待补充
kachurovskiy/nanoels
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🧩 软硬件结合
已发布
项目简介
Electronic Lead Screw for metal lathe
NanoEls是一个面向金属车床爱好者的开源电子丝杠控制器项目，旨在用电子控制彻底取代传统车床繁琐的齿轮更换操作。项目提供了从低成本入门到高性能多轴控制的完整硬件与软件方案，覆盖H2、H4和H5三个主要版本。H2版本基于Arduino Nano，成本极低，适合DIY入门，支持丝杠螺距设定、进给与螺纹切削、软限位以及多头螺纹功能，用户只需几个点击即可完成原本需要手动换齿轮的操作。H4和H5版本则升级为ESP32-S3主控，支持最多4轴或3轴控制，增加了自动螺纹（包括多头螺纹）、多道次车削、端面车削、锥度加工、精确运动与软限位等高级功能，适合更复杂的精密加工需求。H5版本还引入了高分辨率触摸屏、外部PS2键盘、手轮、光栅尺和摇杆接口，交互体验更现代化。此外，项目配套提供了LatheCode在线工具，用户可在浏览器中直接设计车床零件，从样本形状、尺寸、图纸或STL网格开始，预览2D/3D效果，并导出STL或G代码用于实际加工，与NanoEls工作流无缝衔接。整体技术栈以Arduino和ESP32-S3为核心，搭配闭环步进驱动器和光学旋转编码器，确保运动精度。该项目解决了传统车床操作中齿轮更换繁琐、精度难以保证的问题，特别适合个人工作室、小型机械加工爱好者以及需要快速切换螺纹与进给参数的场景。所有硬件文件、软件源码和组装手册均在GitHub上开源，社区活跃，已有多个成功搭建案例可供参考。
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项目特点
**彻底告别换齿轮**：通过电子控制直接设定丝杠螺距，无需手动更换齿轮，大幅提升效率。
**多版本覆盖不同需求**：从Arduino Nano的H2入门版到ESP32-S3的H4/H5高性能版，满足从DIY爱好者到专业用户的各种需求。
**支持多头螺纹与自动螺纹**：H4/H5版本支持自动多头螺纹切削，可编程多道次车削，实现复杂螺纹加工。
**多轴控制能力**：H4支持最多4轴控制，H5支持3轴控制，适合多轴联动精密加工。
**高分辨率触摸屏交互**：H5版本配备高分辨率触摸屏，提供直观的操作界面和实时状态显示。
**安全与精确**：内置软限位功能，支持精确运动控制，保障加工安全与精度。
技术规格
| 主控芯片 | |
|---|---|
| 支持轴数 | |
| 显示方式 | |
| 螺纹功能 | |
| 车削功能 | |
| 软限位 | |
| 电源输入 | |
| 步进电机驱动 | |
| 固件语言 |
项目资源
搜索资源
物料清单 (BOM)
| 物料名称 | 数量 | 参考价格 | 备注 |
|---|---|---|---|
| Arduino Nano | 1 | — | H2版本使用 |
| ESP32-S3开发板 | 1 | — | H4/H5版本使用 |
| 0.96寸OLED SSD1306 | 1 | — | H2/H4可选 |
| 高分辨率触摸屏 | 1 | — | H5版本标配 |
| A4988或DRV8825步进驱动模块 | 1-4 | — | 根据轴数选择 |
| 旋转编码器（带按钮） | 1 | — | 用于参数调节 |
| 5V/12V开关电源 | 1 | — | 根据电机需求 |
| 杜邦线/排针/排母 | 若干 | — | 接线用 |
| 定制PCB板 | 1 | — | 可从仓库Gerber文件打样 |
| 3D打印外壳套件 | 1 | — | STL文件在仓库中 |
| 电阻、电容、二极管 | 若干 | — | 详见原理图BOM |
3D 模型
能力画像
**记忆与知识检索**：2/5 — 项目文档和手册提供了清晰的接线图与配置说明，但部分高级功能需要查阅社区讨论。
**动手与操作**：4/5 — 需要焊接、接线、3D打印外壳、组装调试，动手强度较高，但步骤明确。
**编程与算法**：3/5 — H2版本使用Arduino IDE简单修改参数即可，H4/H5需要配置ESP32固件，有一定编程门槛。
**设计与建模**：2/5 — 外壳和PCB设计文件已提供，用户可直接使用，无需自行建模。
**实验与调试**：4/5 — 需要调试步进电机参数、螺距校准、限位开关等，实验性较强。
**协作与分享**：3/5 — 项目有GitHub Issues和社区讨论，用户可以提交改进和分享配置。
**学习与研究**：4/5 — 适合学习步进电机控制、CNC原理、嵌入式系统，是很好的教学项目。
**系统集成**：3/5 — 需要将电子控制器与现有金属车床机械部分集成，涉及机械改装。
项目图库
所需技能
基础电子焊接与电路识图能力
步进电机与驱动器的基础知识
Arduino或ESP32固件烧录与配置经验
金属车床基本操作与机械改装能力
3D打印或手工制作外壳的能力（可选）
使用万用表进行故障排查的能力
适用场景
传统金属车床的电子化改造，替代繁琐的挂轮换挡操作
DIY爱好者自制精密螺纹切削与进给控制系统
小型工坊或教学实验室的低成本CNC车床升级
学习步进电机控制、嵌入式系统与CNC原理的教育项目
需要多头螺纹、锥度加工、端面车削等高级功能的精密加工场景
从单轴入门到多轴联动的渐进式开源硬件学习路径