„Dotter“- didžiulis „Arduino“pagrindu sukurtas taškinis matricos spausdintuvas: 13 žingsnių (su paveikslėliais)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Sveiki, sveiki atvykę į šią pamoką:) Aš esu Nikodemas Bartnikas, 18 metų kūrėjas. Per ketverius gamybos metus sukūriau daug dalykų, robotų, prietaisų. Tačiau šis projektas tikriausiai yra didžiausias, kai kalbama apie dydį. Manau, kad jis taip pat yra labai gerai suplanuotas, žinoma, yra dalykų, kuriuos galima patobulinti, bet man tai nuostabu. Man labai patinka šis projektas dėl to, kaip jis veikia ir ką jis gali pagaminti (man patinka šis pikselis/taškas, kaip grafika), tačiau šiame projekte yra daug daugiau nei tik „Dotter“. Yra istorija apie tai, kaip tai sukūriau, kaip sugalvojau ir kodėl nesėkmė buvo didelė šio projekto dalis. Ar tu pasiruošęs? Įspėjimas, kad šioje instrukcijoje gali būti daug ką perskaityti, tačiau nesijaudinkite, čia yra vaizdo įrašas apie tai (taip pat galite rasti aukščiau): NUORODA Į „VIDEOLet“pradžią!

1 žingsnis: nesėkmės istorija: (ir kaip aš iš tikrųjų sugalvojau idėją tam

Galite paklausti, kodėl nesėkmės istorija, jei mano projektas veikia? Nes pradžioje nebuvo taškelio. Norėjau padaryti gal šiek tiek panašų dalyką, bet daug sudėtingesnį - 3D spausdintuvą. Didžiausias skirtumas tarp 3D spausdintuvo, kurį norėjau pagaminti, ir beveik bet kurio kito 3D spausdintuvo buvo tas, kad vietoj standartinių nema17 žingsninių variklių jis naudos pigius 28BYJ-48 variklius, kuriuos galite nusipirkti už maždaug 1 USD (taip, vieną dolerį už žingsninį variklį). Žinoma, žinojau, kad jis bus silpnesnis ir mažiau tikslus nei standartiniai žingsniniai varikliai (kalbant apie tikslumą, tai nėra taip paprasta, nes dauguma 3D spausdintuvų variklių turi 200 žingsnių per apsisukimą, o 28BYJ48 - apie 2048 žingsnius per revoliucija ar dar daugiau priklauso nuo to, kaip juos naudosite, tačiau tie varikliai labiau linkę prarasti žingsnius, o krumpliaračiai jų viduje nėra patys geriausi, todėl sunku pasakyti, ar jie yra daugiau ar mažiau tikslūs). Bet aš tikėjau, kad jie tai padarys. Ir tuo metu galite pasakyti, kad palaukite, kol jau yra 3D spausdintuvas, kuris naudoja tuos variklius, taip, aš žinau, kad jų yra net nedaug. Pirmasis yra gerai žinomas, tai „Micro by M3D“, mažas ir tikrai gražus 3D spausdintuvas (man tiesiog patinka šis paprastas dizainas). Taip pat yra „ToyRep“, „Cherry“ir tikriausiai daug daugiau, apie kuriuos nežinau. Taigi spausdintuvas su tais varikliais jau egzistuoja, bet aš norėjau padaryti kitokį ir labiau panašų į savo būdą. Dauguma žmonių 3D spausdintuvams naudoja atvirojo kodo programinę įrangą, tačiau, kaip žinote, jei matėte mano „Arduino“pagrįstą „Ludwik“bepiločio orlaivio projektą, man patinka daryti viską nuo nulio ir mokytis, todėl norėjau sukurti savo kodą šiam spausdintuvui. Aš jau sukūriau Gcode skaitymą ir aiškinimą iš SD kortelės, sukdamas variklius pagal Gcode ir Bresenham linijos algoritmą. Gana didelė šio projekto kodo dalis buvo paruošta. Bet bandydamas pastebėjau, kad tie varikliai labai perkaista ir yra labai lėti. Bet aš vis tiek norėjau tai padaryti, todėl sukūriau jam rėmelį „Fusion360“(jo vaizdą rasite aukščiau). Kita šio projekto prielaida buvo naudoti tranzistorius, o ne žingsninio variklio tvarkyklę. Radau keletą tranzistorių pranašumų, palyginti su žingsninėmis tvarkyklėmis:

