„PrintBot“: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:49

„PrintBot“yra „iRobotCreate“sumontuotas taškinis matricos spausdintuvas. „PrintBot“spausdina naudojant talko miltelius ant bet kokio žemės paviršiaus. Naudojant robotą pagrindui, robotas gali spausdinti beveik neribotą dydį. Pagalvokite apie futbolo aikštes ar krepšinio aikšteles. Galbūt varžovai turėtų laukti būrio šių padėkos savaitgalio kitais metais. robotas taip pat leidžia spausdintuvui judėti, leidžiant jam keliauti į spausdinimo vietą, o tada pereiti į kitą. Komplekte yra belaidis ryšys, todėl galima ir nuotolinio valdymo pultas. Šaligatvių menas ir reklama taip pat yra šio prietaiso tikslinė rinka.

1 veiksmas: sukurkite „IRobot“

„IRobot Create“yra labai panašus į „iRobot“„Roomba“, tačiau be vidinio vakuumo. Tai leidžia mums pridėti didesnę naudingąją apkrovą ir patogias montavimo angas. „iRobot“taip pat suteikia pilną programavimo sąsają „Create“, kuri labai palengvina roboto valdymą. Sąsaja yra paprastas komandų ir parametrų rinkinys, siunčiamas robotui nuosekliai. Norėdami gauti daugiau informacijos, perskaitykite „Open Interface“specifikacijas. Mūsų paprastam naudojimui mums reikėjo tik kelių komandų. Po inicijavimo reikia atsiųsti komandą 128, kad robotas pradėtų priimti išorinį valdymą. Toliau reikia pasirinkti režimą. Norėdami visiškai valdyti, mes siunčiame komandą 132 į Sukurti. Atminkite, kad visus duomenis turite siųsti į „Kurti kaip sveikus skaičius“, o ne įprastą ascii tekstą. Kiekvienas komandos opcode yra vienas baitas, to baito reikšmė yra sveikojo skaičiaus vertė 128 arba bet kokia kita. Jei perduotumėte ascii arba ansi tekstu, kiekvienas 128 simbolis būtų baitas. Bandymams ar valdymui per kompiuterį rekomenduojame „Realterm“, nes viskas labai paprasta. Taip pat turėsite nustatyti „Baud“greitį iki 57600, kaip nurodyta atviros sąsajos dokumentuose. Dabar, kai inicijuotas kūrimas, mes naudojame komandą 137, kad robotas judėtų į priekį. Palaukite atstumą, 156 naudojamas robotui sustabdyti po nurodyto atstumo. Scenarijaus komandos 152 ir 153 sudeda viską ir sukuria paprastą scenarijų, kurį galima paleisti vėl ir vėl. „IRobot“parduoda tai, ką jie vadina komandų moduliu, kuris iš esmės yra programuojamas mikrovaldiklis ir keli nuoseklūs prievadai, kuriuos galite naudoti kurdami. Vietoj to mes naudojome programuojamą „Cypress“sistemą „Chip“(PSoC) kartu su labai mažu x86 kompiuteriu, vadinamu „eBox 2300“. Robotas turi 18 V bateriją, kurią naudosime visiems mūsų periferiniams įrenginiams maitinti.

