CNC 3018 GRBL 1.1 – schemat połączeń, podłączenie sterownika, opis złącz

Pytanie

Podłączenie CNC 3018 GRBL 1.1 śchemat połączeń do sterownika

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Poniżej znajdziesz uniwersalny „schemat połączeń” CNC 3018 z firmware GRBL 1.1 dla dwóch typowych wariantów:
  1. gotowa płyta CNC3018 (Woodpecker/Camtool/Cronos, itp.) z wbudowanymi driverami,
  2. Arduino Uno + CNC Shield V3 + A4988/DRV8825/TMC.
• Kluczowe sygnały GRBL 1.1 na Arduino Uno: STEP/DIR (D2–D7), EN (D8), krańcówki X/Y/Z (D9/D10/D12 przy włączonej zmiennej prędkości wrzeciona), PWM wrzeciona/lasera na D11, PROBE na A5. Potwierdzenie mapy pinów i zamiany D11↔D12 dla Z-limit przy włączonej „VARIABLE_SPINDLE” poniżej. (git.silversoft.se)

Szczegółowa analiza problemu

• Założenia:
  • CNC 3018 zwykle ma 3 silniki NEMA17 (X/Y/Z), śrubę T8, zasilacz 24 V/5 A oraz płytę z GRBL 1.1 (USB/CH340).
  • Dwie typowe architektury okablowania:
    • „All‑in‑one” (np. Woodpecker 3.2/3.4): 4‑pinowe gniazda silników X/Y/Z, 2‑pin SPINDLE (DC 775), 3‑pin LASER (12 V, GND, TTL/PWM), złącza LIMIT i PROBE.
    • „Modułowa”: Arduino Uno + CNC Shield + drivery A4988/DRV8825/TMC + ewentualnie zewnętrzne TB6600.

1. Gotowa płyta CNC3018 (GRBL 1.1)

• Zasilanie:
  • 24 V DC (+ do VIN/V+, − do GND). Wspólna masa dla całego układu.
• Silniki krokowe:
  • Gniazda opisane X/Y/Z (4‑pin). Parami są cewki A i B (A+/A−, B+/B−). Jeśli oś jedzie „w złą stronę”, odwróć kierunek parametrem $3 lub zamień polaryzację jednej cewki.
• Krańcówki:
  • Typowe złącza X/Y/Z LIMIT (2 lub 3 piny: SIG, GND [czasem +5V]). W GRBL 1.1 z włączoną zmienną prędkością (VARIABLE_SPINDLE) piny limitów na Uno to: X=D9, Y=D10, Z=D12 (Z-limit przeniesiony z D11). (git.silversoft.se)
  • Logika NO/NC ustawiana $5 (invert limit). (support.easel.com)
• PROBE (sonda Z):
  • Złącze PROBE → sygnał na A5, masa do GND. Inwersja $6 w razie potrzeby. (support.easel.com)
• Wrzeciono (DC 775) lub laser:
  • Wrzeciono: 2‑pin MOTOR/SPINDLE (M+ do wyjścia mocy, M− do GND). Sterowanie prędkością sygnałem PWM z D11 (0–5 V) przez MOSFET płyty.
  • Laser: gniazdo 3‑pin (12 V, GND, TTL/PWM). Wejście TTL lasera sterowane z D11 (0–5 V). W GRBL 1.1 PWM jest na D11, a Z‑limit na D12 (gdy VARIABLE_SPINDLE=ON). (git.silversoft.se)
  • Uwaga: nie używaj jednocześnie napędu wrzeciona DC i modułu lasera na jednym wyjściu PWM – większość płyt współdzieli tor sterowania.

2. Arduino Uno + CNC Shield V3 + A4988/DRV8825/TMC

• Mapowanie GRBL 1.1 (Uno):
  • STEP: X=D2, Y=D3, Z=D4; DIR: X=D5, Y=D6, Z=D7; ENA wspólne: D8.
  • Limity: X=D9, Y=D10, Z=D12 (przy VARIABLE_SPINDLE=ON). PROBE: A5.
  • Spindle/Laser PWM: D11. Spindle Enable/Dir: D12/D13 (zależnie od konfiguracji). (git.silversoft.se)
• Połączenie z typowym zewnętrznym driverem (np. TB6600):
  • PUL+/PUL− ↔ STEP (D2/D3/D4) i GND,
  • DIR+/DIR− ↔ DIR (D5/D6/D7) i GND,
  • ENA+/ENA− ↔ D8 i GND (opcjonalnie),
  • Zasilanie VMOT drivera z 24 V, masa wspólna z Uno (GND do GND).

Tekstowy „schemat” (Uno/Shield – jedna oś, powtórz dla Y, Z):

• D2 (X‑STEP) → STEP+/PUL+ sterownika X; GND → STEP−/PUL−
• D5 (X‑DIR) → DIR+; GND → DIR−
• D8 (EN) → ENA+; GND → ENA−
• VMOT drivera → +24 V; GND drivera → GND zasilacza/Arduino
• Silnik NEMA17 → A+/A−/B+/B− drivera
• Krańcówki: X→D9, Y→D10, Z→D12; wspólna masa
• PWM wrzeciono/laser: D11 (0–5 V), masa GND.

