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Drive GRBL para Motor de Passo 5 fios

Autor: Ivanildo M. Gonçalves

Com a ideia de construir uma CNC caseira, que é a “febre” do momento, eu adquiri dois escaners de mesa e iniciei meus testes e adaptações. Na evolução da coisa eu baixei o código “GRBL”, instalei no meu arduino, comprei pelo ebay uma “CNC shield” e quatro drivers “Polulu” para acionar  meus motores de passo. Aí que começou meu problema: O drive aciona apenas motores de quatro fios (bipolares) e, um dos meus motores aproveitado de um escâner é de cinco fios (unipolar). Bem, a solução era simples – trocar o motor por um bipolar, mas eu resolvi complicar um pouco e criar um circuito que acionasse o motor de cinco fios diretamente pela placa “CNC Shield” através do código “GRBL” e é exatamente este circuito que apresento aqui.
Diagrama:

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O circuito é bem simples e funcionou legal. Usa um CI CMOS “CD4029” para contar os pulsos de “steps” gerado pelo “GRBL” e a contagem binária  é decodificada para decimal pelo CI “CD4028”. As quatro saídas do CD4028 não poderiam acionar diretamente o motor e por isso são ligadas a um drive CI “ULN2003”(que não é nada mais nada menos que um grupo de sete transistores buffers) em que usamos quatro de seus transistores internos para acionar o motor de passos de cinco fios.
A minha placa de circuito impresso ficou relativamente pequena (3,86 X 6,75 cm) e estou disponibilizando o arquivo no formato .doc (Microsoft word) caso queiram economizar o trabalho de fazer o layout.
Desenho da placa:

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Arquivo da PCB


A ligação deste circuito na placa arduino é feita nos pinos onde normalmente são ligados os “drives Polulu” e caso você use um circuito misto com motores bipolares de 4 fios(ligados a “CNC shield V3” e drives Polulu) e motores unipolares de 5 fios- como foi o meu caso, pode também fazer a ligação  dos fios “step pulse”, “direction”, “5V” e “GND” diretamente na CNC shield.
A alimentação do circuito lógico (CD4029 e CD4028) é feita com a tensão (5V) da placa Arduino já o ULN2003 e o motor de passo necessitam de uma alimentação externa entre 12 e 18Vcc.
Nos testes eu usei um motor de passo de 12V e alimentei a placa com 14,5 Vcc.
É necessário ajustar o parâmetro de velocidade no GRBL e a tensão de alimentação para que o motor funcione adequadamente com bom torque baixo aquecimento.
Durante os testes eu liguei o drive nas saídas de acionamento do eixo “X” conforme abaixo:
Foto do Arduino GRBL

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Até o momento fiz apenas testes básicos de funcionamento, mas o driver funcionou muito bem e espero que seja útil a mais alguém.

Se alguém tiver alguma duvida envie e-mail para imartinsg@hotmail.com

 

 


 

 

 

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