创意小发明:DIY小型激光雕刻机-超牛的电子制作 (工作原理,制作过程,注意事项,上位机,C源代码等)

在其他坛子里偶然看到自制激光雕刻机的视频,心痒痒的也想搞一个,为了节省时间我先买了一个开发板,又找了一些个电脑报废的零件和物品。接下来就开始了从网上淘零件组装雕刻机的过程。

先上成品图:
在这里插入图片描述
主要配件:
1、从光驱拆的步进电机 2个 我买的是焊接好线的 八九块一个 (注意下焊接的线容易脱落,最好用热熔胶枪固定下焊点位置)
在这里插入图片描述
2、手里现有的 51单片机开发板 (51单片机最小系统也可)
3、250mw的激光模组一个 再加一个12mm散热座 三四十左右
4、L298N 步进电机驱动板 2个 六七块钱一个
在这里插入图片描述
5、杜邦线 公母头 母母头 公公头 若干 (有一部分用导线代替也可以)6、小的水平仪(买电视挂架送的,有些挂画也送)7、路由器交换机的12V电源1个 (我试了下9V也可)
8、ULN2003 一个 我买的6毛一个


首先是制作支架 看到有酒盒子做的 拿废光驱壳做的 我是用小米相机的盒子(没有裁切铁皮的工具,就地取材)
底跟盖垂直用螺丝或者胶枪固定 ,然后将两个步进电机 一个用螺丝固定在垂直面 一个固定在水平面 注意用水平仪确定横平竖直,不然雕刻出来的图形就是变形的 在水平面的光驱滑块上面放一块亚克力或者其他平板并用胶枪固定 作为雕刻平台,记得用水平仪调整水平。

在这里插入图片描述
将激光模块用软铁丝固定在垂直电机的滑块上 ,注意调整激光模块角度确保横平竖直。下面是接线 (自己手工画的,请不要笑 )

用杜邦线将开发板 P1.0-P1.3 P1.4-P1.7 分别接L298N的 In1-In4
将12V电源的正极(圆孔插头中间为正极) 接两个L298N的12V
12V电源负极(插头外面的金属)接两个L298N的GND,再与开发板芯片的GND相接,再与ULN2003的左下角倒数第一个针脚以及激光模组的GND连接起来
从任意一个L298N的 5V引线接ULN2003的右下角倒数第一个针脚
杜邦线将开发板 P2.0 接ULN2003的左下角倒数第二个针脚 ,右下角倒数第二个针脚 接激光正极
将L298N的马达A、B输出接步进电机 A A- B B- (我买的电机是按照 A A- B B-排列的 ,也有不一致的 ,用万用表测电阻 A A- 或者 B B-之间的电阻很小,接错电机抖动不走,换下顺序就好)

在这里插入图片描述
开发板usb口接电脑 烧录程序 打开雕刻程序,选择4800波特率 打开端口 用图片或者文字测试下电机运行情况 。
电机运行方向不对把电机线顺序整体重新换下就好,记得调整激光功率 我的纸箱和木头 30%左右即可雕刻。这是完成图

上位机软件控制图
在这里插入图片描述
好了就说这么多吧

附上单片机源程序供您参考:
/*z地址定义
50 1=x+,2=x-,3=y+,4=y-
51 前进后退步数高
52 前进后退步数低
53
54/55 字宽
56
57 弱光开关
58/59 激光强度
60 x轴速度
61 y轴速度
62 开始打印0,57
63 暂停
64 停止标志
65
66 左右标记
100开始时灰度图数据
*/

