Arduino mit GRBL CNC-Shield

[rcmarc03]

Hallo Hardy,

bist Du sicher, dass du einen Arduino UNO hast? Auf dem beigefügten Foto sieht mir das mehr nach einem Arduino Mega aus (wegen der vielen Ports).
Das Hexfile, welches beim Estlcam dabei ist, wird vermutlich nur auf einem UNO laufen.
Diverse Arduino UNO Clones sollten aber funktionierten. Hierbei allerdings darauf achten, dass dabei der passende Treiber installiert ist. Original Arduinos funktionieren nur mit dem Originaltreiber - Clones mit CH340-Bausteine benötigen den CH340-Treiber. Ich gehe aber davon aus, dass dass bei Dir gepasst hat, denn ansonsten hättest du den gar nicht geflasht bekommen.

Überprüfe bitte als erstes noch mal genau, ob Du die Pinleiste des Arduino richtig an das Motorshield angeschlossen hast. Es gibt ja bei Estlcam mehrere Anschlussoptionen (Estlcam, GBRL sicher, GBRL und GBRL PWM). Hierbei werden jeweils unterschiedliche Ausgänge des Arduinos benutzt und das muss passen.

Danach kannst Du mal schauen, ob Dein Shield über Enable-Eingänge verfügt. Falls ja, müssen die vermutlich mit dem richtigen Signal versorgt werden. Hierzu muss in Estlcam auch der richtige Haken bei "Eingänge" ausgewählt sein. (evtl auch mal die Polarität ändern. Das ist der Haken bei 5V.)

Zu guter letzt vielleicht noch mal schauen ob Du die Pfeile zum Verfahren auch mit der Maus auswählen kannst. Die Tastaturbefehle sind nämlich normalerweise gesperrt damit man nicht versehentlich verfährt. Zum Freigeben muss das Symbol unten für die Tastatursteuerung aktiviert sein.

Falls nun immer noch nichts läuft kannst du mal prüfen, ob die Motoren überhaupt Saft bekommen. Normalerweise sollten sie sich -auch wenn sie nicht drehen - beim Anlegen der Motorspannung schwerer drehen lassen (Stichwort: Haltespannung) oder evtl. ein leises Summen oder Pfeiffen von sich geben. Falls sich da gar nichts tut, liegt es vermutlich nicht am Arduino sondern am Motorshield bzw. am Netzteil.
Falls allerdings ein veränderliches Pfeifen oder ruckeln zu hören ist, solltest du noch mal bei den Geschwindigkeiten und der korrekten Step/Umdrehungs-einstellung in Estlcam schauen. Evtl. sind die für deine Motoren zu hoch eingestellt.


Hier übrigens nochmal ein Hinweis für andere Leser: Es ist tatsächlich so, dass der GRBL-Modus in Estlcam mit dem originalen GRBL von der Githubseite nur von der Pinbelegung übereinstimmt. Der eigentliche Code ist hier aber vollkommen anders und deswegen funktioniert der Versuch mit dem seriellen Terminal auch nicht. Bin ich auch zuerst drüber gestolpert.

Gruß, marc

[hardyy]

Hallo marc,

bist Du sicher, dass du einen Arduino UNO hast? Auf dem beigefügten Foto sieht mir das mehr nach einem Arduino Mega aus (wegen der vielen Ports)

Auf dem Foto ist mein Experimentierbrett mit beiden: UNO und Mega. Verwende natürlich nur UNO (im Vordergrund).
Ist ein Clone mit dem CH340-Treiber. Estlcam kommt damit klar, sonst käme sofort die Meldung keine Verbindung zur Steuerung.

Überprüfe bitte als erstes noch mal genau, ob Du die Pinleiste des Arduino richtig an das Motorshield angeschlossen hast. Es gibt ja bei Estlcam mehrere Anschlussoptionen (Estlcam, GBRL sicher, GBRL und GBRL PWM). Hierbei werden jeweils unterschiedliche Ausgänge des Arduinos benutzt und das muss passen.

Als anschlußoption verwende ich GRBLsicher.

Danach kannst Du mal schauen, ob Dein Shield über Enable-Eingänge verfügt. Falls ja, müssen die vermutlich mit dem richtigen Signal versorgt werden. Hierzu muss in Estlcam auch der richtige Haken bei "Eingänge" ausgewählt sein. (evtl auch mal die Polarität ändern. Das ist der Haken bei 5V.)

