Monta la electronica de tu CNC casero

Aquí se va a tratar cómo se realiza el conexionado de nuestro CNC casero. Crearemos el sistema que nos permitirá comandar los diferentes movimientos de los ejes. Empezamos listando los materiales eléctricos que vamos a utilizar. Estos mismos elementos se pueden ver también en esta entrada. Se detallan a continuación:

Elementos electrónicos para tu cnc casero

Motores paso a paso

Tres motores paso a paso. Abajo pongo dos capturas. Ambos tienen las mismas características. El de la derecha, marca stepperonline, tiene unas muy buenas valoraciones y además es algo más económico. Es un buen producto. Son muy robustos y con un gran rendimiento. Veréis que los comentarios de la gente lo deja en muy buen lugar. Por algo será.

Controladora electrónica para nuestro CNC casero

Tres controladoras. Una para cada motor.

Placa para comunicación por el puerto paralelo

Una placa de comunicación. Irá conectada al ordenador y a los tres controladores de los motores de nuestro cnc casero.

Fuente de alimentación eléctrica para el cnc casero

Fuente de alimentación.

Mach3. Software para controlar todos los movimientos del cnc casero mediante un ordenador

Por último, para comandar la máquina será necesario utilizar el software Mach3. Por lo tanto, tendremos que tenerlo instalado en nuestro ordenador. Más abajo os pongo un enlace del producto.

Alternativa a Mach3
Existe un programa alternativo que se llama LinuxCNC. Es un excelente controlador para nuestro CNC casero. La configuración utilizando LinuxCNC está perfectamente explicada aquí.

Una vez tengamos esos componentes, podemos empezar a realizar el conexionado y la posterior prueba del sistema . Hay que ser bastante cuidadosos con este tipo de componentes. Sobre todo, vigilad el conexionado, no asumáis riesgos si no tenéis claro algún paso. Es preferible parar y preguntar antes que estropear el elemento. Vamos a empezar a hacer el montaje de la electrónica de nuestro CNC.

Monta la electrónica de tu cnc casero. Montaje y conexionado de los elementos eléctricos

Preparar la placa de comunicación

Lo primero que vamos a hacer es preparar la alimentación de la placa de comunicación. Para ello tenemos que conseguir un adaptador con una corriente de salida de entre 5 – 6V DC. El terminal habrá que cortarlo y dejarlo con los dos cables separados. De esta forma podremos conectarlos a un bornero cada uno de los cables del adaptador. Os dejo un pequeño esquema que os puede servir de guía.

Mirando el esquema de arriba vamos a indicar algunos detalles. Uno de los cables del adaptador llevará los 5V. Normalmente suelen estar identificados con los colores negro y blanco, es decir, el cable es de color blanco y negro. Ese cable se conecta a una de las bornas de la regleta, y seguidamente, de ese mismo terminal, pero al otro lado de la borna, tiramos un cable hacia el conector 5V de la placa de comunicación. Entre el terminal 5V y EN debe haber un puente. La conexión GND no tiene confusión.

Es muy importante seguir un criterio de colores de los cables. Por ejemplo, podemos utilizar un cable de color rojo para indicar que está llevando los 5V. Lo dejo a vuestra elección. Va muy bien tener un orden, sobre todo cuando nos falla algo y hay que hacer un seguimiento por todos los componentes de un circuito. Pero aunque no falle nada, es fundamental ser ordenado en estos casos.

Conexión de la fuente de alimentación del cnc casero

Bueno, ahora vamos a la fuente. Para conectarla tenemos que hacernos con un trozo de cable que tenga por un extremo el enchufe y en el otro los tres cables de alimentación. Algo así como lo que os pongo en este enlace. El cable de color azul se conecta al terminal que tiene la letra N, y el de color marrón al terminal L. Toma tierra con toma tierra. Aquí debajo os dejo una captura del conexionado de la fuente.

A la salida debemos trabajar con 36 Voltios. Por lo tanto tendremos que comprobar esa tensión de salida.

Conectando los controladores de los motores de nuestro cnc casero

A continuación nos vamos a centrar en la conexión de los controladores de los tres motores. De momento solo voy a poner la conexión entre ellos y su alimentación.
En el primer controlador, el terminal PUL+(+5V) lo conectaremos al terminal del bornero de 5V (ver figura 1.1). Seguidamente se hace un puente entre PUL+(+5V) y DIR+(+5V). Ahora pasamos a conectar el segundo controlador. Aquí debemos conectar el terminal DIR+(+5V) del primer controlador con el terminal PUL+(+5V) del segundo controlador. Hacemos puente entre PUL+(+5V) y DIR+(+5V) de este controlador. Con el tercer y ultimo controlador procederemos de la misma manera, es decir, conectamos DIR+(+5V) del segundo controlador con PUL+(+5V) del tercer controlador. En este tercer controlador también deberemos hacer un puente entre los terminales PUL+(+5V) y DIR+(+5V).

Os dejo a continuación un pequeño esquema donde podréis comprobar el cableado. Podéis hacer clic en la imagen para verla más grande.

Conexión de los controladores con la placa de comunicación

Una vez hemos conectado los tres controladores, es la hora de conectar cada uno de ellos con la placa de comunicación. Aqui debemos empezar las conexiones por el tercer controlador. La placa de comunicación tiene una hilera de terminales numeradas del 2 al 9 (los terminales COM no los utilizaremos). Os dejo una captura.

