CNC Shield V3 Para Arduino Uno

INFORMACIÓN

El CNC Shield V3 para Arduino Uno es una tarjeta de expansión diseñada para controlar máquinas CNC, impresoras 3D o grabadoras láser de manera sencilla y eficiente. Este módulo se coloca directamente sobre el Arduino Uno y permite la conexión de hasta 4 drivers de motores paso a paso (A4988, DRV8825, entre otros), los cuales controlan los ejes X, Y, Z y un eje adicional (A). Su funcionamiento se basa en recibir las instrucciones de movimiento generadas por programas de control como GRBL, las cuales el Arduino interpreta y el shield distribuye hacia los motores paso a paso, finales de carrera y otros periféricos. Gracias a sus pines y conectores organizados, el CNC Shield V3 simplifica el cableado y facilita la construcción de proyectos de control numérico computarizado.

El CNC Shield V3 se utiliza principalmente en proyectos de máquinas CNC, como routers de grabado, cortadoras láser, fresadoras, impresoras 3D y plotters de dibujo, permitiendo controlar con precisión el movimiento de los motores paso a paso en diferentes ejes. Sus aplicaciones abarcan desde el hobby y la educación hasta prototipado y pequeños proyectos de manufactura digital. Es compatible de forma nativa con el Arduino Uno, aunque también puede funcionar con otras tarjetas de desarrollo basadas en el mismo formato y microcontrolador ATmega328P, e incluso con algunas variantes como el Arduino Nano (usando adaptadores). Esto lo convierte en una opción versátil y accesible para automatizar procesos y construir sistemas de control de movimiento personalizados.

Es compatible con los drivers para motores paso a paso Pololu A4988 (Allegro) o los DRV8825 (Texas Inst.)

---

ESPECIFICACIONES Y CARACTERÍSTICAS

• Modelo: Shield CNC 3.0.
• Alimentación: 12 – 36 VDC (Dependiendo de los controladores utilizados).
• Ejes: 4 ejes (X, Y, Z,  A).
• Finales de carrera: 6 finales de carrera 2 por cada eje X, Y y Z.
• Compatible con el software GRBL.
• Jumpers para control de micro-stepping.
• Los motores pueden ser conectados con bornes tipo Molex de 4 pines.
• Salidas:
  • Dirección o “Spindle enable”.
  • Refrigerante o  “Coolant enable”.
• Compatibilidad de software: GRBL (principalmente), además de programas como Universal Gcode Sender, Candle, LaserGRBL, entre otros.
• Microstepping: Soporte de configuraciones 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 y hasta 1/32 (según el driver instalado).
• Dimensiones: 70 mm x 55 mm x 20 mm.
• Peso: 33 g.

---

DOCUMENTACIÓN Y RECURSOS

• Datasheet Manual
  
• Pinout
• Dimensiones
• Esquemático
• Librería GRBL Firmware

---

INFORMACIÓN ADICIONAL

¿Cómo probar el CNC Shield V3 Para Arduino Uno?

Aquí tienes una guía paso a paso, sencilla y segura para probar tu CNC Shield V3 con un Arduino Uno.

Materiales Necesarios:

• Arduino Uno + CNC Shield V3.
• 1–4 drivers paso a paso (A4988 o DRV8825).
• 1–4 motores paso a paso (ej. NEMA17).
• Fuente de alimentación adecuada (12–24 V según motores/drivers).
• Cable USB para el Arduino y un PC con software (Universal Gcode Sender, Candle o similar).
• Multímetro, destornillador pequeño, cables y, opcional, finales de carrera (endstops).

Precauciones.

• Trabaja con la alimentación desconectada mientras montas o cambias cableado.
• Ajusta la corriente de los drivers con cuidado (empieza baja).
• Usa disipadores/ventilador en drivers si vas a probar mucho tiempo.
• Usa movimientos muy cortos y velocidades bajas al probar por primera vez.

Montaje Físico Básico.