Mit dem Häckchen wird in Estlcam nur Polarität geändert, wenn es notwendig ist (z.B. bei Endschaltern), somit habe ich kein Häckchen gesetzt, da ich keine Endschalter habe.
Was mich mehr irritier, sind die vielen Pins am GRBL-Shield. Gehört hier evtl. irgendwo ein Jumper, damit die Motoren überhaupt angesteuert werden?

Zu guter letzt vielleicht noch mal schauen ob Du die Pfeile zum Verfahren auch mit der Maus auswählen kannst. Die Tastaturbefehle sind nämlich normalerweise gesperrt damit man nicht versehentlich verfährt. Zum Freigeben muss das Symbol unten für die Tastatursteuerung aktiviert sein.

Wenn in Estlcam alles richtig eingestellt ist, kommt automatisch die Ansicht CNC-Steuerung in der ich per Mausrad oder durch Anklicken der Pfeile die Positions-Zahlenwerte für die Achsen verändern kann. Bis hierher scheint alles in Ordnung zu sein! Nur die Motoren sprechen nicht an.

Falls nun immer noch nichts läuft kannst du mal prüfen, ob die Motoren überhaupt Saft bekommen. Normalerweise sollten sie sich -auch wenn sie nicht drehen - beim Anlegen der Motorspannung schwerer drehen lassen (Stichwort: Haltespannung) oder evtl. ein leises Summen oder Pfeiffen von sich geben. Falls sich da gar nichts tut, liegt es vermutlich nicht am Arduino sondern am Motorshield bzw. am Netzteil.
Falls allerdings ein veränderliches Pfeifen oder ruckeln zu hören ist, solltest du noch mal bei den Geschwindigkeiten und der korrekten Step/Umdrehungs-einstellung in Estlcam schauen. Evtl. sind die für deine Motoren zu hoch eingestellt.

Motorspannung liegt am GRBL-Shield an (gemessen 24,4V). Die Motoren bekommen anscheinend davon nichts ab, da kein Haltedrehmoment vorhanden ist, die Welle läßt sich verdrehen.

Wie ich ebenfalls vermutet habe, liegt der Fehler anscheinend am GRBL-Shield. Entweder fehlt hier irgendein Jumper? oder irgendein Bauteil ist defekt.



Gruß Hardy

[rcmarc03]

OK, die Einstellungen scheinen richtig zu sein. Dann müssen wir mal weiter schauen.

Falsche Jumper glaube ich nicht. Damit wird nur Voll-, Halb- bzw. Mikroschritt eingestellt. Selbst mit falsch gesetzten Jumpern müsste sich eigentlich was tun. Konkret würde ich die Jumper auf 1/8 Mikrostep einstellen und in Estlcam 1600 Steps/Umdrehung einstellen. Zusätzlich in Estlcam mal testweise den Maximalvorschub auf 1000mm/min begrenzen. Kann man später wieder hochsetzen, wenn alles läuft.

Dein Motorshield scheint baugleich bzw. kompatibel zu diesem hier zu sein.
http://shop.myhobby-cnc.de/bauteile/...pololu-treiber
Und hier gibts auch die Aufbauanleitung wo man auch die Einstellung der Jumper für 1/8 Mikrostep sehen kann.
http://www.myhobby-cnc.de/wiki/doku....rbl-shield-cnc

Soweit ich dort im Schaltplan sehen kann, ist der Enable-Eingang mit einem Pullupwiderstand auf High gelegt und auch mit dem Arduino verbunden. Damit wäre das Enable-Signal auch schon mal korrekt.

Eigentlich sollte damit also alles funktionieren. Dass alle drei Endstufen kaputt sind kann ich mir eigentlich nicht vorstellen es sei denn, Du hättest die Netzteilspannung mal falsch herum angeschlossen.
Was Du nun noch überprüfen kannst, ist ob die Spulen Deiner Motoren korrekt herum angeschlossen sind. Überprüfen kannst Du das mit einem Ohmmeter oder Durchgangsprüfer. Motor abziehen, dann sollte zwischen der roten und blauen Ader ein Durchgang bzw. ein geringer Widerstand messbar sein und zwischen grün und schwarz ebenfalls. Falls das anders ist, müssen die Adern getauscht werden.

Wenn das alles überprüft ist und immer noch nix läuft, bzw. keine fühlbare Haltespannung beim Drehen vorhanden ist (achja: bitte nur langsam drehen weil es sonst hohe Induktionsspannungen gibt, die dem Board evtl. nicht gut tun) kannst Du mal berichten, ob die Rx/Tx Leds am Arduino flackern wenn Du per Estlcam verfährst. Evtl. auch den Arduino noch mal neu flashen und auf den richtigen Comport achten (Wenn Du den Arduino abziehst und in Estlcam bei Comport auf aktualisieren klickst, muss der verschwunden sein). Die Einstellung "GRBL-sicher" ist jedenfalls auch korrekt.