1. Jie yra pigesni
2. Sunkiau juos sulaužyti, aš jau sulaužiau keletą žingsninių vairuotojų, kai kuriau „pasidaryk pats“„Arduino Controlled Egg-Bot“, nes kai važiuojant atjungsi variklį nuo vairuotojo, jis greičiausiai sulūš
3. Tvarkykles paprasta valdyti, tam galite naudoti mažiau kaiščių, bet norėjau naudoti „Atmega32“, joje yra pakankamai kaiščių tranzistoriams naudoti, todėl man tai nebuvo svarbu. (Aš norėjau naudoti „atmega32“3D spausdintuvo projekte, pagaliau taške nereikia jo naudoti, todėl naudoju tik „Arduino Uno“).
4. Laimė yra daug didesnė, kai sukuriate žingsninį tvarkyklę patys su tranzistoriais, nei tiesiog perkate.
5. Mokydamasis, kaip jie veikia eksperimentuodami, savo ankstesniuose projektuose naudojau kai kuriuos tranzistorius, tačiau praktika yra tobula ir geriausias būdas mokytis yra eksperimentuoti. BTW ar ne taip keista, kad nežinome, kaip veikia didžiausias pasaulio išradimas? Mes naudojame tranzistorius kiekvieną dieną, kiekvienas jų turi milijonus kišenėje, ir dauguma žmonių nežino, kaip veikia vienas tranzistorius:)

Per tą laiką aš gavau 2 naujus 3D spausdintuvus ir spausdindama ant jų tiesiog visuomet didinau spausdinimo greitį, kad galėčiau spausdinti kuo greičiau. Pradėjau suprasti, kad 3D spausdintuvas su 28BYJ-48 varikliais bus lėtas ir tikriausiai nėra geriausia idėja. Galbūt turėčiau tai suvokti anksčiau, bet buvau taip susikoncentravęs į šio projekto kodą ir sužinojau, kaip tiksliai veikia 3D spausdintuvai, kad kažkaip negalėjau to pamatyti. Dėka dalykų, kuriuos sužinojau kurdamas šį dalyką, nesigailiu laiko, investuoto į šį projektą.

Pasiduoti man nėra pasirinkimas, ir aš turiu 5 žingsnius, todėl pradėjau galvoti, ką aš galiu padaryti su tomis dalimis. Palaidodamas senus daiktus savo spintoje radau savo piešinį iš pradinės mokyklos, pagamintą naudojant taškinio piešimo techniką, dar vadinamą Pointillizmu (mano piešinį galite pamatyti aukščiau). Tai ne meno kūrinys, tai net nėra gerai:) Bet man patiko ši idėja sukurti įvaizdį iš taškų. Ir čia aš pagalvojau apie kažką, apie ką girdėjau anksčiau, taškinį matricos spausdintuvą, Lenkijoje tokio tipo spausdintuvus galima rasti kiekvienoje klinikoje, kurioje jie skleidžia keistą garsą: D. Man buvo akivaizdu, kad kažkas turi būti sukūręs kažką panašaus, ir aš buvau teisi, Robsonas Couto jau sukūrė „Arduino“taškinį matricos spausdintuvą, tačiau tam reikia rasti tobulų komponentų, kurie gali būti sunkūs, bet mes 2018 m., o 3D spausdinimas tampa vis populiaresnis, tad kodėl nepadarius lengvai atkartojamos 3D spausdintos versijos, tačiau ji vis tiek būtų panaši. Taigi nusprendžiau padaryti jį didelį ar net didžiulį! Kad būtų galima spausdinti ant didelio popieriaus, kurį gali nusipirkti visi - popieriaus ritinėlis iš „Ikea“:) jo matmenys: 45 cm x 30 m. Puikus!

