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Wir hier bei myhobby-CNC haben uns für das GRBL-Board von Protoneer aus Neuseeland entschieden. Bertus Kruger hat da wirklich ein gutes und solides Board entwickelt, dass sehr universell einsetzbar und konfigurierbar ist.

Für uns ausschlaggebend war die Möglichkeit, die Y-Achse für den vierten Kanal zu clonen und so eine eigene Endstufe für den parallelen Antrieb der Y-Achse zu haben. Die Lösung im Original, mit drei Endstufen und einer Parallelschaltung der Y-Motoren hat uns wenig gefallen. Gerade weil diese Endstufe doppelt hoher Belastung ausgesetzt ist, ist uns nicht ganz klar, warum im Original fest verbaute Endstufen zum Einsatz kommen. Bei defekt einer Endstufe kann das Board in den Müll geworfen werden.

Daher finden wir auch die modulare Bestückung des GRBL-Boards mit POLOLU-kompatiblen Endstufen sehr wichtig. Hier können dann zum Einen stärkere Treiber verwendet werden, zum Anderen können defekte Module unkompliziert getauscht werden.

Der Bausatz kommt „leider“ ungelötet mit allen Einzelteilen an Sie geliefert. Das ist den sehr hohen Kosten für das manuelle Löten geschuldet. In den kleinen Mengen, in denen das Board gefertigt wird kann eine autom. Bestückung und Löten im Lötbad nicht realisiert werden. Manuelles Löten beim Hersteller würde den Preis des Boards fast verdoppeln und die Versandkosten stark erhöhen. Daher haben wir uns für diese Variante entscheiden. Aber wie heißt es doch so oft: „Der Weg ist das Ziel“!

Der Zusammenbau gestaltet sich aber recht einfach, wenn auch aufwendig.

Die Einzelteile sollten zunächst zur Übersicht ein wenig sortiert werden. Das sehen Sie hier auf dem Bild.

Die Bestückung beginnt mit den flachsten Bauteilen hin zu den immer höher werdenden Bauteilen.

Reihenfolge der Bestückung:

1. Widerstand (zum Glück gibt es nur einen)
2. Microschalter
3. Kondensatoren (bitte zum Einbau den noch folgenden Hinweis beachten)
4. Pfostenstecker, Oberseite, ein- und zweireihig (Papa)
5. Buchsenleisten 8-pol. (Mama)
6. Leiterplattenklemme 2-pol. (blau)
7. Pfostenstecker, Unterseite, einreihig

Die Kondensatoren dienen zur Stabilisierung der Betriebsspannung für die Schrittmotor-Treibermodule. Daher befindet sich auch unter jedem Modul ein Kondensator. Bei den Kondensatoren ist unbedingt auf die richtige Polung zu achten. Die Platine hat ein kleines + Zeichen an der Stelle wo auch Plus vom Kondensator eingesteckt werden muss. Bei den Kondensatoren ist allerding meist der - Pol besonders gekennzeichnet. Aber dass sollte ja kein Problem sein.

Die Anschlussdrähte der Kondensatoren müssen nun knapp am Gehäuse um 90 Grad nach unten gebogen werden, damit die Kondensatoren dann flach liegend auf die Platine gesteckt werden können. Das ist hier im folgenden Bild zu sehen.

Bei den Stiftleisten ist so vorzugehen, dass von einer ganzen Stift-(Buchsen-)leiste zunächst immer nur ein Pin verlötet wird. Dann wird die Lötstelle nochmal erwärmt während ein Finger auf der Oberseite die Leiste fest nach unten drückt und im rechten Winkel ausrichtet. Es ist wichtig, dass die Bauteile auf der Platine wirklich aufliegen und rechtwinklig stehen. Sieht auch besser aus! Danach werden die restlichen Pins der Leisten verlötet.

Der Rest ist eigentlich einfach zu bestücken. Die Pfostenstecker sind auf die benötigte Länge abzubrechen. Das geht ganz leicht, in dem man mit dem Fingernagel des rechten Daumens in eine der Rillen zwischen zwei Kontakten drückt, und von der Hinterseite die Stiftleiste links und rechts neben dem Daumen gegen den Daumen drückt. Die Leiste bricht dann genau an der Stelle, an der sich der Fingernagel befindet ab.

Für den Betrieb des GRBL-Shields für unsere Shapeoko Fräse, muss nun noch mit den mitgelieferten Kodierbrüchen (Jumper) die Grundeinstellung vorgenommen werden. Diese Konfiguration kann natürlich von jedem individuell verändert werden.

Wir empfehlen für die ersten Versuche eine Standardeinstellung für die X- und Y-Achsen mit 1/8-Microstepping und für die Z-Achse Halbschritte. Die Z-Achse hat durch die M8-Gewindestange bereits eine sehr feine Auflösung, so dass hier mit Halbschritten gearbeitet werden muss.

Außerdem soll ja die Y-Achse auf unseren vierten Motortreiber geclont werden.

Im folgenden Bild ist schematisch die Bestückung der Jumper für die Standardkonfiguration dargestellt.

Zusammenfassend sind die Einstellungen nun:

• X- und Y-Achsen sind auf 1/8 Microstepping eingestellt
• Z-Achse ist auf Halbschritte (1/2) eingestellt
• Y-Achse wird auf A-Achse geclont