Viel Erfolg, marc

[hardyy]

Hallo marc,

danke für Deine Tipps aber langsamm bin ich am Ende meiner Weisheit.
Alles ist korrekt angeschlossen, Estlcam kommuniziert mit Arduino, Rx/Tx-LED's blinken, beim Arduino-Reset bekomme ich auch eine entsprechende Meldung in Estlcam, Motoren sind richtig angeschlossen, 24V liegt am GRBL-Shield an aber die Motoren stellen sich tot.
Daß alle 3 Treiber defekt sind, glaube ich auch nicht, schon eher das Shield selber. Aber da ist außer dem Widerstand und den Elkos nichts drauf. Und an den Elkos kann ich ebenfalls die 24V messen.
Jetzt habe ich ein neues Shield bestellt, schau ma mal, wann es kommt.
Was mich immer noch fuchst, daß ich nirgends die Bedeutung der vielen Pins am Shield finde.

Wozu sind links die Pins:
EN/GND
X.STEP/DIR
Y.STEP/DIR
Z.STEP/DIR
A.STEP/DIR
5V/GND
Kann ich hier von Außen mit Tastern etwas Steuern oder müssen hier auch Jumper gesetzt werden?
5V/GND - hier wäre nur ein Reset Taster sinnvoll.

Darunter die Pin-Reihe ist klar - hier wird die Clone-Achse ausgewählt.

Rechts oben die Pin-Reihe:
RX/SCL
TX/SDA
5V/GND
3V3/RST
Wozu sind hier die Signale herausgeführt?

Die Leiste darunter ist wiederum klar - hier können zwischen den Pins die Endschalter angeschlossen werden.

Die nächste Leiste darunter betrifft die Spindel
SpnEn
SpnDir
CoolEn
Einfach nur Jumper setzen wenn die Sindel und die Kühlung?? von Estlcam gesteuert werden soll ???

Die letzten Pins in der rechten Leiste:
Abort - NotAus-Taster ???
Hold - Pause-Taster ???
Resume - ???
C-Stop - oder hier NotAus ???

Leider habe ich online nichts gefunden und im Fräsbereich bin ich ein Anfänger.
Kennst Du die Bedeutung der Pins?

Gruß Hardy

[rcmarc03]

Hi Hardy,

deine Frage zu den Pins kommt genau zum richtigen Zeitpunkt - denn genau damit müssen wir uns jetzt befassen.

Die konkrete Bedeutung geht aus diesem Schaltplan hervor:
http://shop.myhobby-cnc.de/media/image/Schematik.jpg

Grundsätzlich kann man daraus entnehmen, dass man die Pins bzw. Jumper für den Normalbetrieb nicht beschalten muss. (ausser die Pins für die 4.Achse wenn man eine hat.)
Die anderen Pins (-außer natürlich die Jumper für Voll-,Halb-, Mikrostep-) dürfen bei Verwendung des Arduinos nicht beschaltet werden!

Die anderen Pins sind nämlich nur für Test- bzw. Messzwecke herausgeführt oder aber, wenn man das Board ganz ohne Arduino betreiben möchte und dann stattdessen eine andere Steuerung an den Pins anschließen möchte. Da wir das nicht vorhaben will ich hier der Übersichtlichkeit halber erst mal nicht genauer darauf eingehen.
Grundsätzlich gilt nur: Finger weg von den Pins wenn der Arduino dranhängt. *smile*

Ein neues Shield brauchst Du aber auch nicht, denn da ist tatsächlich nix drauf, was kaputtgehen könnte. Im Wesentlichen dient es ja nur dazu, ein paar Leiterbahnen vom Arduino zu den richtigen Stellen der Endstufen zu führen und das wars dann auch schon. Wenn etwas kaputgegangen sein sollte, dann können es nur die Endstufen gewesen sein aber das können wir auch wie folgt testen.

