Dotter - үлкен Arduino негізіндегі матрицалық принтер: 13 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Сәлеметсіз бе, бұл нұсқаулыққа қош келдіңіз:) Мен Nikodem Bartnik, 18 жастамын. Мен 4 жыл бойы көптеген заттарды, роботтарды, құрылғыларды жасадым. Бірақ бұл жоба көлемі бойынша ең үлкені болуы мүмкін. Ол сондай -ақ өте жақсы ойластырылған, менің ойымша, әрине, әлі де жақсартуға болатын нәрселер бар, бірақ мен үшін бұл керемет. Маған бұл жоба өте ұнайды, себебі ол қалай жұмыс істейді және ол нені шығара алады (маған бұл пиксель/нүкте графика сияқты ұнайды), бірақ бұл жобада Доттерден гөрі көп нәрсе бар. Мен оны қалай жасағаным, оны қалай ойластырғаным және сәтсіздіктің бұл жобаның үлкен бөлігі болғаны туралы әңгіме бар. Дайынсыз ба? Бұл нұсқаулықты оқу үшін көп нәрсе болуы мүмкін, бірақ алаңдамаңыз, бұл туралы бейне (сіз оны жоғарыдан таба аласыз): ВИДЕОЛЕТТІҢ БАСТАУЫНА СІЛТЕМЕ!

1 -қадам: Сәтсіздік тарихы: (және мен бұл идеямен қалай келдім

Сіз сұрай аласыз, егер менің жобам жұмыс істеп тұрса, оқиғаның сәтсіздікке ұшырауының себебі неде? Өйткені басында Доттер болмаған. Мен сәл ұқсас нәрсені жасағым келді, бірақ әлдеқайда күрделі - 3D принтері. Мен жасағым келетін 3D-принтер мен кез келген басқа 3D-принтердің арасындағы ең үлкен айырмашылық-стандартты nema17 сатылы қозғалтқыштардың орнына сіз шамамен 28 долларға сатып алатын 28BYJ-48 арзан қозғалтқыштарын пайдаланыңыз (иә бір сатылы қозғалтқыш үшін бір доллар). Әрине, бұл стандартты қадамдық қозғалтқыштарға қарағанда әлсіз және дәл емес болатынын білдім (дәлдікке келетін болсақ, бұл оңай емес, өйткені 3D принтерлердегі қозғалтқыштардың көпшілігінде бір айналымға 200 қадам, ал 28BYJ48 -ке шамамен 2048 қадам бар. төңкеріс немесе одан да көп нәрсе оларды қалай қолданатыныңызға байланысты, бірақ бұл қозғалтқыштар қадамдарды жоғалтып алуы мүмкін және олардың ішіндегі редукторлар жақсы емес, сондықтан олардың дәл немесе аз екенін айту қиын). Бірақ мен олардың бұлай істейтініне сендім. Бұл кезде сіз күте аласыз деп айта аласыз, бұл қозғалтқыштарды қолданатын 3D принтері бар, иә, олардың саны аз екенін білемін. Біріншісі Micro by M3D, кішкентай және шынымен де әдемі 3D принтері екені белгілі (маған осы қарапайым дизайн ұнайды). Сондай -ақ ToyRep, Cherry және мен білмейтін басқа да нәрселер бар. Бұл қозғалтқыштары бар принтер қазірдің өзінде бар, бірақ мен өз жолымды басқаша жасағым келді - бұл код. Көптеген адамдар 3D принтерлер үшін ашық бастапқы бағдарламалық жасақтаманы пайдаланады, бірақ сіз білесіз бе, егер сіз менің Arduino негізіндегі Ludwik ұшқышсыз ұшу жобасын көрген болсаңыз, мен нөлден бастап бір нәрсені істегенді ұнатамын, сондықтан мен осы принтердің жеке кодын жасағым келді. Мен Gcode -ды SD картадан оқу мен түсіндіруді әзірледім, қозғалтқыштарды Gcode мен Бресенхэм сызығының алгоритміне сәйкес айналдырдым. Бұл жобаның кодының үлкен бөлігі дайын болды. Бірақ тестілеу кезінде мен моторлардың қатты қызып кеткенін байқадым, олар өте баяу. Бірақ мен оны әлі де жасағым келді, сондықтан мен оған Fusion360 -те жақтау жасадым (оның суретін жоғарыдан табуға болады). Бұл жобаның тағы бір болжамы - моторлы драйвердің орнына транзисторларды қолдану. Мен транзисторлардың қадамдық драйверлерге қарағанда бірнеше артықшылықтарын таптым:

