自製土砲車床 Part-1

颱風天就是要做車床啊不然要幹嘛？XD
做出來外觀就如上圖, 非常土砲, 完全是為了特定用途打造
所以它沒法做太多事情, 連車木條都做不到 (沒有另一邊的頂針)
主要參考這篇文章：自製迷你金工木工兩用車床
但是我並沒有完全採用他的設計, 因為有些零件買不到了
而且他有委外加工的項目, 那......很...貴...
我就是要閃委外加工才做這的, 所以只做到我需要的部份
但就算只是個土砲也是花了我不少心力
開始前建議先閱讀上面那個別人寫的 "自製迷你金工木工兩用車床" 文章
那是屬於比較通用型的機台, 和我這特定用途的相比他的比較好用
而且我的機器製作上會高度依賴 CNC 雕刻機
若要照我的作法你得先有台 CNC 雕刻機才行XD

土砲 CNC 雕刻機完成驗收

本實驗室的土砲 CNC 雕刻機終於完成驗收, 確認工作正常


這裡記下最後幾步的修正

自製光纖閃燈

看到老外做這個：fiber strobe
拿 fiber strobe 去 Google 通常會找到光纖照明類的產品
不過有老外把它拿去接閃光燈, 所以改稱 "光纖閃燈"
本實驗室進了兩條, 這是比較粗的一條

另有一條細的還在規劃中, 還沒想到要怎麼玩
拿手電筒從光纖一端照射, 光線在光纖內部反射, 經過彎曲的光纖仍可從另一端出來
而且仍保有相當的亮度, 此為照明用光纖, 用於裝飾用
拍賣上購得, 網路上賣這東西的賣家目前只找到一位

用 AVR 控制 WS2812 LED

最近看到這款新型的 LED
LED 只有亮和暗兩種狀態, 所以如果要半亮或微亮就必須用 PWM 快速的開關來產生半亮效果
一顆 LED 不難做, 但是如果要彩色那就是個機車的問題
彩色 LED 是三種顏色的 LED 做在一起, 也就是紅藍綠三色
然後透過 PWM 改變三種顏色的亮度來產生多種顏色, 三種顏色就要三通道 PWM
PWM 不一定要硬體 PWM, 可以用一個 timer 加上無限迴圈一直監看數字然後設 GPIO
但是有幾通道就要有幾隻腳, 一個燈就要三隻, 多燈共用又有亮度問題
若分到的時間太少就不夠亮, 這問題是很機車的
所以 WS2812 這顆只需要一隻腳就能串接無限顆的彩色 LED 簡直是救星XD
不過因為只有一隻腳, 不像 SPI 那樣有同步 clock, 因此時間就要算得很準才行

土砲 CNC：G code 轉換軟體

接續前篇：土砲 CNC：控制界面軟體

本實驗室在使用 pycam 以後感到十分困擾, 於是就自己拼了一個 G code 轉換器
如同 pycam 一樣, 其功能是輸入模型, 輸入參數, 然後我這軟體會分析
最後做出一組 G code 讓機器能切出和模型一樣外型的實體出來
做了以後終於了解這個問題有多機車XD
經過許多的妥協終於完工, 耗時兩個月半
當看到 "妥協" 兩字就要知道和 CNC 的機構一樣, 絕對不是完美的, 都是有漏洞的XD
做過這軟體以後對於 CAD 類軟體收取高額費用就比較能接受
不過我還是不會買, 要買也是公司去買, 不干我的事！XD
所以如同前面自製 CNC 機器, 如果你期望我這自製軟體能有商業軟體等級的轉換能力
我會建議你放棄吧, 乖乖去 Windows 上用商業軟體 (不管如何取得！XD)
這軟體適合給堅持蹲在 Linux 系統上開發的用戶, 以及對於 G code 轉換器有興趣的用戶
一般用戶請迴避, 感謝XD