- als erstes entfernst Du mal (vorsichtig und ohne Spannung und ohne USB-Kabel) den Arduino vom Motorshield.
- Motoren an der Endstufe müssen dran sein.
- Dann benötigst Du eine externe 5V-Spannungsquelle die Du mit irgendeinem GND und 5V-Pin auf dem Shield verbindest
(falls Du keine vernünftige stabilisierte 5-Spannungsquelle hast, kann man auch den Arduino am PC anschließen und nur die 5V und GND Pins des Arduino mit zwei Drähten mit dem Shield verbinden - aber bitte nur die beiden Adern und nicht das ganze Shield wieder aufstecken. Das bleibt für den gesamten Test ab!
- nun die 24V Motorspannung mit dem Shield verbinden.
- und nun mal den Enable-Pin auf dem Motorshield (oben links wo "EN" dransteht) auf einen GND Pin brücken. Nun MUSS die Endstufe die Motore mit Haltespannung versorgen. Sie müssen sich also spürbar schwerer drehen lassen als vorher. Falls das der Fall ist, kann man zusätzlich noch ein 5V-Taktsignal auf den STEP-Pin geben dann sollte sich der Motor sogar bewegen.

Aber berichte erstmal wie es bis hierhin ausgegangen ist, dann kann man sich gemeinsam weiter durchhangeln.

Gruß, marc

[hardyy]

Hi marc,

- und nun mal den Enable-Pin auf dem Motorshield (oben links wo "EN" dransteht) auf einen GND Pin brücken. Nun MUSS die Endstufe die Motore mit Haltespannung versorgen. Sie müssen sich also spürbar schwerer drehen lassen als vorher. Falls das der Fall ist, kann man zusätzlich noch ein 5V-Taktsignal auf den STEP-Pin geben dann sollte sich der Motor sogar bewegen.

bis hierher kann ich Dir folgen.
An der Leiste SV5 habe ich EN mit GND gebrückt. Kann aber nicht sagen, daß sich die Motoren schwerer drehen lassen.
Versuche ich 5V an die Stepp-Pins der Leiste SV5 d.h. Pin 10, 8, oder 6 anzulegen, geht die 5V-Spannung in die Knie und es passiert sonst nichts. Das kann es also nicht sein.
Wo greife ich aber ein 5V-Taktsignal ab?

Gruß Hardy

[rcmarc03]

Ok, wenn bei gebrücktem Enableeingang keine Veränderung bei den Motoren zu spüren ist, würde ich normalerweise doch auf defekte Endstufen tippen.

Merkwürdig finde ich jedenfalls Deine Beobachtung, dass beim Anlegen von 5V an den Step-Pins gleich die ganze Spannung zusammenbricht. Das würde ja bedeuten, dass die Step Pins auf Masse/Gnd-Potenzial liegen. Das hatte ich so nicht erwartet kann möglicherweise aber auch durch defekte Eingangsstufen der Endstufen hervorgerufen werden. Um sicher zu gehen, kannst du mal alle Endstufen entfernen. Zwischen Step-Pins und GND darf dann kein Durchgang zu messen sein sonst ist da irgendwo ein Kurzschluß auf dem Shield. Weiterhin muss an dem Enableeingang eine Spannung von 5V zu messen sein wenn nix angeschlossen ist.

Das mit dem Taktsignal war vielleicht auch etwas missverständlich ausgedrückt. Da legt man üblicherweise nicht 5V direkt an sondern über einen Pullupwiderstand von ca. 10 kOhm (Also ein Ende des Widerstandes an +5V und das andere an einen der Stepeingänge. Dadurch hat der Eingang dann "High-Potenzial". Dann kann man mit einer Leitung den Stepeingang mit GND verbinden wodurch der Eingang dann auf "Low Potenzial" gezogen wird. Der Arduino macht das übrigens genauso, nur dass der natürlich keine Leitung benutzt sondern intern einen Transistor nach Masse durchschaltet.

Als Taktgenerator kann man den Arduino übrigens auch ganz gut benutzen. Du kennst ja das Arduino "Blinkprogram". Wenn Du das etwas schneller blinken lässt, hast Du einen prima Taktgenerator. Aber im derzeitigen Zustand Deiner Schaltung brauchen wir das nicht. Solange Deine Motoren keine Reaktion auf das Enablesignal zeigen brauchen wir auch keinen Takt. Manchmal reicht es zum Prüfen übrigens auch schon wenn man wie oben geschrieben den Pullupwiderstand am Stepeingang hat und dann mit einer Leitung kurz Stepeingang und Masse berührt. Der Motor sollte dann einen Einzelstep ausführen und je nach Motor kann man dann den Step hören bzw an einem leichten Zucken der Motoren erkennen.