Kelios valandos projektavimo ir mano projektas buvo paruoštas spausdinti, jis yra 60 cm ilgio, todėl per didelis spausdinti naudojant standartinį spausdintuvą, todėl jį padalinu į mažesnius gabalus, kuriuos bus lengva prijungti specialių jungčių dėka. Be to, turime vežimėlį žymeklio rašikliui, kai kuriuos skriemulius GT2 diržui, guminius ratukus popieriui laikyti (taip pat 3D spausdintą su TPU siūlais). Bet kadangi ne visada norime spausdinti ant tokio didelio popieriaus, vieną iš Y ašių variklių padariau kilnojamąjį, kad galėtumėte lengvai jį pritaikyti prie popieriaus dydžio. Y ašyje yra du varikliai, o X ašyje - vienas variklis, norėdamas perkelti rašiklį aukštyn ir žemyn, naudoju mikro servo. Nuorodas į modelius ir viską galite rasti atlikdami kitus veiksmus.

Tada aš kaip visada suprojektavau PCB, bet šį kartą, užuot gamindamas namuose, nusprendžiau užsisakyti profesionalų gamintoją, kad jis būtų tobulas, lengviau lituotas ir tik sutaupytas šiek tiek laiko, išgirdau daug gerų nuomonių apie PCBway, todėl nusprendžiau eiti su tuo. Radau, kad jie turi stipendijų programą, kurios dėka galite nemokamai sukurti savo lentas, įkeliu savo projektą į jų svetainę ir jie tai priima! Labai ačiū PCBway už tai, kad šis projektas buvo įmanomas:) Lentos buvo tobulos, bet užuot įdėjęs mikrovaldiklį į šią plokštę, nusprendžiau padaryti „Arduino“skydą, kad galėčiau jį paprasčiausiai naudoti, todėl taip pat lengviau lituoti.

Dotterio kodas parašytas „Arduino“, o komandoms iš kompiuterio siųsti į „Dotter“naudojau „Processing“.

Tai turbūt visa istorija apie tai, kaip šis projektas vystėsi ir kaip jis atrodo dabar, sveikinu, jei patekote:)

Nesijaudinkite, dabar bus lengviau, tiesiog sukurkite instrukcijas!

Tikiuosi, kad jums patiks ši „The Dotter“projekto istorija, jei taip, nepamirškite įsiminti.

*aukščiau esančiuose piešiniuose galite pamatyti X vežimėlį su 2 rašikliais, tai buvo mano pirmasis dizainas, tačiau nusprendžiau perjungti į mažesnę versiją vienu rašikliu, kad jis būtų lengvesnis. Tačiau versija su 2 rašikliais gali būti įdomi, nes jūs galite padaryti taškus skirtingomis spalvomis, ant PCB yra net vieta antrajai servo sistemai, todėl reikia atkreipti dėmesį į dotter V2:)

2 žingsnis: ko mums reikės?

Ko mums reikės šiam projektui, tai puikus klausimas! Čia yra sąrašas visko su nuorodomis, jei įmanoma:

1. 3D spausdintos dalys (nuorodos į modelius kitame žingsnyje)
2. „Arduino GearBest“| BangGood
3. 28BYJ48 žingsniniai varikliai (3 iš jų) GearBest | BangGood
4. Mikro servo variklis GearBest | BangGood
5. GT2 diržas (apie 1,5 metro) „GearBest“| BangGood
6. Kabeliai GearBest | BangGood
7. Guolis GearBest | BangGood
8. Du maždaug 60 cm ilgio aliuminio strypai