1. Олар арзанырақ
2. Оларды бұзу қиын, мен DIY Arduino Controlled Egg-Bot құрып жатқан кезде бірнеше қадамдық жүргізушілерді сындырдым, себебі қозғалтқышты жүргізушіден ажыратқанда, ол бұзылуы мүмкін.
3. Драйверлерді басқару оңай, бұл үшін түйреуіштерді азырақ қолдануға болады, бірақ мен Atmega32 -ді қолданғым келді, транзисторларды пайдалану үшін түйреуіштер жеткілікті, сондықтан бұл мен үшін маңызды болмады. (Мен 3D принтер жобасында atmega32 қолданғым келді, ақырында нүктеде оны пайдаланудың қажеті жоқ, сондықтан мен тек Arduino Uno қолданамын).
4. Егер сіз транзисторлы қадамдық драйверді сатып алсаңыз, бақыт әлдеқайда үлкен болады.
5. Эксперимент жүргізу арқылы олардың қалай жұмыс істейтінін біле отырып, мен бұрынғы жобаларымда кейбір транзисторларды қолдандым, бірақ тәжірибе жетілдіреді және үйренудің ең жақсы әдісі - эксперимент. BTW - бұл әлемдегі ең үлкен өнертабыстың қалай жұмыс істейтінін білмейтініміз таңқаларлық емес пе? Біз транзисторларды күн сайын қолданамыз, олардың әрқайсысында миллиондаған қалтасы бар, ал адамдардың көпшілігі бір транзистордың қалай жұмыс істейтінін білмейді:)

Осы уақыт ішінде менде екі жаңа 3D принтер болды, мен оларды басып шығару кезінде мен мүмкіндігінше жылдам басып шығару үшін басып шығару жылдамдығын үнемі қосып отырдым. Мен 28BYJ-48 қозғалтқышы бар 3D принтер баяулайтынын түсіндім, мүмкін бұл ең жақсы идея емес. Мүмкін, мен бұны ертерек түсінуім керек еді, бірақ мен осы жобаның кодына және 3D принтерлердің қалай жұмыс істейтінін білуге көп көңіл бөлгендіктен, мен бұны көре алмадым. Осы нәрсені жасау арқылы білгенімнің арқасында мен бұл жобаға жұмсағаныма өкінбеймін.

Бас тарту - бұл менің таңдауым емес, менде 5 қадам бар, сондықтан мен бұл бөліктермен не істеуге болатынын ойладым. Шкафта ескі заттарды көміп жүргенде, мен бастауыш сыныптан сурет салдым, ол нүктелизм деп аталатын нүктелік сурет салу әдісімен жасалған (жоғарыда менің суретімді көре аласыз). Бұл өнер туындысы емес, тіпті жақсы емес:) Бірақ маған нүктеден имидж жасау идеясы ұнады. Мен бұл жерде бұрын естіген бір нәрсе туралы ойладым, матрицалық принтер, Польшада сіз әр түрлі клиникадан біртүрлі дыбыс шығаратын принтерді таба аласыз: D. Маған осындай нәрсе жасаған адам болуы керек екені түсінікті болды, мен дұрыс айттым, Робсон Куто қазірдің өзінде нүктелік матрицалық Arduino принтерін жасады, бірақ оны жасау үшін сізге қиын компоненттерді табу керек, бірақ біз 2018 және 3D басып шығару барған сайын танымал бола бастады, сондықтан неге 3D басып шығарылған нұсқаны қайталауды жеңілдетпеске, бірақ бәрібір ұқсас болады. Сондықтан мен оны үлкен, тіпті үлкен етіп жасауды шештім! Барлығы сатып ала алатын үлкен қағазға басып шығару үшін - Ikea -дан қағаз орамы:) оның өлшемдері: 45см х 30м. Керемет!

Бірнеше сағаттық жобалау мен жобамды басып шығаруға дайын болды, оның ұзындығы 60 см, сондықтан оны стандартты принтерде басып шығару мүмкін емес, сондықтан мен оны кішкене бөліктерге бөлемін, сондықтан оларды арнайы қосқыштардың арқасында оңай қосуға болады. Қосымша бізде маркерлі қаламға арналған каретка, GT2 белбеуіне арналған бірнеше шығырлар, қағазды ұстауға арналған резеңке дөңгелектер бар (сонымен қатар 3D принтері TPU жіппен басылған). Бірақ біз әрқашан үлкен қағазға басып шығарғымыз келмейтіндіктен, мен Y осінің қозғалтқыштарының бірін жылжымалы етіп жасадым, сондықтан оны қағаз өлшеміне оңай реттеуге болады. Y осінде екі қозғалтқыш бар, ал X осінде, қаламды жоғары және төмен жылжыту үшін мен микросерваны қолданамын. Сіз келесі қадамдарда модельдерге және бәріне сілтемелер таба аласыз.