2 veiksmas: spausdintuvo išmontavimas ir variklio valdymas

Mes naudojome seną „Epson“rašalinį spausdintuvą horizontaliam spausdintuvo judesiui ir spausdinimo galvutės laikikliui. Pirmiausia čia reikėjo kruopščiai išardyti spausdintuvą. Tam reikėjo pašalinti visus neesminius komponentus, kol liko tik vikšro mazgas, variklis, spausdinimo galvutės laikiklis ir pavaros diržas. Būkite atsargūs, kad nesulaužytumėte šio diržo ar jo variklio. Taip pat gali būti gudriau pasikapstyti voltmetru prieš išardant visas maitinimo plokštes, tačiau mes buvome šiek tiek per daug susijaudinę. Atkreipkite dėmesį, kad jums nereikia jokio puslapio tiekimo mazgo, tikrųjų spausdinimo galvučių ar kasečių ar bet kokių plokštių. Po to, kai viskas išardoma, turime išsiaiškinti, kaip valdyti šį variklį. Kadangi prieš ką nors išbandydami viską suplėšėme, turėjome rasti tinkamą variklio maitinimo įtampą. Galite rasti variklio specifikacijas internete, jei rasite modelio numerį, tačiau jei to neturite, prijunkite jį prie nuolatinės srovės maitinimo šaltinio ir lėtai padidinkite variklio įtampą. Mums pasisekė ir radome, kad mūsų variklis gali veikti 12–42 V įtampa, tačiau norėdami būti tikri, mes jį išbandėme rankiniu būdu, kaip aprašyta. Greitai sužinojome, kad net esant 12 V varikliui veiks per greitai. Sprendimas yra naudoti impulsų pločio moduliaciją (PWM). Iš esmės tai labai greitai įjungia ir išjungia variklį, kad variklis suktųsi lėčiau. Mūsų baterija tiekia 18 V įtampą, kad palengvintume gyvenimą, variklį išjungsime tą patį. Kai naudojate nuolatinės srovės variklius, kurie grandinėse turi keistis atvirkščiai, keičiant variklį, jūsų grandinėje bus didelė atgalinė srovė. Iš esmės jūsų variklis veikia kaip generatorius, kai jis sustoja ir važiuoja atbuline eiga. Norėdami apsaugoti valdiklį nuo to, galite naudoti vadinamąjį „H-Bridge“. Tai iš esmės yra 4 formos tranzistoriai, įtaisyti H formos. Mes naudojome produktą iš Acroname. Įsitikinkite, kad pasirinktas vairuotojas gali valdyti jūsų varikliui reikalingą srovę. Mūsų variklis buvo įvertintas nuolatiniu 1A, todėl 3A valdiklyje buvo daug vietos galvai. Ši plokštė taip pat leidžia mums valdyti variklio kryptį tiesiog įvedant aukštą arba žemą įvestį, taip pat stabdant (sustabdant variklį ir laikant jį toje pačioje padėtyje).

3 žingsnis: spausdinimo galvutė

Buvo pašalinta tiek daug originalios spausdinimo galvutės, kurią buvo galima pašalinti. Mums liko plastikinė dėžutė, kuri leido lengvai pritvirtinti spausdinimo galvutę. Mažas 5 V nuolatinės srovės variklis buvo pritvirtintas su grąžtu. Antgalis buvo pasirinktas taip, kad jo skersmuo būtų kuo arčiau piltuvo. Tai leis grąžtui užpildyti visą piltuvo išleidimo angą. Kai antgalis sukasi, milteliai patenka į griovelius ir sukosi žemyn ant išėjimo. Pasukdami bitą vieną kartą, galėtume sukurti nuolatinio dydžio pikselį. Reikės kruopščiai sureguliuoti, kad viskas būtų tinkama. Iš pradžių turėjome problemų, kai milteliai tiesiog purškiami visoje vietoje, tačiau pridedant antrą piltuvą ir pakėlus grąžtą, ilgesnis kritimas, suspaustas prie piltuvo, tapo švarus.

Kadangi šį variklį galima valdyti tik įjungiant arba išjungiant, H tiltas čia nebuvo būtinas. Vietoj to mes naudojome paprastą tranzistorių nuosekliai su variklio įžeminimu. Tranzistoriaus vartai buvo valdomi skaitmeniniu išėjimu iš mūsų mikrovaldiklio, kaip ir skaitmeniniai įėjimai H-tiltas. Maža PCB, esanti šalia nuolatinės srovės variklio, yra nespalvotas infraraudonųjų spindulių jutiklis. Ši plokštė tiesiog išleidžia skaitmeninį aukštą arba žemą signalą, kai jutiklis mato atitinkamai juodą arba baltą spalvą. Kartu su nespalvota kodavimo juosta leidžia mums visada sužinoti spausdinimo galvutės padėtį, skaičiuojant perėjimus nuo juodos iki baltos spalvos.

4 žingsnis: mikrovaldiklis

„Cypress PSoC“sujungia visus atskirus aparatūros komponentus. „Cypress“kūrimo plokštė suteikė paprastą sąsają darbui su PSoC ir periferinių įrenginių prijungimui. PSoC yra programuojamas lustas, todėl mes iš tikrųjų galime sukurti fizinę aparatūrą mikroschemoje, pavyzdžiui, FPGA. „Cypress PSoC Designer“turi iš anksto sukurtus modulius, skirtus įprastiems komponentams, tokiems kaip PWM generatoriai, skaitmeniniai įėjimai ir išėjimai, bei nuoseklieji RS-232 kom prievadai.