#include <reg52.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define N z[60] //X速度
#define M z[61] //Y速度
sbit xa=P1^3;//步进电机接线定义 移动激光头
sbit xa_=P1^2;
sbit xb=P1^1;
sbit xb_=P1^0;
sbit a=P1^4;
sbit a_=P1^5;
sbit b=P1^6;
sbit b_=P1^7;
/*sbit a=P1^4;//步进电机接线定义 移动底板
sbit a_=P1^5;
sbit b=P1^6;
sbit b_=P1^7;
sbit xa=P1^3;
sbit xa_=P1^2;
sbit xb=P1^1;
sbit xb_=P1^0; */
sbit jg=P2^0;
sbit led=P2^1;//指示灯
uchar xdata z[500]={0};//缓存
uchar buff[3];//串口缓存
uchar x1,x0,y1,y0,cont2=0;
uchar xfb=4,yfb=4;//走步标志位

unsigned char HighRH = 0; //高电平重载值的高字节
unsigned char HighRL = 0; //高电平重载值的低字节
unsigned char LowRH = 0; //低电平重载值的高字节
unsigned char LowRL = 0; //低电平重载值的低字节

void delayms(uint xms)
{
uint i,j;
for(i=xms;i>0;i–) //i=xms即延时约xms毫秒
for(j=110;j>0;j–);
}

/* 配置并启动PWM,fr-频率,dc-占空比 */
void ConfigPWM(unsigned int fr, unsigned char dc)
{
unsigned int high, low;
unsigned long tmp;

tmp = (11059200/12) / fr; //计算一个周期所需的计数值
high = (tmpdc) / 100; //计算高电平所需的计数值
low = tmp - high; //计算低电平所需的计数值
high = 65536 - high + 12; //计算高电平的重载值并补偿中断延时
low = 65536 - low + 12; //计算低电平的重载值并补偿中断延时
HighRH = (unsigned char)(high>>8); //高电平重载值拆分为高低字节
HighRL = (unsigned char)high;
LowRH = (unsigned char)(low>>8); //低电平重载值拆分为高低字节
LowRL = (unsigned char)low;
TMOD &= 0xF0; //清零T0的控制位
TMOD |= 0x01; //配置T0为模式1
TH0 = HighRH; //加载T0重载值
TL0 = HighRL;
ET0 = 1; //使能T0中断
TR0 = 1; //启动T0
jg = 0; //输出低电平,关闭激光
}
/
关闭PWM /
void ClosePWM()
{
TR0 = 0; //停止定时器0
ET0 = 0; //禁止定时器0中断
jg = 0; //输出低电平,关闭激光
}
/
T0中断服务函数,产生PWM输出 */
void InterruptTimer0() interrupt 1
{
if (jg == 0) //当前输出为低电平时,装载高电平值并输出高电平
{
TH0 = LowRH;
TL0 = LowRL;
jg = 1;
}
else //当前输出为高电平时,装载低电平值并输出低电平
{
TH0 = HighRH;
TL0 = HighRL;
jg = 0;
}
}

void xfor(uint i) //x轴前进函数,前进多少步
{
while(1)
{
if(xfb4)
{
xa=xb=1;
xb_=xa_=0;
xfb=1;
i–;
delayms(N);
if(i
0){xa=xb=0; break;}
}
if(xfb1)
{
xb=xa_=1;
xa=xb_=0;
xfb=2;
i–;
delayms(N);
if(i
0){xa_=xb=0; break;}
}
if(xfb2)
{
xa_=xb_=1;
xb=xa=0;
xfb=3; //走步标志位
i–;
delayms(N);
if(i
0){xa_=xb_=0; break;}
}
if(xfb3)
{
xa_=xb=0;
xb_=xa=1;
xfb=4;
i–;
delayms(N);
if(i
0){xa=xb_=0; break;}
}

}

}

void xbac(uint i) //xxx后退函数
{
while(1)
{
if(xfb1)
{
xa_=xb=0;
xb_=xa=1;
xfb=4;
i–; //走步标志位
delayms(N);
if(i
0){xa=xb_=0; break;}
}
if(xfb4)
{
xa_=xb_=1;
xb=xa=0;
xfb=3;
i–;
delayms(N);
if(i
0){xa_=xb_=0; break;}
}
if(xfb3)
{
xb=xa_=1;
xa=xb_=0;
xfb=2; //走步标志位
i–;
delayms(N);
if(i
0){xa_=xb=0; break;}
}
if(xfb2)
{
xa=xb=1;
xb_=xa_=0;
xfb=1;
i–;
delayms(N);
if(i
0){xa=xb=0; break;}
}
}
}