9. Norėdami pagaminti PCB:

   1. Akivaizdu, kad PCB (galite užsisakyti, pasigaminti patys arba nusipirkti pas mane, turiu keletą plokščių, kurias galite įsigyti čia:
   2. Tranzistoriai BC639 arba panašūs (8 iš jų) GearBest | BangGood
   3. Lygintuvo diodas (iš jų 8) GearBest | BangGood
   4. LED žalia ir raudona „GearBest“| BangGood
   5. Kai kurios pertraukos antraštės GearBest | BangGood
   6. „Arduino“sukraunamų antraščių rinkinys „GearBest“| BangGood
   7. Kai kurie rezistoriai GearBest | BangGood

Tikriausiai sunkiausia jums gauti 3D spausdintas dalis, paklauskite savo draugų, mokykloje ar bibliotekoje, jie gali turėti 3D spausdintuvą. Jei norite nusipirkti, galiu rekomenduoti jums CR10 (nuoroda pirkti), CR10 mini (nuoroda pirkti) arba Anet A8 (nuoroda pirkti).

3 žingsnis: kuo didesnis, kuo paprastesnis (3D modeliai)

Kaip sakiau, didelė šio projekto dalis buvo dydis, norėjau jį padaryti didelį ir tuo pat metu paprastą. Norėdami tai padaryti, aš daug laiko praleidžiu „Fusion360“, laimei, ši programa yra nuostabiai patogi ir man patinka ja naudotis, todėl man tai nebuvo didelis dalykas. Kad tilptų į daugumą 3D spausdintuvų, pagrindinį rėmą padalinau į 4 dalis, kurias galima lengvai prijungti naudojant specialias jungtis.

Naudojant šį įrankį buvo sukurti skriemuliai GT2 diržams (tai šaunu, patikrinkite):

Aš pridėjau tų 2 skriemulių DXF failus tik kaip nuorodą, jums jų nereikia šiam projektui įgyvendinti.

Nė vienam iš šių modelių nereikia atramų, skriemuliai turi atramas, nes būtų neįmanoma nuimti atramų iš skriemulio vidinės pusės. Šiuos modelius lengva spausdinti, tačiau tai užtrunka šiek tiek laiko, nes jie yra gana dideli.

Ratai, kurie judins popierių, turėtų būti atspausdinti lanksčiu siūlu, kad tai būtų geriau. Aš padariau ratlankį šiam ratui, kuris turėtų būti atspausdintas PLA ir ant šio rato galima uždėti guminį ratą.

4 žingsnis: Surinkimas

Tai lengvas, bet ir labai malonus žingsnis. Viskas, ką jums reikia padaryti, tai sujungti visas 3D spausdintas dalis, sudėti variklius ir servo įtaisą. Pabaigoje turite įdėti aliuminio strypus į 3D spausdintą rėmą su vežimėliu.

Aš atspausdinau varžtą ant Y variklio laikiklio užpakalinės dalies, kuris yra kilnojamas, kad jį laikytų vietoje, tačiau paaiškėja, kad rėmo apačia yra per minkšta ir ji sulenka, kai priveržiate varžtą. Taigi vietoj šio varžto aš naudoju guminę juostą, kad laikyčiau šią dalį. Tai nėra pats profesionaliausias būdas tai padaryti, bet bent jau tai veikia:)

Galite pamatyti švirkštimo priemonės dydį, kurį naudojau šiam projektui (o gal jis labiau panašus į žymeklį). Turėtumėte naudoti tokio paties dydžio arba kuo arčiau, kad jis puikiai veiktų su X vežimėliu. Taip pat turite pritvirtinti apykaklę ant švirkštimo priemonės, kad servo sistema galėtų ją perkelti aukštyn ir žemyn, ją galite pataisyti priverždami varžtą šone.

Nėra daug ką paaiškinti, todėl tiesiog pažiūrėkite į aukščiau esančias nuotraukas ir, jei reikia ką nors daugiau sužinoti, palikite komentarą žemiau!