• Inserta el CNC Shield sobre el Arduino Uno haciendo que los pines encajen.
• Inserta los drivers (A4988/DRV8825) en sus sockets del shield con la misma orientación para todos; deja el potenciómetro accesible (así puedes ajustarlo). Verifica la serigrafía del shield si existe.

Configura los Jumpers de Microstepping.

• Coloca los jumpers bajo cada driver según el microstepping que quieras (por ejemplo, 3 jumpers = microstepping alto). Si no estás seguro, deja solo el jumper mínimo y luego aumentas.

Conecta los Motores.

• Conecta los motores a los bornes X, Y, Z (y A si aplica). Aprieta los tornillos. Mantén las conexiones firmes y ordenadas.

Conecta los finales de carrera (opcional, recomendado NC).

• Si tienes endstops, conéctalos a los pines correspondientes en el shield. Se recomiendan finales NC (normalmente cerrados) por seguridad; conéctalos entre el pin de señal y GND según la serigrafía del shield.

Preparación antes de energizar.

• Revisa polaridad y que no haya cables sueltos. No conectes la fuente aún. Ten el multímetro a mano.

Ajuste inicial de corriente (muy importante).

• Enciende la fuente solo para medir (o hazlo con cuidado): mide el voltaje de referencia (Vref) del driver con multímetro (punta al patillero del potenciómetro y la otra a GND) si sabes hacerlo. Si no estás seguro, ajusta el potenciómetro en muy pequeña cantidad.
• Regla segura: empieza con un ajuste bajo, prueba movimiento y sube gradualmente hasta que el motor gire sin perder pasos; detente si el driver o motor se calienta demasiado al tacto. (No aumentes a ciegas.)

Instalar GRBL en el Arduino.

• Descarga GRBL y cárgalo en el Arduino Uno usando el IDE de Arduino: Sketch > Include Library > Add .ZIP Library (selecciona GRBL), luego File > Examples > grbl > grblUpload y sube al Uno. (Así tendrás GRBL listo para recibir G-code.)

Conectar al PC y abrir el controlador.

• Conecta el Arduino por USB. Abre tu programa (por ejemplo, Universal Gcode Sender o Candle). Selecciona el puerto COM correcto y 115200 bps (baud por defecto de GRBL).

Comprobaciones rápidas por software.

• En la consola del programa: escribe $$ y presiona Enter para listar la configuración de GRBL.
• Si aparece un estado de alarma, envía $X para desbloquear.
• Usa los controles de jog del programa y ajusta el incremento de movimiento pequeño (0.5–1 mm) y velocidad baja (p. ej. 100 mm/min). Mueve primero un eje a la vez.

Prueba de movimiento seguro.

• Con el motor libre (sin carga), da comandos pequeños (por ejemplo por MDI o jog): G0 X1 o G1 X1 F100 — 1 mm a velocidad lenta. Observa dirección y comportamiento.
• Si el eje no se mueve: revisa pines de motor, driver mal insertado, jumpers, o que el driver esté correctamente orientado.

Probar finales de carrera.

• Mueve manualmente el eje hasta que active el endstop y verifica que el estado cambie en el software. Homing ($H) solo si tienes configurado homing y tolerancias; mejor primero verificar que los switches funcionan.

Ajustes finales y seguridad.

• Ajusta microstepping y corriente para equilibrio entre torque y temperatura.
• Verifica que ninguno de los componentes se caliente en exceso después de 5–10 minutos de prueba.
• Si todo funciona, configura los parámetros de pasos/mm y límites en GRBL (usa $$ para ver y $<param>=<valor> para cambiar).

---

ENLACES EXTERNOS

• Guía de Instalación – Osoyoo
  
• Programación del GRBL – El Profe García
• Armado de los módulos (Arduino, CNC, Drivers) – Christopher Fuentes
• GRBL v1.1h con Arduino UNO, Shield CNC, driver A4988 – El Profe Zurco