CNC Shield V3 – Carte d’extension GRBL pour contrôle de moteurs pas à pas avec Arduino

Le CNC Shield V3 est une carte d’extension puissante et polyvalente conçue pour transformer une simple carte Arduino UNO en une véritable machine de commande numérique (CNC). Elle est parfaitement adaptée pour piloter des moteurs pas à pas dans des projets de gravure laser, imprimantes 3D, traceurs, machines CNC 3 axes, fraiseuses, ou encore machines à découpe.

Compatible avec le célèbre firmware GRBL, ce shield permet de contrôler jusqu’à 4 axes (X, Y, Z, A) avec des pilotes de moteurs pas à pas de type A4988, DRV8825, ou équivalents. Sa conception simple, modulaire et évolutive en fait un outil indispensable pour les makers, les professeurs en électronique, les ingénieurs et les amateurs de mécatronique.

🔧 Caractéristiques techniques du CNC Shield V3

• Compatibilité : Arduino UNO (ATmega328P)

• Firmware supporté : GRBL (v0.8 à v1.1)

• Axes pris en charge : X, Y, Z + Axe A (optionnel ou duplication Y/Z)

• Supports de drivers : A4988, DRV8825, TMC2208 (format Pololu)

• Microstepping configurable via jumpers (x1, x2, x4, x8, x16)

• Connexion moteurs : bornes à vis pour moteurs pas à pas bipolaires

• Broches ENDSTOP : 3 entrées (X, Y, Z) pour interrupteurs de fin de course

• Sortie pour spindle / laser : PWM via D11

• Tension d’alimentation externe : 12V – 36V (via bornier VMOT)

• Protection des drivers : condensateurs de découplage + refroidissement possible

• Option Clone Y ou Z pour synchronisation double moteur

• Dimensions : ~68 × 53 mm

📦 Contenu de l’article

• 1x Carte CNC Shield V3 (sans drivers, vendus séparément)

• Compatible avec les drivers A4988 / DRV8825 / TMC (non inclus)

• Arduino UNO requis (non inclus)

🛠️ Exemple de montage avec Arduino UNO

Composants nécessaires :

• Arduino UNO

• CNC Shield V3

• 3x A4988

• Alimentation 12V ou 24V (suffisante pour vos moteurs)

• 3 moteurs pas à pas NEMA 17

• Fins de course (endstops) X, Y, Z

• GRBL installé sur Arduino

Montage simplifié :

1. Enficher le CNC Shield V3 sur l’Arduino UNO.

2. Insérer les jumpers sous chaque driver selon le microstepping désiré.

3. Enficher les drivers A4988 (attention au sens).

4. Connecter les moteurs sur les borniers X, Y, Z.

5. Connecter l’alimentation 12V – 24V sur VMOT et GND.

6. Installer les endstops sur les connecteurs X-, Y-, Z-.

7. Charger le firmware GRBL sur Arduino via l’IDE Arduino.

8. Utiliser un logiciel comme Universal Gcode Sender (UGS) pour contrôler votre machine.

🔄 Applications typiques

• Graveuse laser CNC DIY

• Mini fraiseuse CNC 3018

• Découpe PCB CNC

• Traceur XY / imprimante 2D

• Machine de pick-and-place

• Automatisation linéaire 3 axes

Le CNC Shield V3 est idéal pour tout passionné souhaitant automatiser des mouvements de précision à moindre coût.

⚠️ Conseils d’utilisation

• Refroidissement recommandé pour les drivers (radiateurs + ventilateur) surtout en 24V.

• Toujours couper l’alimentation avant d’insérer ou retirer un driver.

• Régler le courant de sortie des drivers avec précision pour éviter la surchauffe.

• Prévoir une alimentation avec assez d’ampérage pour vos moteurs (ex : 12V 5A pour 3 NEMA 17).

👍 Avantages du CNC Shield V3

• Très faible coût

• Large compatibilité matérielle et logicielle (GRBL open source)

• Facile à configurer et utiliser

• Extensible à un 4ᵉ axe (A)

• Nombreux projets et tutoriels disponibles

❌ Inconvénients / Limites

• Ne fonctionne qu’avec Arduino UNO (pas compatible MEGA)

• Pas de gestion directe des endstops min/max (seulement X-, Y-, Z-)

• Pas de capteurs intégrés (tout est à ajouter)

🧩 Évolution possible

Tu peux évoluer vers des cartes CNC 4 axes, shield GRBL V4.0, ou passer à des contrôleurs plus avancés comme CNC xPro, Smoothieboard, ou GRBL32 selon ton projet.