Estlcam Arduino CNC Shield 500W China Spindel schalten mit MOSFET

Hallo,

wie die Überschrift hoffentlich rüberbringt, möchte ich gerne die allseits bekannte 500W China Spindel per Estlcam über das Arduino CNC-Chield ein- und ausschalten können, und zwar nicht mit einem Relais (Störimpulse), sondern per MOSFET.

Nun hat das Netzteil der Chinaspindel ja einen Anschluß für einen Schalter, welcher normalerweise mit einem dünnen Draht gebrückt ist. Über diesen Anschluß müsste sich doch per MOSFET auch eine automatischer Schalter realisieren lassen, um per Estlcam die Spindel beim Programmstart ein-und bei Programmende automatisch ausschalten zu lassen. Ein/Aus reicht mir, eine Drehzahlregelung brauche ich nicht.

Leider findet sich zu dem Netzteil natürlich keine genaue Spezifikation. Somit weiß ich nicht, welche Leistung hier zum Schalten benötigt wird. Da nur mit einem dünnen Draht gebrückt ist, wird die nicht so hoch sein, aber bei dem Chinakram weiß man ja nie ...

Hier mal ein Foto von der Anschlußseite des Netzteils. Der entsprechende Anschluß ist mit "On/Off" bezeichnet und mit einer Drahtbrücke versehen:

Spindel_Netzteil.jpg


Hat das vielleicht schonmal Jemand hier realisiert und ein paar Tipps parat?

Danke und Grüße
Markus
 

avocado

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STErwin

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@ Tommy,

redet ihr wirklich vom selben? Das verlinkte Solid stat relais schaltet Wechselspannung.
Das von Markus gezeigte Netzteil könnte hier könnte an der Brücke aber genauso gut eine Steuerleitung sein welche Gleichspannung schaltet.

@ Markus ist das diese 500W Chinaspindel mit Bürstemotor, den Anschlüssen am Netzteilnach zu schließen. (Motor 2 Anschlüsse)

Erwin
 
Hallo,

Erwin hat Recht, an der Brücke ist eine Steuerleitung, da dürfte wenig bis keine Leistung anliegen. Ich kann zumindest nichts messen. Ich möchte nicht die Versorgungsspannung schalten. Ich denke, wenn dort schon ein Schalteranschluß vorhanden ist, dann kann ich den auch nutzen. Und mit einem kleinen Relais würde das wohl auch funktionieren, nur auf die Störimpulse würde ich halt gerne verzichten.

Und ja, es ist die 500 Watt Bürstenmotor-Spindel.

Grüße
Markus
 

onki

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Hallo Markus,

Da du keinen nennenswerten Strom messen kannst, handelt es sich um eine DC-Schaltung die eine nachgelagerte Leistungselektronik schaltet.
Um eine galvaniche Trennung zu bekommen kannst du einen günstigen Optokoppler verwenden (Vorwiderstand bei 5V Signal so ca. 300 Ohm), der das Schaltsignal von der Estlcam-Steuerung an die Spindelsteuerung gibt. Normalerweise kannst du die Steuerung auch vom Arduino-Shield bewerkstelligen, da je kein nennenswerter Strom erforderlich ist und Arduino-Ausgänge locker 20ma Ausgangsstrom abkönnen.
Sicherheitshalber kannst du die Drahtbrücke ja mal mit einem Milliamperemeter nachbilden um den auftretenden Strom bei Kurzschluss zu messen.
Dazu müsstest du die Drahtbrücke aber mal entfernen und auch mit einem Voltmeter drangehen, um zu sehen wo Plus bzw. Minus ist und ob der gefundene "Minuspol" auf gleichem Potential wie der Motor-Minus (schwarzes Kabel). Und wenn du schon dabei bist, mach an die Kabel gleich vernünftige Adernendhülsen dran. Beim Anblick solcher Verkabelungen bekomme ich sonst immer einen Schreikrampf. Und bitte die Sache gut isolieren, da auf den linken Klemmen Netztspannung liegt.

Gruß und schöne Weihnachten

Onki
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Onki,

ein Optokoppler, natürlich, da bin ich nicht drauf gekommen. Damit sollte es klappen. Ich habe mal gemessen, es fließt kein messbarer Strom, wenn die Brücke entfernt ist. Der Motor geht an, Strom kann ich keinen messen (eingestellter Messbereich 20mA). Die Spannung beträgt dann knapp 27V und +/- folgt dem Schema des Motoranschlusses. Danke für den Tipp!

