CNC Shield V3 para Arduino UNO R3 y drivers A4988 o DRV8825

Placa de expansión CNC Shield V3 para Arduino UNO R3 y placas compatibles basadas en el ATmega328P. Permite construir controladores para pequeñas máquinas CNC, grabadoras láser, plotters, sistemas de posicionamiento y otros proyectos con motores paso a paso.

La placa distribuye las señales del Arduino hacia controladores de motor en formato Pololu y reúne las conexiones habituales para motores, finales de carrera y funciones auxiliares. No controla los motores por sí sola: requiere un Arduino, drivers, fuente de alimentación, motores y firmware adecuados.

Características principales

• Formato Shield para Arduino UNO R3.
• Cuatro zócalos para drivers de motor paso a paso: X, Y, Z y A.
• Compatible dimensionalmente con drivers de formato Pololu como A4988 y DRV8825.
• Jumpers para configurar el micropaso de cada driver.
• El canal A puede configurarse mediante jumpers para duplicar los movimientos de X, Y o Z.
• Conectores para motores paso a paso bipolares de cuatro hilos.
• Entradas para finales de carrera y conexiones auxiliares de control.
• Borne independiente para la alimentación de potencia de los motores.
• Compatible con proyectos basados en GRBL, sujeto a la revisión de la placa y a la configuración del firmware.

Compatibilidad con Arduino

Está diseñada principalmente para Arduino UNO R3 y placas compatibles con el mismo formato, distribución de pines, lógica de 5 V y microcontrolador ATmega328P.

La coincidencia física del conector no garantiza compatibilidad completa con Arduino UNO R4, Mega, Nano, ESP32 u otras placas. Estos modelos pueden utilizar un microcontrolador, tensión lógica o asignación de pines diferente y requerir otro firmware o adaptador.

Para proyectos basados en Arduino Nano puede utilizarse como alternativa la CNC Shield V4 para Arduino Nano, teniendo en cuenta que se trata de una placa diferente y no de un recambio directo.

Drivers compatibles

Los zócalos están destinados a controladores de motor paso a paso con formato Pololu y asignación de pines compatible, como:

• Driver A4988 para motor paso a paso.
• Driver DRV8825 para motor paso a paso.

Antes de insertar un driver, comprueba cuidadosamente la posición de VMOT, GND, ENABLE y los demás pines. El potenciómetro del A4988 y el del DRV8825 puede estar situado en lados diferentes, por lo que no debe utilizarse como única referencia de orientación.

La corriente máxima, la tensión admisible y la resolución de micropaso dependen del driver instalado, de su refrigeración y del motor. La CNC Shield no aumenta por sí sola los límites eléctricos del controlador.

Ejes y motores

Con GRBL estándar para Arduino UNO se controlan normalmente tres ejes independientes: X, Y y Z. El cuarto zócalo, marcado como A, puede duplicar uno de estos ejes mediante los jumpers de clonación, una configuración útil para máquinas con dos motores en un mismo pórtico.

El zócalo A no debe presentarse como un cuarto eje independiente con GRBL estándar. Para utilizarlo de esa forma puede ser necesario compilar firmware específico y revisar la asignación de los pines D12 y D13.

Compatibilidad con máquinas

Esta placa puede emplearse en proyectos personalizados como:

• Fresadoras CNC ligeras de tres ejes.
• Grabadoras y cortadoras láser de construcción propia.
• Plotters de dibujo y escritura.
• Máquinas de posicionamiento y pequeños robots cartesianos.
• Proyectos educativos de control de motores paso a paso.

No es un recambio directo para una máquina comercial únicamente por utilizar motores NEMA 17. Deben coincidir la electrónica, los drivers, la tensión de los motores, los finales de carrera, el control del spindle o láser y la configuración del firmware.

GRBL y asignación de pines

Puede utilizarse con firmware GRBL para Arduino UNO, pero la función de algunas conexiones cambia según la versión y la configuración compilada. En particular, el uso de velocidad variable o PWM para spindle o láser puede intercambiar las funciones asociadas a los pines D11 y D12, afectando también a la entrada de límite Z.

Antes de conectar un spindle, un módulo láser o los finales de carrera, comprueba el esquema de la revisión concreta de la placa y el mapa de pines de la versión de GRBL instalada.

Alimentación y seguridad

La alimentación de potencia para los motores se conecta al borne de la CNC Shield y no debe obtenerse del puerto USB del Arduino. Utiliza una fuente cuya tensión y corriente sean compatibles con los drivers y motores instalados.

No conectes ni desconectes motores o drivers con el sistema alimentado. Antes del primer encendido, comprueba la polaridad del borne, la orientación de cada driver y ajusta correctamente su límite de corriente. Una conexión invertida puede dañar el driver, la CNC Shield o el Arduino.

Contenido

• 1 CNC Shield V3 para Arduino UNO.
• Jumpers de configuración.

Arduino UNO, drivers A4988 o DRV8825, disipadores, motores, fuente de alimentación, finales de carrera y cableado no incluidos salvo indicación expresa.