土砲 CNC：控制界面軟體

接續前篇：土砲 CNC：控制器和韌體 (Grbl)
韌體裝好了, 接著就可以連線測試了
arduino 上有兩顆 AVR, 一顆面對 USB 的被刷成 USB serial
現行版本的 ubuntu 看到這裝置會產生 ttyACM 節點, 用 minicom 打開就可以通訊
手動輸入 G code 機器就會動, 挺容易的, 不過通常我們不會想這樣操作
一行一行輸入喔臥槽！ 這樣不行吧
總要有個 UI 吧！ 這裡有個現成的：

Grbl Controller 3.0

看起來好像能用, 不過我沒測, 因為我做完了才發現有這種軟體XD
如果上面那軟體看了喜歡就跳過這篇文章吧XD
我知道還有 Linux CNC 這種東西, 也把它裝起來看過, 發現它實在太肥大了
而且它的硬體抽象層 EMC 是個 Parallel Port 控制軟體
簡單說就是把 Grbl 做的事在電腦上重寫, 它的算法可能更好但我不需要
我們的土砲用那樣太複雜了, 土砲就應該簡單！XD 所以沒有採用

土砲 CNC：控制器和韌體 (Grbl)

接續前篇：土砲 CNC：電機部份
我們把馬達和電磨機裝好後, 接著就要控制它們了
由於原先 3D 印表機的主板有問題所以決定上網重買
找來找去都沒看到順眼的, 後來不知道哪天心血來潮換了個關鍵詞搜尋
結果找到這：

Arduino CNC Shield！真是屌爆了！(?)XD
真是佩服老外吃飽撐著時的娛樂XD 居然連這種都做 kit 出來
在大量生產的優勢下上圖這堆全部加起來只收一張小朋友
控制器, 馬達控制 IC, 與電腦的連線, 統統都準備好了
本來想說找不到順眼的就自己開板子, 看來不需要了
雖然是用 Arduino 但這不代表就一定要用 Arduino IDE
慣用 C 語言 (簡稱慣C) 是本實驗室的規矩, 上圖右拉出來的線就是燒錄器界面
USB 只當 USB Serial 使用

土砲 CNC：電機部份

接續前篇：CNC DIY！ 自製土砲 CNC 雕刻機
我們完成了主要結構, 接著是電機部份
這是我的 3D 印表機, 留影一下

CNC DIY！ 自製土砲 CNC 雕刻機

本實驗室為了製作一些較堅固的客製化製品因此開了這個計畫
3D 印表機固然不錯, 但是所選用的材料仍無法適應某些應用
尤其需要鑽孔攻牙的, 需要小體積但高強度的
3D 列印的多層結構若沒有良好的黏合, 將會從各層間解體
尤其列印面積大時, 溫度差更容易產生這種現象
而 CNC 雕刻機總是從一開始就結構完整的物體去切削
結構設計妥當的話是相當堅固的, 可用的材質也非常多樣化
低溫強固的 HDPE, 化學特性優良又耐高溫的鐵氟龍 (貴！)
機體結構夠穩的話還可以切金屬, 應用範圍更廣
不過這機器可不好搞, 切割時是靠快速轉動銑刀來進行切削
這會產生極大的噪音以及振動, 機體結構需要能應付這些衝擊
可是預算不是無上限, 我們沒法無止盡的強化結構來解決問題
因此一些妥協是必須的, 我的機器會在加工時因為振動而產生誤差
故稱作 "土砲 CNC 雕刻機", 它還是能用, 只是有點不準XD
如果你期望自己做的機器可以超越商業產品, 那我會建議你忽略這篇文章
或許有人可以做到, 但我做不到XD

用 AVR 控制 Mini 12864 LCD 模組

進了一款 LCD 來測試



這是一片 128x64 點的 LCD, 體積接近前篇 用 AVR 控制 OLED (LY096YB-128064 黃藍雙色) 的 OLED
OLED 很薄, 顯示效果也不錯, 但是那是在室內, 室外有強光的環境就常常看不清楚
所以找這片來看是否能補足 OLED 的弱點
它也是個 SPI 裝置, 或許可以做 Co-layout, 視需求選擇上 OLED 或 LCD
這片 LCD 面板厚度和 OLED 幾乎相同, 但是加上背光就是兩倍厚