардинальных изменений использовать не получится.
На данный момент лазером нельзя управлять с панели управления принтером и нет отображения состояния лазера, а хотелось бы
В общем всё. Теперь к 43 выводу микроконтроллера подключаем TTL-вход лазера и в путь. Я использую вот этот софт для формирования управляющей программы для лазера. Для отправки G-кода по кабелю понравилась программа Snapmakerjs. В ней можно выставить начальную точку и за тем обнулить рабочие координаты, что очень удобно
Если есть советы по более правильной конфигурации было бы интересно «услышать» в комментариях.
Так же задавайте вопросы. Чем смогу, тем помогу.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
ВОПРОС И снова про подключения TTL
Добрый день. Возник вопрос по подключению ТТЛ к плате WoodPecker 3.2.
Смотрел другие темы, такого подключения ещё не видел.
Имеется:
Плата WoodPecker 3.2A
TTL с фотографии
Для упрощения восприятия накидал схему ещё.
Про подключение 12V вопросов нет, вопрос как подключить разъем ТТЛ с платы ТТЛ в разъем Лазер на Дятле.
Темы из этой же категории
- Муки выбора лазера
- Лазер на рельсах.
- Лазер LT-40W-AA для cnc3018
- Лазер с кинематикой CoreXY
- Пневмоподжиг плазмореза и емкостной датчик
Некит
МЕСТНЫЙ
ПРОВЕРЕННЫЙ
Регистрация 13.11.2018 Сообщения 16 Реакции 3 Баллы 13 Город Красный Дар
Что то получилось?
У меня такая же проблема, прям беда какая то(
Люди на форуме такие умный, говорят, подключайте правильно и все будет окей, но сами не могут объяснить, что и как подключали(
Artyuha
НЕ ТОЛЬКО ЧИТАЕТ
НАШ ЧЕЛОВЕК
Регистрация 26.03.2019 Сообщения 142 Реакции 159 Баллы 63 Город Зеленоград Имя Сергей Плата woodpecker3.2a Прошивка 1.1f
Что то получилось?
У меня такая же проблема, прям беда какая то(
Люди на форуме такие умный, говорят, подключайте правильно и все будет окей, но сами не могут объяснить, что и как подключали(
Дык, правильно же говорят
Ладно, я не умный, попробую помочь, вдруг смогу
DarkNir , кроме железок на фотках выше есть еще что-то? Провода какие-нить?
Покупалось все комплектом или вразброд?
DarkNir
МЕСТНЫЙ
ПРОВЕРЕННЫЙ
Регистрация 14.01.2019 Сообщения 7 Реакции 0 Баллы 11 Город Барнаул Имя Данил Плата CAMTOOL CNC 3.3 Прошивка GBRL 1.1f
Дык, правильно же говорят
Ладно, я не умный, попробую помочь, вдруг смогу
DarkNir , кроме железок на фотках выше есть еще что-то? Провода какие-нить?
Покупалось все комплектом или вразброд?
Есть ещё новая версия платы 3.3, китайцы её прислали вместо старой 3.2.
Есть лично собранный лазер, но он просто цепляется на LD.
Тут даже больше вопрос в целесообразности подключения лазера через TLL. Я понял, что градации серого может и PWM давать с платы, подключенный к 12 вольтам на плате лазера.
Я просто не могу понять принципиальную разницу между TTL и PWM простыми словами, что из этого лучше, что лучше скажется на продолжительности работы лазера, и что лучше подцеплять.
Вложения
IMG_20190617_205829.jpg
120.9 KB · Просмотры: 136
Artyuha
НЕ ТОЛЬКО ЧИТАЕТ
НАШ ЧЕЛОВЕК
Регистрация 26.03.2019 Сообщения 142 Реакции 159 Баллы 63 Город Зеленоград Имя Сергей Плата woodpecker3.2a Прошивка 1.1f
Я просто не могу понять принципиальную разницу между TTL и PWM простыми словами, что из этого лучше, что лучше скажется на продолжительности работы лазера, и что лучше подцеплять.
Честно говоря, даже мне с моим дипломом инженера электронной техники порой трудно понять обсуждения с участием этих терминов на форумах.
По идее, TTL или ТТЛ — транзисторно-транзисторная логика, то есть интерфейс взаимодействия между двумя электронными узлами или модулями в терминах логических «0» и «1». Уровни сигналов при этом могут быть не обязательно до 5 В, но наиболее распространено именно это опорное напряжение.
Теперь PWM или ШИМ — широтно-импульсная модуляция, то есть модуляция, при которой управление формой сигнала (если смотреть осциллом, например) производится изменением скважности при фиксированной частоте. Опорное напряжение может быть любым, частота тоже. Классическое применение ШИМ — DC-DC конвертор.
Нетрудно догадаться, что при помощи ТТЛ можно эмулировать ШИМ. Запускаем цикл с определенной частотой и в зависимости от необходимого значения сколько-то тактов держим «0», а оставшиеся такты в цикле «1».