Plėtros plokštėje taip pat yra integruota protinė plokštė, leidžianti lengvai sumontuoti mūsų variklio valdiklius. PSoC kodas sujungia viską. Jis laukia, kol gaus serijinę komandą. Tai suformatuota kaip viena 0 ir 1 s eilutė, nurodanti, ar atspausdinti kiekvieną pikselį, ar ne. Tada kodas sukasi per kiekvieną pikselį, paleidžiant pavaros variklį. Kraštui jautrus juodos/baltos spalvos jutiklio įvesties pertraukimas leidžia įvertinti orą arba nespausdinti kiekvieno pikselio. Jei įjungtas pikselis, stabdžių galia padidinama, paleidžiamas laikmatis. Laikmačio pertraukimas laukia.5 sekundės, tada padidina dozatoriaus išėjimą, todėl tranzistorius įsijungia ir grąžtas sukasi, laikmačio skaitiklis atstatomas. Praėjus dar pusei sekundės, pertrauka sukelia variklio sustojimą ir pavaros variklio paleidimą. Kai spausdinimo sąlyga yra klaidinga, paprasčiausiai nieko neįvyksta, kol kodavimo įrenginys neskaito kito juodai balto krašto. Tai leidžia galvutei sklandžiai judėti, kol reikia sustoti spausdinti. Pasiekus eilutės pabaigą („\ r / n“), nuosekliajame prievade siunčiamas „\ n“, nurodantis kompiuteriui, kad jis yra paruoštas naujai eilutei. H-tilto krypties valdymas taip pat yra atvirkštinis. „Create“siunčiamas signalas judėti į priekį 5 mm. Tai daroma per kitą skaitmeninę išvestį, prijungtą prie skaitmeninio įvesties „Create's DSub25“jungtyje. Abu įrenginiai naudoja standartinę 5V TTL logiką, todėl visa serijinė sąsaja nereikalinga.

5 žingsnis: kompiuteris

Norint sukurti visiškai nepriklausomą įrenginį, buvo naudojamas mažas x86 kompiuteris, vadinamas „eBox 2300“. Siekiant maksimalaus lankstumo, „eBox“buvo įdiegta pasirinktinė „Windows CE Embedded“versija. C buvo sukurta programa, skirta skaityti 8 bitų pilkos skalės bitų žemėlapį iš USB įrenginio. Tada programa iš naujo atrinko vaizdą ir po vieną eilutę išvedė į PSoC per nuoseklųjį prievadą.

Naudojant „eBox“būtų galima daug ką patobulinti. Žiniatinklio serveris gali leisti vaizdus įkelti nuotoliniu būdu per integruotą belaidį ryšį. Be daugelio kitų dalykų, galima įdiegti nuotolinį valdymą. Tolesnis vaizdo apdorojimas, galbūt net tinkama spausdinimo tvarkyklė gali būti sukurta, kad įrenginys galėtų spausdinti iš tokių programų kaip užrašų knygelė. Paskutinis dalykas, kurio beveik praleidome, buvo galia. „Create“maitina 18V. Tačiau dauguma mūsų įrenginių veikia 5V. „Texas Instruments“DC-DC maitinimo šaltinis buvo naudojamas aktyviai konvertuoti įtampą, nešvaistant energijos šilumai, taip prailginant baterijos veikimo laiką. Mes sugebėjome realizuoti daugiau nei valandą spausdinimo laiko. Pasirinktinė plokštė palengvino šio įrenginio ir reikalingų rezistorių bei kondensatorių montavimą.

6 žingsnis: viskas

Na, tai yra mūsų „PrintBot“, sukurtas 07 d., Dr. Hambleno „ECE 4180“įterpto dizaino klasėje „Georgia Tech“. Štai keletas vaizdų, kuriuos spausdinome su savo robotu. Tikimės, kad jums patinka mūsų projektas ir galbūt jis įkvėps tolesniems tyrimams! Didelis ačiū „PosterBot“ir visiems kitiems „iRobot Create Instructables“už įkvėpimą ir nurodymus.