📌 این سری در دو بخش است
- بخش ۱/۲: اسکلت چوبی، جداسازی قطعات پرینتر، مونتاژ محورهای X/Y ✅
- بخش ۲/۲ (همین پست): الکترونیک، GRBL، LaserGRBL، کالیبراسیون و اولین حکاکی
GRBL چیست و چطور با لیزر کار می‌کند؟
GRBL یک فریمور کوچک اما قدرتمند برای آردوینو Uno/Nano است که دستورات G-code را دریافت می‌کند و آن‌ها را به پالس‌های دقیق برای موتورهای پله‌ای و سیگنال کنترل لیزر تبدیل می‌کند. همان G-code که CNC فرز می‌فهمد — فقط به جای فرز، لیزر روشن و خاموش می‌شود.
برای کنترل قدرت لیزر، GRBL از PWM (Pulse Width Modulation) استفاده می‌کند — یعنی با تغییر نسبت روشن/خاموش بودن سیگنال دیجیتال، شدت لیزر را بین ۰ تا ۱۰۰٪ تنظیم می‌کند. این همان پایه D11 آردوینو Uno است.
CNC Shield V3 یک شیلد ارزان (~۸۰ هزار تومان) است که روی آردوینو Uno نصب می‌شود و جا برای ۴ درایور A4988 دارد — ما فقط از X و Y استفاده می‌کنیم. این شیلد کانکتورهای استاندارد برای موتور، Endstop، و منبع تغذیه دارد.
LaserGRBL یک نرم‌افزار رایگان ویندوزی است که تصویر یا فایل وکتور شما را به G-code تبدیل می‌کند و از طریق USB به آردوینو می‌فرستد. رابط ساده‌ای دارد و برای مبتدیان ایده‌آل است. Lightburn نسخه پیشرفته‌تر (۶۰ دلار) است که برای کارهای حرفه‌ای‌تر استفاده می‌شود.
🛠️ کارت پروژه — بخش الکترونیک
| زمان الکترونیک و نرم‌افزار | ۳–۵ ساعت |
| بودجه الکترونیک | ~۴۰۰–۵۰۰ هزار تومان (Arduino + CNC Shield + درایورها) |
| نرم‌افزار | LaserGRBL (رایگان) یا Lightburn (پولی) |
| اولین حکاکی | لوگو یا متن ساده روی تخته چوب نرم |
BOM الکترونیک
| قطعه | مشخصات | تعداد | قیمت |
|---|---|---|---|
| Arduino Uno R3 | کلون چینی کافی است | 1 | ~۱۵۰ هزار تومان |
| CNC Shield V3 | شیلد روی Uno | 1 | ~۸۰ هزار تومان |
| درایور A4988 | + هیت‌سینک | 2 | ~۶۰ هزار تومان |
| ماژول لیزر ۲W یا ۵W @ 445nm | با TTL input و فوکوس‌پذیر | 1 | ~۳۰۰–۵۰۰ هزار |
| ترانزیستور MOSFET IRF520 یا IRLZ44N | درایور PWM لیزر (اگر ماژول TTL نداشت) | 1 | ~۱۵ هزار تومان |
| منبع تغذیه ۱۲V / ۵A | برای ماژول لیزر ۵W | 1 | ~۲۰۰ هزار تومان |
| کابل USB A به B | اتصال Arduino به کامپیوتر | 1 | ~۲۰ هزار تومان |
نقشه سیم‌کشی کامل
نکته مهم — اتصال ماژول لیزر با TTL:
اگر ماژول لیزر ورودی TTL دارد: سیم TTL را مستقیم به پایه D11 آردوینو وصل کن. GND ماژول باید با GND آردوینو مشترک باشد (Common Ground). برق ۱۲V ماژول را مستقیم از PSU بگیر — نه از آردوینو.
اگر ماژول TTL ندارد (فقط VCC/GND): یک MOSFET مثل IRLZ44N اضافه کن: Gate → D11، Drain → GND ماژول، Source → GND مشترک. با این روش D11 آردوینو برق ۱۲V لیزر را سوئیچ می‌کند.
نصب فریمور GRBL روی Arduino Uno
- دانلود آخرین نسخه GRBL از: github.com/gnea/grbl/releases
- فایل zip را اکسترکت کن — پوشه
grblرا پیدا کن. - در Arduino IDE: Sketch → Include Library → Add .ZIP Library → فایل zip را انتخاب کن.
- از منوی File → Examples → grbl → grblUpload را باز کن.
- برد را Arduino Uno، پورت USB را انتخاب کن و آپلود کن.
- بعد از آپلود، Serial Monitor را با بودریت 115200 باز کن — باید پیام
Grbl 1.1h ['$' for help]ببینی.