По моей личной практике, использование аппаратного ШИМ гораздо надежнее эмулированного.
Что в нашем с вами дятле подразумевается под TTL и PWM — хрен его знает.
Осциллом я прощупывал то, что идет с платы на 3х проводной разъем для лазера. Там идет ШИМ с уровнем 5В, причем инвертированный. То есть именно то, что нужно большинству драйверов полупроводниковых лазеров. Ну и 12В силовой. А дальше уже дело драйвера сделать все так, как надо лазерной башке.
Ваши сообщения автоматически объединены: 17.06.2019
Есть ещё новая версия платы 3.3, китайцы её прислали вместо старой 3.2.
Есть лично собранный лазер, но он просто цепляется на LD.
Тут даже больше вопрос в целесообразности подключения лазера через TLL. Я понял, что градации серого может и PWM давать с платы, подключенный к 12 вольтам на плате лазера.
Я просто не могу понять принципиальную разницу между TTL и PWM простыми словами, что из этого лучше, что лучше скажется на продолжительности работы лазера, и что лучше подцеплять.
Как по мне, так основное отличие представленной платы 3.3 от 3.2 в наличии помимо инвертированного ШИМ/ТТЛ (я сам не знаю что там на самом деле, если честно) еще и прямого. Инверсия здесь заключается в том, откуда считается 0 уровень, от низа, то есть от 0В, либо от верха, то есть от 5В.
Может быть и иная реализация, логической инверсии, а не физической. Сути это не меняет, т.к. речь идет об усреднении и получении некого интегрированного сигнала.
Ttl лазер что это
Вот думаю-думаю уже несколько дней и все равно в одну цепочку не складывается. Не понятно, как реализуется программно TTL-интерфейс лазерного блока питания. То есть понятно, что есть БП лазера (CO2) с TTL-интерфейсом. Там клеммы для управляющих сигналов. А что подавать-то? Назначаем этот пин в программе как-то (не знаю как). Что, есть какая-то команда специальная? Например, F150 – скорость 150. Может, например, D50 – мощность 50? Как-то же должно это все реализовываться?
Вот думаю-думаю уже несколько дней и все равно в одну цепочку не складывается. Не понятно, как реализуется программно TTL-интерфейс лазерного блока питания. То есть понятно, что есть БП лазера (CO2) с TTL-интерфейсом. Там клеммы для управляющих сигналов. А что подавать-то? Назначаем этот пин в программе как-то (не знаю как). Что, есть какая-то команда специальная? Например, F150 – скорость 150. Может, например, D50 – мощность 50? Как-то же должно это все реализовываться?
Александр, в Вашем вопросе слишком мало информации, чтобы дать какой-нибудь ответ вообще.
Начать, я думаю, нужно с изучения документации на лазер. Если таковой нет — гадать можно до бесконечности.
Если есть описание, как управляется лазер — скажем последовательным кодом, с описанием команд — тогда можно придумывать устройство, которое бы по сигналу на выводе LPT формировало требуемую управляющую последовательность.
Ищите документацию, это лучший совет.
15 дней спустя
Непонятно, Вы хотите в одном файле управлять мощностью? Для резки используется одна скорость. Менять мощность лазера интересно только в смысле маркировки. В Mache можно управлять мощностью посредством “скорость шпинделя — управление ШИМ”. Можете назначить свою макрокоманду. Благо диапазон свободных G-кодов весьма и весьма широк. Например включение излучения лазера TRUMPH осушествляется командой G801[n], где n — номер технологической таблицы, в которой расписываются все мощностные характеристики для обработки. Таким же образом можно описать все отдельные контура в каждом конкретном случае.
В китайцах, мощность задается напряжением 0-5В.
Выводятся три провода и на них просто переменник на 10К.
Когда поставил регулировку от компа, оператор сказал “о класно, но только поставь тумблер а переменник оставь”
Ну собственно, вроде почти разобрался. Вопрос состоял в том, достаточно ли лазера, спец. БП и компа с чпу-контроллером или нужна какая-то еще дополнительная плата управления. Вроде достаточно.
Лазерный модуль
Комплект в сборе:
Диод 6Вт — 1шт.
Гильза — 1шт.
Пружина — 1 шт.
Короткофокусная линза 20 мм — 1шт.
Высокооборотистый кулер 12Вт — 1 шт.
Корпус / радиатор (металл) — 1 шт.
Очки — 1 шт.
Дополнительная опция: ТТЛ модуль
Лазерный модуль – это универсальный узел для многих электронных устройств, способный испускать луч. Его можно использовать в сферах приборостроения в зависимости от характеристик, точнее больше от характеристик диода, являющимся основным компонентом узла. Говоря обычным языком, это сложный узел, генерирующий луч, необходимый для поставленных целей. Например, гравировка или резка. Лазеры меньшей мощности применяют при измерениях, в медицине, для простых указок.
Состоит он из нескольких элементов:
- корпус — радиатор, цилиндрический или прямоугольный;
- лазерный диод, самая дорогая, главная часть;
- оптическая линза, фокусирующая луч.