Egal - irgenwas stimmt hier jedenfalls nicht und sinnvollerweise würde ich jetzt erst mal das Shield ohne Endstufen auf Kurzschlüsse und Durchgänge der Signale prüfen und dann mal nur eine einzelne Endstufe bestücken. Momentan habe ich die Endstufen im Verdacht dass sie kaputt sind denn dass das Shield einen Produktionsfehler hat kann ich mir nicht so wirklich vorstellen.
Man sollte übrigens die Motoren nie unter Spannung abziehen oder die Endstufen ohne Motoren laufenlassen. Dadurch kann nämlich auch schon mal eine Endstufe gegrillt werden. Die Endstufen könnte man zwar jetzt auch einzeln ohne Shield testen (Motor dran, Pin 5 und 6 brücken, je einen Pullupwiderstand von 5V an Enable und Step, Motorspannung draufgeben, Enable per Brücke aktivieren und dann Step mal auf Masse takten und gucken, ob sich was an den Motoren tut.) aber wenn Du Dich nicht richtig mit Elektronik auskennst, wird es nun schwierig. Meiner Meinung nach hast Du nun zwei Möglichkeiten. Die eine wäre, wenn Du die ganze Schaltung mal jemandem in die Finger drückst, der das mal eben durchmessen und testen kann. Zu leicht hat man sonst zu schnell versehentlich mal was "kaputtgetestet".
Falls Du da niemanden kennst, und den nächsten Versuch lieber mit Deinem neuem Shield und neuen Endstufen durchführen möchtest, würde ich aber zunächst mal nur eine Endstufe (aber mit Motor) bestücken und damit testen. Aus der Ferne ist es jetzt leider ein bisschen schwierig, den Fehler aufzuspüren. Deine Beschaltung und die Estlcamkonfiguration scheinen mir jedenfalls korrekt zu sein.

[rcmarc03]

Hab noch mal darüber nachgedacht. Die Tatsache, dass Du bei anlegen einer Spannung am Step-Eingang einen Kurzschluss bekommst, macht mich doch sehr stutzig. Das darf so nicht sein denn solange dieser Kurzschluss besteht kann Dein Board nicht funktionieren. Die Frage ist nun woher kommt das. Aber das kann man eigentlich ganz leicht heraus zu finden.

Also:
- Arduino noch mal weg vom Shield. Alle Spannungen abklemmen.
- Nun einen Durchangspiepser (bzw. Ohmmeter) an Step-Eingang und Masse anschließen. Vermutlich piepst es jetzt bereits bzw. zeigt einen relativ geringen Widerstand an.
- Jetzt mal Stück für Stück die Jumper und Endstufen abziehen bis gar nix mehr drauf ist. Sobald das Piepsen aufhört, hast Du den Übeltäter gefunden. (Mit viel Glück war's ja doch nur ein falscher Jumper oder nur eine einzelne defekte Endstufe.)
Wenn es immer noch piepst, hat Dein Shield einen Produktionsfehler. Dann mal gucken, ob Du irgendwo zwischen den Leiterbahnen oder Lötpunkten einen Kurzschluss entdecken kannst.


Viel Erfolg und berichte mal.

Gruß, marc

ps: wo hast Du die Endstufen eigentlich gekauft? Ich kann da keine Beschriftung drauf erkennen. Die sind doch richtig herum gesteckt - oder ?

[Andree-HB]

...generell sollten bei einer Testinbetriebnahme keinerlei Jumper/Brücken gesteckt sein - es wird nicht einer zwingend benötigt !

Ich hatte zudem schon mal den Vorschlag gemacht, ein "reines" GRBL aufzuspielen (Anleitungen dafür gibt es etliche, auch auch deutsch) und ein Terminalprogramm zu verbinden und auf Reaktion zu warten. Wenn dies gemacht wurde, dann sind Shield, Treiber, Motoren, usw. erst die nächsten Schritte!

[hardyy]

ps: wo hast Du die Endstufen eigentlich gekauft? Ich kann da keine Beschriftung drauf erkennen. Die sind doch richtig herum gesteckt - oder ?

Hi marc,

vielen, vielen Dank für Deine Geduld und Deine Ratschläge. Beim Durchmessen aller Pins habe ich festgestellt, daß ich Trottel tatsächlich die Endstufen falsch aufgesteckt habe. Eigentlich wäre es das Erste, was ich hätte überprüfen müssen, aber ...
Alle drei Enstufen sind hin. Habe noch eine vierte gehabt und mit der läuft alles einwandfrei.
Muß mir jetzt im Reich der Mitte neue bestellen. Der Schaden hält sich wenigstens in Grenzen, 1,78 €/St. nur die Lieferzeit nervt.

Nochmals vielen Dank und Gruß, Hardy