تنظیمات GRBL برای این پرینتر
این دستورات را در Serial Monitor یا LaserGRBL Console بفرست:
; ===== تنظیمات پایه GRBL برای لیزر انگریور =====
; قدم در هر میلی‌متر برای X و Y:
; تسمه GT2 (گام 2mm) + پولی 20 دندانه + A4988 با 16 microstep:
; (200 قدم × 16) / (20 × 2mm) = 80 قدم/mm
=80.000 ; X steps/mm
=80.000 ; Y steps/mm
; اگر موتور قدم ۱.۸° داشته باشد و تسمه مستقیم از پرینتر باشد:
; با اهم‌متر و اندازه‌گیری فیزیکی تأیید کن
; سرعت و شتاب — برای موتورهای کوچک پرینتر محتاطانه شروع کن
=3000.000 ; X max rate (mm/min)
=3000.000 ; Y max rate (mm/min)
=200.000 ; X acceleration (mm/sec^2)
=200.000 ; Y acceleration (mm/sec^2)
; محدوده حرکت
=200.000 ; X max travel (mm)
=200.000 ; Y max travel (mm)
; ===== مهم‌ترین: فعال‌سازی حالت لیزر =====
=1 ; Laser mode ON — در این حالت لیزر با حرکت روشن/خاموش می‌شود
; تنظیم PWM لیزر
=1000 ; Max spindle speed = max laser power (S1000 = 100%)
=0 ; Min spindle speed (S0 = off)
; جهت حرکت — اگر محور معکوس بود تغییر بده
=0 ; بیت ۰=X، بیت ۱=Y — اگر X معکوس: =1، اگر Y: =2، هر دو: =3
; Homing فعال
=1 ; Homing cycle ON
=0 ; Homing direction (0 = X-/Y- یعنی به سمت Endstop)
=25.000 ; Homing feed rate (mm/min)
=500.000 ; Homing seek rate (mm/min)
; ذخیره همه تنظیمات در EEPROM آردوینو
; (تنظیمات با ارسال هر $ command به صورت خودکار ذخیره می‌شوند)کالیبراسیون Steps/mm با اندازه‌گیری
; روی صفحه Y یک خط ۱۰۰mm بکش و اندازه واقعی آن را پس از حرکت بسنج
G91 ; حالت نسبی
G1 X100 F500 ; ۱۰۰mm حرکت X
; اگر واقعاً ۹۵mm رفت:
; = × 100 / 95 = 80 × 1.052 = 84.2
=84.200 ; مقدار اصلاح‌شده
; همین کار را برای Y تکرار کن
G1 Y100 F500تنظیم فوکوس لیزر
- عینک ایمنی را بپوش.
- یک تکه کاغذ (یا چوب نرم) زیر لیزر بگذار.
- با دستور
M3 S100لیزر را با کمترین قدرت روشن کن (S100 = ۱۰٪). - ارتفاع ماژول لیزر را آرام تغییر بده (پیچ تنظیم ارتفاع) تا نقطه لیزر روی کاغذ کوچک‌ترین و روشن‌ترین باشد.
- این ارتفاع را با یک تکه چوب یا فاصله‌نگهدار ثابت کن.
- با
M5لیزر را خاموش کن.
برای ماژول ۲W فاصله معمولاً ۵۰–۶۰mm است. برای ۵W حدود ۳۰–۵۰mm. دستورالعمل ماژول خریداری‌شده را هم ببین.
نرم‌افزار LaserGRBL — تنظیم و اولین حکاکی
- از lasergrbl.com دانلود و نصب کن — کاملاً رایگان است.
- پورت COM آردوینو را انتخاب کن، بودریت 115200، و Connect کن. باید پیغام
Grbl 1.1نشان دهد. - روی دکمه Home کلیک کن — کریج باید به گوشه Endstop برود.
- یک تصویر ساده (JPG یا PNG مشکی روی سفید) باز کن: File → Open File.
- در پنجره تنظیم: اندازه را به ۵۰×۵۰mm تنظیم کن، Engrave Quality را روی ۱۰ Line/mm بگذار.
- Power =
S800برای ۲W روی چوب نرم،S600برای ۵W. - Speed =
1500 mm/min— بعداً با آزمایش تنظیم کن. - روی Start کلیک کن و از پشت عینک تماشا کن!
جدول تنظیمات پیشنهادی لیزر برای مواد مختلف
| ماده | لیزر ۲W | لیزر ۵W | سرعت |
|---|---|---|---|
| چوب نرم (کاج، صنوبر) | S800–1000 | S400–600 | ۱۵۰۰–۲۵۰۰mm/min |
| تخته سه‌لا ۳mm (برش) | ❌ نمی‌برد | S1000، چند پاس | ۳۰۰–۵۰۰mm/min |
| چرم طبیعی | S600–800 | S300–400 | ۱۰۰۰–۲۰۰۰mm/min |
| کاغذ (برش) | S300–500 | S150–250 | ۳۰۰۰mm/min |
| آکریلیک رنگی (حک) | S800–1000 | S400–600 | ۸۰۰–۱۵۰۰mm/min |
| آکریلیک شفاف (برش) | ❌ شفاف رو نمی‌بیند | ❌ نیاز ۱۰W+ | — |
عیب‌یابی رایج
| مشکل | علت | راه‌حل |
|---|---|---|
| موتور حرکت نمی‌کند | Vref A4988 صفر یا جهت اشتباه | Vref را روی ۰.۵V تنظیم کن + را چک کن |
| لیزر روشن نمی‌شود | =0 یا Common Ground نیست | =1 تنظیم کن + GND مشترک چک کن |
| Homing کار نمی‌کند | Endstop وصل نیست یا =0 | با ? وضعیت Endstop را چک کن |
| حکاکی کج است | تسمه Y شل است یا ریل‌ها موازی نیستند | تسمه را بکش، ریل‌ها را دوباره تراز کن |
| خطوط موازی نیستند | Steps/mm اشتباه | کالیبراسیون مجدد / |
| لیزر در همه جا یک شدت دارد | =0 یا PWM کار نمی‌کند | =1 و D11 را بررسی کن |
ارتقاء پروژه — قدم‌های بعدی
محفظه ایمنی
جعبه تاریک با فیلتر دود برای کار ایمن‌تر
ارتقاء به ۱۰W
ماژول ۱۰W برش تخته ۵mm — همان مدار
Lightburn
نرم‌افزار حرفه‌ای با Rotary و Camera
ناحیه ۳۰×۳۰cm
با Lead Screw بجای تسمه دقت بیشتر