Содан кейін мен ПХД -ді әдеттегідей жасадым, бірақ бұл жолы оны үйде жасамай, оны кәсіби өндірушіге тапсырыс беруді шештім, оны мінсіз етіп, дәнекерлеуді жеңілдетіп, уақытты үнемдеу үшін мен көптеген жақсы пікірлерді естідім. PCBway, сондықтан мен онымен баруды шештім. Мен олардың стипендиялық бағдарламасы бар екенін білдім, соның арқасында сіз өз тақталарыңызды ақысыз жасай аласыз, мен өз жобамды олардың веб -сайтына жүктеймін және олар оны қабылдайды! Бұл жобаны жүзеге асыруға мүмкіндік бергеніңіз үшін PCBway -ге үлкен рахмет:) Тақталар өте жақсы болды, бірақ микроконтроллерді тақтаға қоюдың орнына мен Arduino қалқанын жасауды шештім, сондықтан мен оны жай ғана қолдана аламын, сондықтан дәнекерлеу оңайырақ..

Додтердің коды Arduino тілінде жазылған, мен командаларды компьютерден Dotter -ге жіберу үшін Processing қолдандым.

Мүмкін, бұл жоба қалай дамып келе жатқанын және қазір қалай көрінетінін, егер сіз оған жеткен болсаңыз, құттықтаймыз:)

Енді уайымдамаңыз, бұл оңай болады, тек нұсқауларды жасаңыз!

Сізге Доттер жобасының бұл оқиғасы ұнайды деп сенемін, егер солай болса, оны ұмытпаңыз.

*жоғарыдағы рендерлерде сіз X қалтасын 2 қаламмен көре аласыз, бұл менің алғашқы дизайным, бірақ мен жеңіл болу үшін бір қаламмен кішірек нұсқаға ауысуды шештім. Бірақ 2 қаламы бар нұсқа қызықты болуы мүмкін, себебі сіз түрлі түсті нүкте жасай аласыз, тіпті ПХД -де екінші серво үшін орын бар, осылайша нүктелік V2 үшін ескеру керек:)

2 -қадам: бізге не қажет?

Бұл жоба үшін бізге не қажет, бұл - үлкен сұрақ! Мүмкін болса сілтемелері бар барлық нәрселердің тізімі:

1. 3D басып шығарылған бөлшектер (келесі қадамдағы модельдерге сілтеме)
2. Arduino GearBest | BangGood
3. 28BYJ48 қадамдық қозғалтқыштар (олардың 3 -і) GearBest | BangGood
4. GearBest микросерво қозғалтқышы | BangGood
5. GT2 белбеуі (шамамен 1,5 метр) GearBest | BangGood
6. GearBest кабельдері | BangGood
7. GearBest мойынтіректері | BangGood
8. Әрқайсысының ұзындығы шамамен 60 см болатын екі алюминий штанга

9. ПХД жасау үшін:

   1. ПХД анық (сіз тапсырыс бере аласыз, оларды өзіңіз жасай аласыз немесе оны меннен сатып ала аласыз, менің айналамда тақталар бар, оларды мына жерден сатып алуға болады:
   2. BC639 транзисторлары немесе ұқсас (олардың 8 -і) GearBest | BangGood
   3. Түзеткіш диод (олардың 8 -і) GearBest | BangGood
   4. Жасыл және қызыл жарық диодты GearBest | BangGood
   5. Кейбіреулер GearBest | тақырыптарын ажыратады BangGood
   6. Arduino жиналмалы тақырыптар жиынтығы GearBest | BangGood
   7. Кейбір резисторлар GearBest | BangGood

Мүмкін, сізге 3D басып шығарылған бөлшектерді алу қиынға соғады, достарыңыздан мектепте немесе кітапханада сұраңыз, оларда 3D принтер болуы мүмкін. Егер сіз біреуін сатып алғыңыз келсе, мен сізге CR10 (сатып алуға сілтеме), CR10 мини (сатып алуға сілтеме) немесе Anet A8 (сатып алуға сілтеме) ұсына аламын.

3 -қадам: Мен мүмкіндігінше үлкен, мүмкіндігінше қарапайым (3D модельдер)

Мен бұл жобаның үлкен бөлігі көлемді екенін айттым, мен оны үлкен етіп жасағым келді және бір уақытта қарапайым болды. Осылай істеу үшін мен көп уақытты Fusion360 -те өткіземін, бақытымызға орай, бұл бағдарлама өте ыңғайлы және мен оны қолданғанды жақсы көремін, сондықтан бұл мен үшін маңызды емес. 3D принтерлердің көпшілігіне сәйкес келу үшін мен негізгі жақтауды арнайы қосқыштардың арқасында оңай қосылатын 4 бөлікке бөлдім.

GT2 белбеуіне арналған шығырлар осы құралмен жасалған (бұл керемет, тексеріңіз):

Мен осы 2 шығырдың DXF файлдарын сілтеме үшін қостым, бұл жобаны жасау үшін оларға қажет емес.

