Raspberry pi Laser engraver

Raspberry pi Laser engraver by Phiphut&Jirakit

ที่มาและความสำคัญ : จากการศึกษาการใช้เครื่อง Raspberry pi ทำให้ทราบว่าเครื่องนี้สามารถนำไปใช้กับเทคโนโลยีต่างๆได้หลากหลายรูปแบบ และจากความสนใจในเครื่อง 3D printer ทำให้ได้มีการศึกษาเกี่ยวกับสิ่งประดิษฐ์ที่มีความสามารถในการสร้างรูปร่างทั้ง 2 และ 3 มิติ จนได้รู้จักกับเครื่อง Laser engraver ซึ่งมีความน่าสนใจ จึงตัดสินใจลองสร้างเครื่อง Laser engraver ด้วยตัวเองโดยควบคุมด้วยเครื่อง  Raspberry pi

Laser engraver คือ เครื่องวาดรูปโดยใช้แสงเลเซอร์ฉายไปที่ผิวของวัตถุเพื่อให้เกิดรอยไหม้เป็นรูปตามต้องการ

 เครื่อง Laser engraver

  



 การทำงานของเครื่อง Laser engraver จะอาศัย stepper motor 2 ตัว คอยควบคุมเลเซอร์ให้เคลื่อนที่ไปตำแหน่งที่เราต้องการ

 Stepper motor ร้อยกับเส้นเอ็น คอยควบคุมการเคลื่อนที่

โดยเราใช้เครื่อง raspberry pi ในการควบคุมการทำงานของ stepper motor ทั้งสอง ให้เคลื่อนที่ตามที่เราต้องการ

raspberry pi

อุปกรณ์หลักที่ต้องใช้

1. Raspberry Pi          1 เครื่อง
2. Stepper Motor        2 ตัว
3. Laser 1000 mW     1 เครื่อง
4. A4988                    2 ตัว 
5. ตัว mechanic Laser engraver
6. ตัวเก็บประจุขนาด 100 µF จำนวน 2 ตัว และขนาด 30 µF จำนวน 1 ตัว
7. Switching-mode power supply สำหรับแปลงไฟ 220 V เป็น 12 V และ 7.5 V อย่างละหนึ่งเครื่อง 
8. Transistor 2SC945 และ 2SC1061
9. Resistor 1 k และ 4.7 k                                                                                                                                               

ขั้นตอนการทำ

1. อย่างแรกเลยคือเราต้องทำตัว mechanic ซึ่งตัว mechanic ของ Laser engraver นั้น มีหลากหลายแบบ                                                                                                                                                                                             
2. เนื่องจาก Raspberry Pi ไม่สามารถที่จะคุม Stepper Motor ได้โดยตรง ดังนั้น เราจึงใช้ A4988 ช่วยในการคุม Stepper Motor ซึ่งสามารถศึกษาการต่อวงจรของ A4988 ได้ตามนี้ (Click) โดยขา STEP และขา DIRECTION จะต่อเข้ากับขา port GPIO ของ Raspberry Pi                                                                                                                                                                                
3. ต่อไปคือวงจรควบคุมการเปิดปิด Laser  ซึ่งเราจะใช้ transistor ช่วยในคุบคุมการเปิดปิด โดยสามารถ ต่อ วงจรได้ตามรูป โดยขา I/O จะต่อเข้ากับขา port GPIO ของ Raspberry Pi      

                                                                                                                                                                                                                                                                                    

โปรแกรมควบควมการทำงาน

โดยโปรแกรมหลักๆนั้น มี 1 โปรแกรม และ มีอีก 2 โปรแกรมย่อย

1. Motor_Control
2. Bipolar_Stepper_Motor_Class
3. Gcode_Executor

โดยตัวโปรแกรมแปลง Gcode_Executor นั้นเราได้ ดัดแปลงมาจาก Xiang Zhai  

โดยโปรแกรมของเรานั้นจะทำการวาดตาม Gcode ที่เราใส่เข้าไป ซึ่งเราใช้โปรแกรม Inkscape ในการแปลงรูปภาพที่เราต้องการเป็น  Gcode 

 Download Inkscape -Download Laser Engraver Extension  

โดย Program Inkscape last version มีความไม่สอดคล้องกับตัว laserengraver extension ทำให้ไม่สามารถสร้าง Gcode ได้ ซึ่งสามารถแก้ไขได้ ไฟล์ laserengraver.py ตามนี้ หรือถ้าต้องการภาษาไทย (Click) เท่านี้ Program Inkscape เราก็สามารถสร้าง Gcode ได้ตามปรกติ 

Program Inkscape



Running Program

เมื่อเราแปลงสภาพที่ต้องการเป็น Gcode เรียบร้อยแล้ว เราก็ทำการ copy ไฟล์ที่ได้ไปใส่ไว้ใน Raspberry Pi ของเรา จากนั้นเราก็จะทำการเปลี่ยนชื่อไฟล์ใน code ของเรา โดยคำสั่ง "nano gcode.py"  จากนั้นก็เปลี่ยนชื่อไฟล์ของเราให้ตรงกับ ไฟล์ .nc ที่เราต้องการจะวาด เมือเปลี่ยนแล้วให้ทำการ save โดยกด ctrl+x  =>  yes  =>  Enter 

ทำการการ run program "gcode.py" โดยใช้คำสั่ง "sudo python gcode.py" เท่านี้เราเครื่อง Laser engraver ของเราก็จะทำงาน

****ข้อควรระวัง ควรใส่แว่นกรองแสงทุกครั้งที่เครื่องทำงาน****

หากมีปัญหาสงสัย สามารถ สอบถามได้ที่ Email : phiphut.ch@gmail.com , golf.thebright@gmail.com

ตัวอย่างผลงานจากเครื่อง Laser engraver