Ustawienia GRBL (podstawa)

• Kierunki osi: $3 (maska inwersji), limity: $5 (inwersja), PROBE: $6 (inwersja), prędkości/podziały: $100–$102 (kroki/mm), $110–$112 (max rate), $120–$122 (acc), obszar: $130–$132, laser: $32=1 (tryb laser), skala mocy: $30/$31. (support.easel.com)
• Obliczenie kroków/mm: steps_per_mm = (kroki_silnika_na_obr × mikrokrok) / skok_śruby. Dla T8 (skok 8 mm) i 1/16: 200×16/8=400 kroków/mm. Skalibruj komendą G91; G1 X10 F… i zmierz realny przesuw, korygując $100/$101/$102.

Mikrokroki i prąd driverów

• A4988/DRV8825/TMC: ustaw mikrokroki jumperami na shieldzie/płycie (np. 1/16 lub 1/32 dla płynności).
• Prąd (Vref) ustaw zgodnie z dokumentacją drivera i Rsense (różne wartości w klonach). Zacznij konserwatywnie, obserwuj temperaturę i gubienie kroków.

Komunikacja i software

• USB (CH340/CH341), 115200 bps. Polecenia: $$ (odczyt), $I (info), $X (odblokuj). Programy: Candle/UGS/LaserGRBL/OpenBuilds CONTROL.

Testy połączeń (skrót)

• Zasilanie odłączone → wykonaj wszystkie wpięcia → podłącz USB → sprawdź $$ → włącz zasilanie.
• Test ruchu: G91; G1 X5 F200. Jeśli kierunek odwrotny – zmień $3.
• Sprawdź limity ($21=1) i homing ($22=1, $23 – kierunki).
• Laser: ustaw $32=1 i skalę S ($30=1000, $31=0). (rayforge.org)

Aktualne informacje i trendy

• W GRBL 1.1 domyślnie aktywna jest zmienna prędkość wrzeciona (VARIABLE_SPINDLE), przez co Z‑limit używa D12, a PWM wrzeciona/lasera jest na D11 (sprzętowe PWM). To krytyczna różnica względem starszych map. (git.silversoft.se)
• Dla lasera zalecany jest tryb $32=1 oraz dopasowanie zakresu mocy S do $30/$31 (najczęściej S0–S1000). (sainsmart.com)

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Dlaczego D11? Tylko D11 na Uno zapewnia sprzętowe PWM o odpowiedniej rozdzielczości dla płynnej regulacji mocy/prędkości – stąd zamiana pinów z Z‑limit w konfiguracji VARIABLE_SPINDLE. (gist.github.com)
• Wejścia krańcówek i PROBE mają wewnętrzne podciąganie; logikę odwrócisz $5/$6. (support.easel.com)

Aspekty etyczne i prawne

• Moduły laserowe: obowiązkowe okulary ochronne dobrane do długości fali, osłony i wentylacja/filtracja dymów. W wielu jurysdykcjach obowiązują ograniczenia dot. klas laserów i użytkowania w przestrzeni publicznej.
• Elektryka: nie łącz/nie rozłączaj silników i driverów pod napięciem; zadbaj o uziemienie/PE obudów metalowych.

Praktyczne wskazówki

• Nie podłączaj równocześnie wrzeciona DC i lasera do tego samego toru PWM.
• Zacznij od niskich prędkości i przyspieszeń; zwiększaj po stabilnych testach.
• Jeśli masz „Offline Controller” – podczas pracy z PC odłącz go od płyty.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Producenci płyt CNC3018 stosują różne oznaczenia złącz; układ pinów silników (A+/A−/B+/B−) bywa zamieniony – zawsze weryfikuj parami cewki omomierzem.
• Wartości $100–$132 są zależne od mikrokroku, śruby i mechaniki – traktuj je jako punkt startowy, nie „sztywny standard”.

Sugestie dalszych badań

• Dokument „Grbl v1.1 Configuration/Settings” oraz plik cpu_map.h dla dokładnej mapy pinów (warto zajrzeć przed modyfikacjami firmware). (github-wiki-see.page)

Krótkie podsumowanie

• Do CNC 3018 z GRBL 1.1 podłącz: silniki do X/Y/Z (4‑pin), krańcówki do D9/D10/D12, PROBE do A5, wrzeciono/laser steruj PWM z D11, wspólna masa dla wszystkiego. Zamiana D11↔D12 (Z‑limit vs PWM) wynika z aktywnej zmiennej prędkości wrzeciona i jest „domyślna” w GRBL 1.1. (git.silversoft.se)

Jeśli podasz zdjęcie lub oznaczenie Twojej płyty (np. „Woodpecker 3.2A”, „Camtool V3.3”), doprecyzuję schemat pin‑to‑pin i zworki mikrokroku oraz podam startowe wartości $‑parametrów dla Twojej konfiguracji.