Lasersaur

De Lasersaur (in goed nederlands: Lasersaurus), af te korten tot LS, is een grote op de Makerspace te bouwen open-source lasercutter: link naar de LaserSaur website

Voor de aanloop en organisatie van dit project zie: Grote_LaserCutter

Leveranciers van onderdelen

• Stappenmotor.nl - Voordelig alternatief voor een deel van de aluminium profielen. En stappenmotoren natuurlijk :)
• Misumi - Mechanica en profielen die niet bij Stappenmotor te koop waren
• Nordt labs - De ontwikkelaars van de LaserSaur. Hier kochten we de speciale getande riemen
• kunstofShop - Voor de aluminium-composiet en polycarbonaat buitenbekleding van de Saur
• Zirkzee te Leiden - Locale leverancier van aluminium platen
• Elektronica Onderdelen Online - Voor vrijwel alle gewone elektronica componenten

Mechanica

De mechanica volgt grotendeels het originele ontwerp.

Nieuw ontwerp connector paneel 7: Bestand:La-pan-7 1.1.scad

Elektronica

Omdat het ontwerp van Nordt Labs niet aantrekkelijk leek, zo bleek het schema geheel onleesbaar, is hier een andere keuze gemaakt. Men ging uit van de industrële manier van machines bouwen. Het gaat om het toepassen van strikt gescheiden stroomkringen, uitgevoerd als een modulaire constructie op basis van rijgklemmen. Er volgt een beschijving per module of systeem.

230V gedeelte

Het 230V gedeelte bestaat achtereenvolgens uit:

• De netentree
• De hoofdschakelaar rechts voor op de machine
• Een zekeringautomaat + aardlekschakelaar - combinatie
• Het Pilz noodstoprelais
• Een aantal rijgklemmen om de 230V te verdelen naar:
  • De drie geschakelde uitgangen voor afzuiging, waterkoeler voor de laser en air assist compressor
  • De 24V voeding en de urenteller
  • De laser voeding

24V gedeelte

Het 24V gedeelte bestaat uit

• De 24V voeding, een Meanwell RS-100-24 documentatie De gnd van het 24V systeem zit op deze voeding hard aan aarde.
• Het 24V verdeelblok. Dit bestaat uit rijgklemmen, iedere 24V groep is hier gezekerd en voorzien van een zekering-stuk-indicatieled.

De groepen zijn ongeveer per compartiment van de LS ingedeeld:

1. Werkvlak, X en Y drivers. 2 AT
2. Verlichting in het deksel 3.15 AT
3. De controllers en de rest in het achterste compartiment. 2 AT.
4. - reserve -

Lasrgrbl controller: Lorentz board

Lorentz board V1.0 met adapter naar FT232

Dit is een Arduino-Uno variant ontworpen en gebouwd door user:Aart. Het draait de speciale LasaurGrbl firmware, die er in wordt geprogrammeerd door de Lasersaur app.

PDF van het schema: Bestand:Lorentz 1.1.pdf, Eagle bestand van het schema: Bestand:Lorentz 1.1.sch

De features van dit board zijn als volgt:

• 5V Step-down converter vanaf de 24V voeding: LM2574 datasheet
• Atmega328 microcontroller (datasheet) op 16 MHz kristal en met reset-functie over DTR zoals bij de Arduino Uno.
• Optisch geïsoleerde RS232 interface met DTR, naar keuze met echte RS232 levels via een MAX232 of "TTL". Scheiding dmv 6N137's. Voeding van het geïsoleerde deel via een DC-DC converter of uit de besturende computer in geval van TTL.
• Stevige protectie op het i/o dmv 15 mA PTC zekeringen en 5V1 / 1W zenerdiodes, tevens RC filters tegen HF interferentie.
• Gemonteerd op een 3D geprinte montage. Scad source: Bestand:Lorentz mount.scad

De nu in de LS toegepaste eerste versie van dit board, 1.0, bevat twee fouten: pin 2 van de sub-D is niet aangesloten en de pinout van OK3 is in de war. Beiden zijn opgelost met patches aan de onderkant van de print en het spiegelen van OK3.

BeagleBoard

De G-codes die het bovenstaande board uitvoert worden aangeleverd door een BeagleBoard dat de Lasersaur App draait.

BeagleBoard en kabel naar Lorentz

Het kabeltje tussen BeagleBoard en Lorentz heeft de volgende aansluitingen:

Functie op BB	BeagleBoard header pin	Kleur draad	Lorentz DB9 male pin	Functie op Lorentz
+5V	P9-7	oranje (bundel met RESET)	9	+5V
GND	P9-45 en 46	alles met wit, drie draden	5	GND
Serial1 Tx	P9-24	oranje pair	3	Rx
Serial1 Rx	P9-26	groen pair	2	Tx
GPIO2_9	P8-44	groen pair	4	DTR (reset)

Stepper driver modules

Het testen van de driver, hier wordt de stroom door de wikkelingen gemeten. 50 mV is 500 mA.

Deze zijn voorlopig als protoype op gaatjesprint gebouwd. Er zit een Pollolu breakout board met daarop een DRV8825 driver in. De module voorziet verder in een locale 5V voeding, optisch gescheiden en beveiligde step- en dir inputs, DIP-switches voor de keuze van de stapgrote en een 0,1 Ohm shunt voor het met een DVM meten van de stroom door de motorwikkelingen. Om het laatste te doen is wel een los LPF nodig ivm de PWM sturing, hier is een speciaal kabeltje voor. Tevens moet de driver voor een juiste meting op full step staan. Het schema is alhier te vinden: Bestand:Stepper proto.pdf

Aansluitingen X- en Y kabels

Deze stranded FTP kabels lopen naar de stepper drivers bij de motoren en de bijbehorende eindschakelaars. De drain wire is bij de controller aan het chassis geaard.

ader	Functie !
Bruin	Stap
Bruin / wit	Stap retour
Oranje	Richting
Oranje / wit	Richting retour
Groen	Eindschakelaar richting laag
Groen / wit	Eindschakelaar richting laag (retour)
Blauw	Eindschakelaar richting hoog
Blauw / wit	Eindschakelaar richting hoog (retour)

Mini - UPS module

Tiny UPS module

Deze module wordt gevoed uit de 24V en biedt de volgende functies:

• 5V / 2A (3A max) uit een LM2576 voor het Beagleboard
• Noodvoeding van de 5V uit acht AA NiMH cellen. Het lek uit de cellen is als de 5V uit is ongeveer 160 uA.
• Druppelladen van de cellen met ongeveer 60 mA
• Uitschakelen van de 5V door een druk op de interne of externe knop of signaal van het Beagleboard zelf
• Meten van de ingangsspanning (de +24 of de accuspanning waar hij op draait) en uitgangsstroom op 5V en dit seriëel naar buiten duwen
• Indicatie leds intern: Geel: +24V aan, rood: +5V aan, groen: Status. Groen is ook extern aan te sluiten
• Communicatie van- en naar het BeagleBoard is gescheiden met enigzins beveiligde optocouplers

De module wordt bestuurd door een Attiny 85 welke onder de Arduino omgeving geprogrammeerd is. Het schema is hier te vinden: Media:Schema_ups.jpg (voorlopig met de hand getekend, excuses) , de firmware heeft een eigen tinyUpsFirmware pagina. De openscad bestanden zijn:

Media:Ups_mount.scad voor de montage van de printplaat
Media:Batteries.scad  voor de batterijen en de print op het frame

Haal de zekering (= accu zekering) uit de UPS alvorens er aan te werken. De accu's kunnen voor hun formaat akelig veel stroom leveren