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WemosD1R32+CNCshieldを使用し自作レーザーカッターをWiFiで接続する

Arduino UNO+CNCシールドでレーザーカッターを作成しましたが、やはりWiFi接続してLightburnで操作したい思いがあります。

Wemos D1 R32 はArduino UNO と形状が同じでESP Wroom32 を載せたボードです、したがってCNCシールドがそのまま載せられます。

また、ESP32は32BitでArduinoUNOの8Bitに比べ処理速度が早くなるなどメリットもありそうです。

ほとんど加工せずに使用できますのでこれを使用してレーザーカッターがうまく動作するのか検証します。
 

 

使用パーツ

ロジックレベル変換モジュール

PWM出力をレーザーモジュールに合わせるのに必要。

 

 

使用するソフトウエア

 

ESP32用 CNC farmware FluidNC

github.com

FluidNC ウィキ

wiki.fluidnc.com

Tibbo 仮想シリアルポート

WiFiでLightburnを使うために必要

tibbo.com

設定記事

LightburnとWiFi で接続する手順が書かれています。

lasercutting.avataar120.com

 

参考記事

Wemos D1 R32+CNCshield 使用の参考になります。

onstep.groups.io


CNC shield の加工

 

10KΩの抵抗を切除する

Wemos D1 R32 を使用するので画像のようにCNC shield の10KΩ抵抗を切除します。


 


ロジックレベル変換モジュールを使用した回路図


Wemos D1 R32からのPWM出力が3.3VでレーザーモジュールのPWM入力が5Vなので電圧レベルを合わせるために使用します。
3.3Vのままで使用するとレーザーパワーが100%まで上がりません。

PWM入力が3.3Vのレーザーモジュールであれば不要です。


モジュールの組込

 

ロジックレベル変換モジュールの取付

ロジックレベル変換モジュールは使用していないドライバーのピンヘッダーに両面テープで固定し配線しました。
3.3V・5V・GNDはCNCshieldの対応したピンから配線します、CNCshieldのPWMはAbortピンから取ります。

 

エアーアシストの信号ピンはGPIO15から取ります。

エアーアシストの信号は、Wemos D1 R32 ではGPIO15からとります。


ソフトウエアのインストール

 

FluidNCのインストール

FluidNCのGithubに行き右側の丸で囲った箇所をクリックしてダウンロード画面に行き矢印のファイルをダウンロードします。

 
ダウンロードしたfluidnc-v3.6.8-win64.zipを解凍し、出来たファイルの中のバッチファイルを起動しインストールします。

 ・Wemos D1 R32 をPCにUSBケーブルで接続する。

 ・erase.bat をダブルクリックする。

 ・install-wifi.bat をダブルクリックする。

 ・install-fs.bat をダブルクリックする。

以上でインストールが完了する、詳しくは HOWTO-INSTALL.txt に記載されているので自分の環境に合わせてインストールする。
 

FluidNCの設定

 

自宅のネットワークに接続する

無線LANが使用出来るPCまたはスマフォでネットワークを検索すると Fluidnc が見つかるのでPass:12345678 で接続すると画像のような画面が表示される。


上部のFluidNCタブをクリックし、赤枠部分に自宅WiFiの ID Pass を入力しSetボタンを押す。

以上で自宅ネットワークに接続できる、再起動して http://fluidnc.local/ にアクセスすると初期画面が表示される。

yaml ファイルのアップロード

Yaml 形式のコンフィグファイルをアップロードして自作レーザーカッターが正常に動作するよう設定する。

FluidNCタブにある赤枠で囲った緑のボタンをクリックするとアップロード画面になる。
ブルーの Upload files ボタンを押しYamlファイルを指定してアップロードする。

R32_CNC_shield.yaml がアップロードされたファイル。
 

 
Yamlファイルの概要及びサンプルは以下にあります、ちなみに私のレーザーカッター(CoreXY)の設定ファイルです。

wiki.fluidnc.com


Lightburn でLaser cutter にWiFiで接続する

 

仮想シリアルポートの設定

Tibboホームページから Device Server Toolkit (TDST)をダウンロードしインストールする。

Tibbo VSPマネージャを起動し右下のElevateボタンをクリック、表示された画面の右上のAddボタンをクリックし設定します。

COMポートは使われていないポートを指定し他は画像のように設定する。


 
次に右端のタブをクリックしボーレートを115200に設定しOKをクリックして終了。


 

LightburnとWiFiで接続

Lightburnを立ち上げ、ディバイス設定画面で「DTR信号を有効にする」がONになっているか確認する。


 
仮想COMポートこの場合COM2 を設定するとLightburnでWiFi接続できる。


 
以上でレーザーカッターの32Bit化と、LightburnからWiFi接続出来るようになりました。