Und bitte nicht losschreien, ich habe das nur mal schnell verkabelt, um eine Funktionsprüfung vorzunehmen. Das wird alles noch sauber angeschlossen und in ein vernünftiges Gehäuse verpackt. Auch eine Kunststoffabdeckung für die Anschlußleiste habe ich schon entworfen. Diese wird 3D gedruckt.

Also nochmals danke und Euch allen ein frohes Fest!

Grüße
Markus

Ergänzung: Ich habe gerade in meinem Fundus noch 2 Optokopplertypen entdeckt: Einmal einen NEC 2561 und einmal einen herstellerlosen mit der Bezeichnung 817CN. Bei beiden liegt der Diodenstrom allerdings deutlich über 20mA, so dass ich diese nicht direkt am Arduino betreiben kann. Wenn ich aber die LED des Optokoppler von einem Transistor schalten lasse, dann sollte das gehen. Ich melde mich hier wieder ... entweder, wenn alles abgeraucht ist oder wenn es funktioniert 😉.
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo,

es gibt schon ein erstes Zwischenergebnis: Vergesst das mit dem Transistor, ich habe das Datenblatt falsch gelesen. Der Arduino kann den Optokoppler (817CN) direkt an seinem Digitalpin schalten. Ich verwende dazu einen Vorwiderstand von 560 Ohm, was dann einem Strom von ca. 7mA entspricht, also kein Problem für den Ardu.

Soviel zum Labortest, jetzt schaue ich mal, ob der Koppler auch das Netzteil schalten kann.

Grüße
Markus
 
Und nochmal hallo,

ich melde Vollzug, es funktioniert. Ich musste allerdings den Vorwiderstand von 560 Ohm auf 390 Ohm verringern, ansonsten hat die Spindel nicht die volle Drehzahl erreicht ??? Es scheint also bei diesem Optokoppler eine Art analoge Übertragung statt zu finden, kein simples an/aus. Das bringt einen natürlich auf weitere Ideen 😉.

Aber das hier funktioniert so erst einmal, jetzt wird als nächstes ein ordentliches Gehäuse gebaut und alles sauber verdrahtet.

Crowdfounding hat mal wieder spitze funktioniert 👍

Übrigens, ich musste den Eingang des Kopplers am CNC-Shield an Z+ anschliessen (GRBL 1.1), nicht an Spindel enable. Dann klappts mit Estlcam.

Danke nochmal und Ciao
Markus
 

STErwin

User
....
Und mit einem kleinen Relais würde das wohl auch funktionieren, nur auf die Störimpulse würde ich halt gerne verzichten.
.......
Grüße

Auch wenn Du schon eine Lösung hast fällt mir noch ein, dass bei der Kleinspannung bzw. Strohm wohl auch keine Störimpulse von einem Mini Relais zu erwarten wären.

Und ja, es ist die 500 Watt Bürstenmotor-Spindel.

Wie macht sich die im Vergleich zur Proxon, die man auf den ersten Bildern Deiner Fräse sieht?

Erwin
 
Hallo Erwin,

ja, das mit den Störimpulsen habe ich mir auch schon gedacht. Da würde tatsächlich nichts passieren, da ja keine Leistung geschaltet wird. Mir gefällt eine rein elektronische Lösung trotzdem besser als eine mechanische und günstiger ist es noch dazu.

Mit der Spindel bin ich bisher zufrieden, ich habe aber erst ein paar kleinere Dinge gefräst. Die doch recht niedrige Drehzahl (12.000 U/min) ist bisher das einzige Manko, gerade wenn man mit sehr dünnen Fräsern arbeitet. Es funktioniert und die Schnitte sind sehr sauber, aber das Schnittgeräusch hört sich irgendwie unsauberer an. Ich werde da mal noch andere Fräser ordern, im Moment habe ich nur diamantverzahnte, vielleicht liegt es daran.

Ansonsten ist das reine Betriebsgeräusch der Spindel deutlich leiser. Ausserdem ist sie viel besser zu befestigen, da sie ja nicht als Handgerät konstruiert ist und durch die jetzt automatische Schaltung habe ich auch einen deutlichen Komfortgewinn.

Ich habe noch ein paar Bauteile bestellt und dann baue ich die ganze Elektronik der Fräse in ein Gehäuse ein. Werde hier berichten.

So siehts übrigens jetzt aus:

NeueSpindel.jpg


Übrigens: Die Proxxon hat sich mit einem lauten Kreischen verabschiedet. Die Lager haben das nicht mitgemacht. Hört man ja immer wieder und fairerweise muss man ja auch sagen, dass das Maschinchen für die Belastung nicht gedacht ist. Sie hat trotzdem viele tolle Werkstücke hergestellt und mit dem Ende habe ich gerechnet.

Grüße
Markus
 
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