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中華CO2レーザーカッター 改造編 「脱調対策で電源を追加する」

Yan

どもどもYanでっす。

本日のネタは「32bitメインボード用に外部電源を追加する」でっす。

事の発端はコレ。この画像を見てください。

本来なら綺麗に円が並んでいなければならないんですが、Ｘ軸、Ｙ軸共に脱調してズレてしまっています。速度は200mm/sとそこまで速くはないはずないですし、以前はこの速度で問題なかったんです。

前と比較して何が変わったか？メインボード交換してます。僕の使っているレーザー用電源ユニットのスペックは計測していないので、ハッキリとはしないんですけど、ネットで調べると中華CO2レーザーの24V出力は1A程度らしいです（いろいろなForumで確認）。おそらくメインボードを交換したことで消費電力が増え、モーターへ十分な電流が流れないことがあるんではないかと思われます。

そこで足りないなら外部から供給してあげればいいじゃないという結論に達し、今回の記事の内容となりました。

用意するもの

・メインボードを駆動するために必要な電源
・配線用の電線

メインボード用電源

僕の使っているMKS sbaseは12～24Vで駆動が可能です。そこで24Vで４～５Aほどの出力のスイッチング電源を用意しました。

この電源は5V、12V、24Vの３つ出力端子があるので他に流用するときなんかに便利かなと思ったのが選択の理由。

配線用の電線

中華CO2レーザーのAC電源コネクタからレーザー用電源にきている100Vラインを分岐させようかとも考えたんですが、なるべく本体内の電源ラインには手を加えないようにしたかったので、必要なコンセントが１つ増えますが追加電源用にコレを購入。

コンセント側でない方の端子も加工されているのですぐに使えます。100V12Aまで流せるので今回の用途なら十分。

あとは内部配線用にこんなやつ

最大で24V 5Aが流れる（実際はそこまで流れないはずだけど電源の最大出力が5Aなので）のに耐えられる太さを選びます。AWG18は0.75sqで6.5A程度は流せる電線なのでコレでOK。

実際の配線

まず中華CO2レーザーの電源コンセントを抜きます。電気配線をいじる作業をするときはかならず電気が通ってない状態にしてからやりましょう。

メインボードとPCをつないでいるUSBケーブルも抜きます。ここが繋がってると5Vがメインボードに供給されてボードが起動してしまうので。

画像1

上の図のように配線します。水色の配線が元の配線で赤と黒の線が新規配線です。１つポイントがあります。レーザー電源と追加電源のGND電位を統一してあげないとダメ。

なので上の図の黒い線。追加電源とメインボードのGNDを繋ぐだけではなく、レーザー電源のGNDも繋いであげます。これをやらないとレーザーの照射ができなくなります。

これでメインボードへの電力供給は外部電源から行われるようになります。モーターへの電力供給も安定するし、今後テーブルを上下させるようなモーターを追加する改造をしても追加分のモーターを動かす電力も賄えます。

懸案事項

動作には今回の改造で問題ないんですけど、外部電源のコンセントを挿しっぱなしにすると、ずっとメインボードに電力供給されてしまうので、モーターにも電力供給されてしまい、レーザー本体の電源を落としても外部電源のコンセントを抜かない限り、モーターがロックされた状態が維持されてしまいます。

外部電源へ100Vを供給しているラインにオンオフスイッチを挟むか、外部電源から24Vをメインボードに供給しているラインにオンオフスイッチを挟むかのどちらかの方法でメインボードへの24V供給をオフにできる仕組みを入れてあげると便利。

29/10/20追記：取り付けました！

まとめ

レーザー出力をソフトウェアから動的にコントロールする改造を行ってから、ストック状態ではできなかった加工も可能になって、かなりいい感じです。

制御に使っているLightburnは一応ドローソフトの機能も持っているんですけど、Inkscapeほど多機能ではないので、Inkscapeでデータを作成してLightburnにベクターデータを読み込ませて加工というスタイルをとってます。

機能を考えると改造前の状態にはもう戻れないので、速度を上げても脱調しないように電力を確保する改造を行いました。コレで速度をもっと上げても大丈夫なはず。

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