- драйвер тока, источник питания, в идеале с управлением под TTL,что позволяет управлять силой излучения;
- вентилятор охлаждения.
Типы лазерных диодов
Делятся они по спектру излучения (видимым цветом). И по мощности. Единицей измерения, на которую нужно ориентироваться при покупке, это нанометр – он означает длину волны, от которой и зависит цвет. Различают такие виды:
- Фиолетовый – 405.
- Синий – 445.
- Зеленый – 532.
- Красный – 650.
- Инфракрасный (невидимый) – 808.
Цвет не играет основополагающей роли в производительности. Основной показатель при определении применения будет мощность. Единица измерения Ватт. Техника с маленькой силой в 1 мВт используются в быту. А вот уже в 1 Вт – способен выжигать и резать. Стоит помнить, данные указанные на упаковке – это та сила луча, получаемая чистом виде. Если заявлено 5 Вт, то и на выходе будут именно они. Не так как со световыми приборами, когда КПД лампочки гораздо ниже на выходе, чем подаваемая на нее (пишется подаваемая). Излучение делится на коллимированное и фокусированное и может иметь отражаться точкой, крестиком, линией, несколькими линиями, кружком, решеткой. Фокусирование на точке или линии распространено для применения в маркировке или вырезании. Главное провести правильную фокусировку.
На установках производится гравировка или вырезание фигур на нетолстой фанере, коже или тканях. Более серьезные работы проводятся не дома сильными лазерами. Если целью будет гравировка, то тут предпочитайте не мощность, а точность фокусировки луча. Для резки параметр ценный, но увеличьте мощность. Рассматривать для домашнего гравера предпочтительнее излучатели синего спектра, они не только самые доступные, но и самые сильные в линейке.
Что касается второго показателя. С двумя с половиной Ваттами уже можно не только гравировать, но и резать материалы. Однако, если вырезать собираетесь много, то лучше взять от 5.5 Вт до 7 Вт. Такие компоненты чаще всего заказываются в Китае, однако, есть хорошая возможность купить лазерный модуль с гарантией и быстро и у нас. Так как модуль – это основной компонент станка, то экономить на нем не стоит. Не верьте, если указанные значения превышают пять на китайских механизмах. Уже давно известно, просто повышенное значение тока быстро «убивает» дорогой прибор, так как реальная слабее.
Подключение и настройка модуля
Питание бывает пять вольт и двенадцать. Пятивольтовые удобны для подпитки от батареек, пауэрбэнков. Но 12 Вольт могут унифицировать источник для всего гравера, так как там применяются шаговые двигатели с таким же вольтажем и потребуется один блок. Присоединение мини-модуля к механизму требует знаний. Не стоит забывать про TTL driver. Если он не входит в состав, обязательно подключить его отдельно. Желательно не рисковать, чтобы не испортить дорогой диод, а руководствоваться схемами, которые можно найти и у нас на сайте.
Зачем вообще нужен драйвер. Прямое подключения к микроконтроллеру невозможно, потому что ток, необходимый для лазера превышает допустимые значения для контроллера. Нам надо управлять процессом, поэтому устанавливать в идеале TTL с регулировкой. Если TTL внешний, подключаем излучатель к нему одним проводом (второй провод подключает вентилятор), от драйвера ток идет уже к блоку. При одном блоке питания для этих гаджетов на GRBL shield можно подключиться только в пин Z + без минуса. Уже используя программу управления на компьютере проверяем, как работает драйвер. Если такой элемент отсутствует, то нет возможности рисовать картины, потому что не будет в функциях градиента. Просто для вырезания данным элементом можно не пользоваться, а применить простое реле для преобразования тока.
Что обычно идет в комплекте. Блок питания не помешает и сэкономит время на его поиски, но если собираете свой аппарат, возможно, он уже есть. Поэтому эта вещь в комплекте вариативная. Вентилятор охлаждения и драйвер, как уже говорилось, – важные предметы. Если TTL будет нерабочим, качество выпускаемых изделий и удобство пользования прибором будут не идеальными. Также это сократит срок работы гравера. Обязательно нужны очки при работе с лазером! Желательно, чтобы производитель поставлял в комплекте со своим модулем, подходящие для спектра. Или давать грамотные рекомендации по качеству очков.
Механическое подключение узла к устройству зависит, естественно, от самого типа прибора. Здесь необходимо иметь четкое представление о схеме, для установок важна фокусировка, расстояние от изделия, направление лазера. От этого зависит качество.
Как собрать лазерный гравер самостоятельно Вы можете прочитать здесь.
В целом, приобретая готовый лазерный модуль, собрать собственное устройство становиться легче. Главное не забывайте о правилах безопасности и правильном выборе поставщика и производителя оборудования. Тогда станок, собранный своими руками порадует не только Вас, но и Ваших клиентов. Подключайте оборудование только по схемам, идущим в комплекте. Не пренебрегайте правилами безопасности, лазер — не игрушка, а мощный излучатель, который может с легкостью повредить глаза.