Como he comentado, es importante empezar el conexionado por el tercer controlador, siguiendo por el segundo y por último el primer controlador. Las conexiones son las siguientes:
El terminal PUL- del tercer controlador va conectado con el terminal número 2 de la placa. DIR- de este mismo controlador irá conectado entonces al terminal 3 de la placa de comunicaciones.
Para el resto de conexiones hay que seguir el mismo criterio.

Ahora pongo una captura donde intento reflejar, en el circuito de color rojo, cómo deben ir las conexiones según lo que he explicado en el párrafo anterior. Si hacéis clic en la imagen de abajo la podréis ver más grande.

Alimentación de los controladores de los motores de nuestro cnc casero

Bueno, aquí vamos a darle potencia a todos los controladores. La lógica de conexión no es nada compleja en este caso. Os digo como se tiene que hacer en el primer controlador y seguidamente utilizamos el mismo criterio para el resto de controladores.

Desde el primer controlador tenemos que conectar el terminal VCC+ con uno de los terminales V+ de la fuente de alimentación. Seguidamente, el terminal GND- lo conectaremos con uno de los terminales V- de la fuente de alimentación.

Ahora continuamos conectando el segundo y tercer controlador. La lógica que hay que seguir es que los terminales VCC+ de los dos controladores que nos quedan, estén conectados entre sí. Los terminales GND- deben estar conectados también entre sí. Es muy importante no cruzar las conexiones, es decir, conectar un positivo con un negativo (VCC+ con GND-).

También se podrían conectar independientemente, es decir, conectar cada controlador en una terminal de la fuente, ya que hay tres tomas por cada valor (positivo y negativo).

Conexión de los motores a los controladores

Pues bien, ya hemos llegado a la parte donde tenemos que realizar la comunicación de los motores con los controladores. No entraña complejidad alguna. En este paso, también deberemos configurar los pins de cada controlador. Lo veremos en el siguiente apartado.

Empezamos a explicar cómo conectar los motores. Sobre todo, muy importante en este fase, no cruzar ninguna conexión, ya que podemos romper el motor. Así que ya sabéis….

Nos será de gran ayuda tener las características técnicas del motor que nos proporciona el fabricante o el vendedor. Por ejemplo, para el motor Nema 17 (arriba tenéis un enlace de este tipo de motor), el fabricante me da la información que os muestro en la captura. Ojo, estas características son en concreto para motores Nema 17 paso a paso Motor 48mm 42BYGH Motor 2A (bipolar).

Disculpad que me ponga pesado, pero es que es muy importante que os aseguréis de una correcta conexión.

Pues bien, una vez identificados los polos en los motores, lo único que nos queda es conectar el correspondiente polo al terminal del controlador que debe ir conectado. Por ejemplo, me lo invento, si uno de los cables del motor es de color negro, y el fabricante nos indica que ese polo es A+, pues deberemos comunicar ese cable negro con el terminal del controlador que corresponde a A+ (suele estar identificado en el controlador con el dibujo de una pequeña bobina.) Actuaremos de esta manera en los tres motores. Cuando hayamos finalizado, tendremos conectados perfectamente y preparados para su funcionamiento todos los motores.

Configuración de pin

Nos queda configurar los pins de todos los controladores. Esta configuración depende directamente del tipo de motor que tenemos conectado en el controlador. Para realizar una buena configuración nos tenemos que ayudar de las tablas que tenemos en uno de los laterales del controlador.

Las características de nuestros motores son estas de aqui abajo.

A nosotros nos interesa el paso del motor y la corriente nominal. Según el fabricante, en nuestros motores tenemos que en cada paso del motor, hay un avance angular de 1,8º, por lo tanto, eso quiere decir que tenemos que dividir a 360º(los grados necesarios para dar una vuelta completa) los 1,8º que avanza por cada pulso. Esta operación nos dará la cantidad de pulsos necesarios para realizar una vuelta completa. Yo he hecho el cálculo y me ha dado 200 pulsos.

Pues bien, ya tenemos los dos datos. La corriente, que son 2A y los números de pulsos necesarios. Ahora si nos vamos a la tabla, veremos que la tabla superior es la encargada de la configuración de los pasos del motor, mientras que la inferior es la de corriente nominal. Para los pulsos tenemos que la configuración debe ser S1ON, S2ON, S3OFF. Para la corriente será S4ON, S5OFF, S6OFF. Donde ON es pin arriba y OFF es pin abajo. Con esto ya está todo configurado.

Cuando se alimenta todo el sistema debemos notar que los motores no se pueden mover con la mano. Están enclavados. Esta situación es normal. A todo este sistema le iría muy bien un sistema de refrigeración, ya que durante el funcionamiento de estos componentes se genera mucha energía y es necesario disiparla. Yo lo haría con un sistema de ventiladores que puedan extraer el aire caliente y dejar pasar aire más frío. En otra entrada lo desarrollamos.

Siguiente paso para seguir montando tu cnc casero

Configuración del software y conexión con el cnc casero

Si ya tenemos montado nuestro sistema eléctrico de la máquina y está montado en nuestra máquina, tan sólo nos quedará acabar de configurar la comunicación entre el ordenador y nuestro cnc casero. Para ello en este caso utilizaremos el software Mach3.

Con ayuda del software podremos definir correctamente la configuración de los tres ejes de nuestro cnc casero.

Esto lo dejaremos para la siguiente entrada. Recordad también ir echando un vistazo a la categoría «Tu CNC casero.»