5 žingsnis: elektroninė schema

Viršuje rasite šio projekto elektroninę schemą, jei norite nusipirkti PCB arba ją pagaminti, jums nereikia jaudintis dėl schemos, jei norite ją prijungti prie lentos, galite tai padaryti naudodami šią schemą. Aš dėvėjau jus, kad šioje lentelėje bus gana netvarkinga, yra daug jungčių ir mažų komponentų, todėl, jei galite, naudoti PCB yra daug geresnis pasirinkimas. Jei turite kokių nors problemų su PCB arba jūsų projektas neveikia, galite išspręsti šią schemą naudodami šią schemą. Kitame veiksme galite rasti. SCH failą.

6 žingsnis: PCB kaip profesionalas

Tai turbūt geriausia šio projekto dalis man. Namuose gaminau daug PCB, bet niekada nebandžiau užsisakyti profesionalių gamintojų. Tai buvo puikus sprendimas, tai sutaupo daug laiko, o tos plokštės yra tik daug geresnės, jose yra lydmetalio kaukė, jas lengviau lituoti, jos atrodo geriau ir, jei norite pagaminti ką nors, ką norite parduoti, jūs negalite to padaryti gamins PCB namuose, todėl esu vienu žingsniu arčiau to, ką galiu pagaminti ateityje, bent jau žinau, kaip gaminti ir užsisakyti PCB. Galite mėgautis gražiomis lentų nuotraukomis aukščiau, o čia yra nuoroda į PCBWay.com

Turiu keletą atsarginių lentų, todėl, jei norite jas nusipirkti iš manęs, galite jas įsigyti tindie:

7 žingsnis: litavimas, prijungimas …

Turime puikų PCB, tačiau, kad jis veiktų, turime ant jo lituoti komponentus. Nesijaudinkite, tai labai lengva! Aš naudoju tik THT komponentus, todėl nėra jokio labai tikslaus litavimo. Komponentai yra dideli ir lengvai lituoti. Juos taip pat lengva nusipirkti bet kurioje elektroninėje parduotuvėje. Kadangi ši PCB yra tik skydas, jums nereikia lituoti mikrovaldiklio, mes tiesiog prijungsime skydą prie „Arduino“plokštės.

Jei nenorite gaminti PCB, aukščiau rasite schemą su visais jungtimis. Nerekomenduoju to prijungti prie duonos lentos, atrodys tikrai netvarkingai, yra daug kabelių. PCB yra daug profesionalesnis ir saugesnis būdas tai padaryti. Bet jei neturite kitos galimybės, geriau prisijungti prie duonos lentos, nei neprisijungti.

Kai visi komponentai yra lituojami ant PCB, mes galime prie jo prijungti variklius ir servo. Ir pereikime prie kito žingsnio! Bet prieš tai sustok akimirkai ir pažvelk į šią gražią PCB su visais komponentais, man tiesiog patinka, kaip atrodo tos elektroninės grandinės! Gerai, pirmyn:)

8 žingsnis: „Arduino“kodas

Kai skydas bus paruoštas, viskas bus prijungta ir surinkta, galime įkelti kodą į „Arduino“. Šiame etape jums nereikia prijungti skydo prie „Arduino“. Programą rasite priede. Čia yra greitas paaiškinimas, kaip tai veikia:

Jis gauna duomenis iš serijinio monitoriaus (apdorojimo kodas), o kai yra 1, jis padaro tašką, kai yra 0, jo nėra. Po kiekvieno gauto duomenų jis juda tam tikrais žingsniais. Kai gaunamas naujas linijos signalas, jis grįžta į pradinę padėtį, perkelkite popierių Y ašyje ir padarykite naują eilutę. Tai labai paprasta programa, jei nesuprantate, kaip ji veikia, nesijaudinkite, tiesiog įkelkite ją į „Arduino“ir ji veiks!