void yfor(uint i) //y轴前进函数
{
while(1)
{
switch(yfb)
{
case 4:{a=b=1; b_=a_=0; yfb=1; i–; delayms(M); if(i0){a=b=0;break;}}
case 1:{b=a_=1; a=b_=0; yfb=2; i–; delayms(M); if(i
0){a_=b=0;break;}}
case 2:{a_=b_=1; b=a=0; yfb=3; i–; delayms(M); if(i0){a_=b_=0;break;}}
case 3:{b_=a=1; a_=b=0; yfb=4; i–; delayms(M); if(i
0){a=b_=0;break;}}
}
if(i==0) break;
}
}

void ybac(uint i) //yy后退函数
{
while(1)
{
switch(yfb)
{
case 1:{a=b_=1; b=a_=0; yfb=4; i–; delayms(M); if(i0){a=b_=0;break;}}
case 4:{b_=a_=1; a=b=0; yfb=3; i–; delayms(M); if(i
0){a_=b_=0;break;}}
case 3:{a_=b=1; b_=a=0; yfb=2; i–; delayms(M); if(i0){a_=b=0;break;}}
case 2:{b=a=1; a_=b_=0; yfb=1; i–; delayms(M); if(i
0){a=b=0;break;}}
}
if(i==0) break;
}
}

void dazi(uint zik)//打印函数 打印函数已更改
{
uint x;
jg=1;

for(x=0;x<zik;x++)//执行zik个循环,x轴右移zik步
                    {
                      while(z[63]);        //暂停等待
                            if(z[64]==1) break;//停止标志 跳出循环
                            SBUF=255;                    // 每开始打印一个点,向上位机发送255,上位机进度显示用
                            jg=1;              //开激光
                            delayms((z[99+x]*(z[58]*256+z[59]))/100);
                        jg=0;              //关闭激光
                    if(z[66]==1)
                    {
                    xbac(1);
                    }        
         else
                     {
                     xfor(1);
                     }                         
                    }          
            if(z[64==1])    z[64]=0;
        else{yfor(1);}             //y轴进一行
        z[62]=0;                   //一行打印完成
            SBUF=1;                    //发送信息,表示打印一行完成 

}

/* 串口配置函数,baud-通信波特率 /
void ConfigUART(unsigned int baud)
{
/
SCON = 0x50; //配置串口为模式1
TMOD &= 0x0F; //清零T1的控制位
TMOD |= 0x20; //配置T1为模式2
TH1 = 256 - (11059200/12/32)/baud; //计算T1重载值
TL1 = TH1; //初值等于重载值
ET1 = 0; //禁止T1中断
ES = 1; //使能串口中断
TR1 = 1; //启动T1 */

SCON=0X50; //设置为工作方式1
// TMOD=0X20; //设置计数器工作方式2

TMOD &= 0x0F; //清零T1的控制位
TMOD |= 0x20; //配置T1为模式2

PCON=0X80; //波特率加倍
TH1=0Xf3; //计数器初始值设置,注意波特率是4800的
TL1=0Xf3;
ES=1; //打开接收中断
EA=1; //打开总中断
TR1=1;

}

void chuanlo() interrupt 4
{
if(RI)
{
buff[cont2]=SBUF;//每次3字节,地址高,地址低,数据,,

cont2++;
if(cont2==3)//每收3个字节,把数据写入地址中
{
z[(buff[0]256)+buff[1]]=buff[2];
cont2=0;
SBUF=0; //在这里加入这行代码测试一下
*************
}
RI=0;

}
if(TI)
{
TI=0;

……………………

鉴于篇幅限制,只能写部分代码

最后,如果有什么意见或者建议欢迎您留言给我,让我们共同学习一起进步,
如果需要 完整代码或设计文件,请在下方留言或者私信我,看到后会第一时间回复。

谢谢!

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