9 veiksmas: apdorojimo kodas

Apdorojimo kodas nuskaito vaizdą ir siunčia duomenis į „Arduino“. Vaizdas turi būti tam tikro dydžio, kad jis būtų ant popieriaus. Man maksimalus A4 formato popieriaus dydis yra apie 80 taškų x 50 taškų. Jei pakeisite žingsnius per apsisukimą, gausite daugiau taškų vienoje eilutėje, bet ir daug ilgesnį spausdinimo laiką. Šioje programoje nėra daug mygtukų, nenorėjau, kad ji būtų graži, ji tiesiog veikia. Jei norite tai patobulinti, nedvejodami tai padarykite!

10 žingsnis: pradžioje buvo taškas

Galutinis „Dotter“testas!

Taškas, taškas, taškas ….

Po kelių dešimčių taškų vėliau kažkas nepavyko! Kas tiksliai? Atrodo, kad „Arduino“atstatė save ir pamiršo savo žingsnių skaičių. Tai prasidėjo labai gerai, tačiau tam tikru momentu turime problemų. Kas gali būti negerai? Po dviejų dienų derinimo radau tam sprendimą. Tai buvo paprasta ir akivaizdu, bet pradžioje apie tai negalvojau. Kas tai? Mes žinosime kitame žingsnyje.

11 veiksmas: nesėkmė nėra išeitis, tai yra proceso dalis

Aš nekenčiu pasiduoti, todėl niekada to nedarau. Pradėjau ieškoti savo problemos sprendimo. Neseniai naktį atjungdamas laidą nuo „Arduino“pajutau, kad jis tikrai karštas. Tada supratau, kas yra problema. Kadangi palieku įjungtus Y ašies variklius (įjungtas tų variklių ritė), „Arduino“linijinis stabilizatorius tampa labai karštas dėl gana didelės nuolatinės srovės. Koks to sprendimas? Tiesiog išjunkite tuos ritinius, kol mums jų nereikia. Labai paprastas šios problemos sprendimas, tai puiku, ir aš grįžau į kelią, kad užbaigčiau šį projektą!

12 žingsnis: pergalė

Ar tai pergalė? Mano projektas pagaliau veikia! Tai užtruko daug laiko, bet pagaliau mano projektas yra paruoštas, jis veikia taip, kaip norėjau. Dabar jaučiu gryną laimę, nes baigiau šį projektą! Galite pamatyti kai kuriuos vaizdus, kuriuos ant jo atspausdinau! Spausdintina daug daugiau, tad sekite naujienas ir pamatykite kai kuriuos atnaujinimus.

13 žingsnis: pabaiga ar pradžia?

Tai kūrimo instrukcijos pabaiga, bet ne šio projekto pabaiga! Tai yra atviro kodo, viską, ką čia dalijausi, galite naudoti kurdami šį dalyką, jei pridėsite kokių nors atnaujinimų, nedvejodami pasidalykite jais, bet nepamirškite įdėti nuorodos į šią pamokomą medžiagą, taip pat praneškite man, kad pagerinote mano projektą:) Tai bus šaunu, jei kas nors tai padarys. Galbūt kada nors, jei rasiu tam laiko, patobulinsiu ir paskelbsiu „Dotter V2“, bet dabar nesu tikras.

Nepamirškite sekti manęs nurodymų, jei norite būti informuoti apie mano projektus, taip pat galite užsiprenumeruoti mano „YouTube“kanalą, nes čia skelbiu keletą įdomių vaizdo įrašų apie kūrimą ir ne tik:

goo.gl/x6Y32E

ir čia yra mano socialinės žiniasklaidos paskyros:

„Facebook“:

„Instagram“:

„Twitter“:

Labai ačiū, kad skaitote, tikiuosi, kad jums bus puiki diena!

Laimingas kūrimas!

P. S.

Jei jums labai patinka mano projektas, balsuokite už jį konkursuose: D

II vieta „Epilog Challenge“9

Antrasis prizas „Arduino“konkurse 2017 m