Бұл модельдердің ешқайсысына тіректер қажет емес, шкивтерде тіректер бар, өйткені шығырдың ішкі жағынан тіректерді алып тастау мүмкін емес. Бұл модельдерді басып шығару оңай, бірақ біраз уақыт қажет, себебі олар өте үлкен.

Қағазды жылжытатын дөңгелектер оны жақсарту үшін иілгіш жіппен басылуы керек. Мен бұл дөңгелектің шеңберін жасадым, ол PLA -мен басылуы керек және бұл дөңгелекке резеңке доңғалақ қоюға болады.

4 -қадам: жинау

Бұл оңай, бірақ сонымен бірге өте жағымды қадам. Сізге 3D басып шығарылған барлық бөлшектерді біріктіру, қозғалтқыштар мен серводі орнына қою жеткілікті. Соңында алюминий шыбықтарды 3D басып шығарылған жақтауға қою керек.

Мен Y қозғалтқыш ұстағышының артқы жағына бұранданы басып шығардым, оны орнында ұстауға болады, бірақ жақтаудың төменгі жағы тым жұмсақ болып табылады және бұранданы қатайтқанда бүгіледі. Бұл бұранданың орнына мен резеңке таспаны қолданып, оны орнында ұстаймын. Мұны істеудің ең кәсіби әдісі емес, бірақ ол жұмыс істейді:)

Сіз бұл жоба үшін қолданған қаламның көлемін көре аласыз (немесе бұл маркерге ұқсайды). Сіз оны X кареткасымен жақсы жұмыс жасау үшін бірдей өлшемді немесе мүмкіндігінше жақын пайдалануыңыз керек. Сервоны жоғары және төмен жылжыту үшін қаламға жағаны бекіту керек, оны бүйіріндегі бұранданы қатайту арқылы түзетуге болады.

Түсіндірудің қажеті шамалы, сондықтан жоғарыдағы фотоларды қарап шығыңыз, егер сізге тағы бірдеңе білу қажет болса, астына пікір қалдырыңыз!

5 -қадам: Электрондық схема

Жоғарыда сіз осы жобаның электронды схемасын таба аласыз, егер сіз ПХД сатып алғыңыз келсе немесе оны схемаға алаңдамаңыз, егер оны тақтаға қосқыңыз келсе, осы схеманы қолдана аласыз. Мен сені бұл тақтада әбігер болады деп түйдім, көптеген қосылымдар мен шағын компоненттер бар, сондықтан егер мүмкін болса, ПХД қолдану әлдеқайда жақсы нұсқа. Егер сізде ПХД -мен қандай да бір проблемалар туындаса немесе сіздің жобаңыз жұмыс істемесе, оны осы схемамен шешуге болады. Келесі қадамда. SCH файлын таба аласыз.

6 -қадам: PCB Pro ретінде

Бұл мен үшін бұл жобаның ең жақсы бөлігі. Мен үйде көптеген ПХД жасадым, бірақ ешқашан кәсіби өндірушіге тапсырыс беруге тырыспадым. Бұл өте жақсы шешім болды, бұл көп уақытты үнемдейді, ал тақталар әлдеқайда жақсы, оларда дәнекерлеу маскасы бар, оларды дәнекерлеу оңай, жақсы көрінеді, егер сіз сатқыңыз келетін нәрсені жасағыңыз келсе, сізге ешқандай жол жоқ. ПХД үйде жасайды, сондықтан мен болашақта өндіре алатын нәрсені жасауға бір қадам жақындадым, кем дегенде ПХД жасауды және тапсырыс беруді білемін. Сіз жоғарыдағы тақталардың әдемі фотосуреттерін тамашалай аласыз, және мұнда PCBWay.com сілтемесі

Менде бірнеше қосалқы тақталар бар, сондықтан егер сіз оларды меннен алғыңыз келсе, оларды тиынға сатып алуға болады:

7 -қадам: Дәнекерлеу, қосу…

Бізде керемет ПХД бар, бірақ оның жұмыс істеуі үшін оған компоненттерді дәнекерлеу керек. Уайымдамаңыз, бұл өте оңай! Мен тек THT компоненттерін қолдандым, сондықтан ешқандай дәл дәнекерлеу жоқ. Компоненттер үлкен және дәнекерлеуге оңай. Оларды кез келген электронды дүкеннен сатып алу оңай. Бұл ПХД қалқан болғандықтан, сізге микроконтроллерді дәнекерлеудің қажеті жоқ, біз қалқаны Arduino тақтасына қосамыз.

Егер сіз ПХД жасағыңыз келмесе, жоғарыда барлық байланыстары бар схеманы таба аласыз. Мен оны тақтаға қосуды ұсынбаймын, бұл өте лас көрінеді, кабельдер көп. ПХД - бұл әлдеқайда кәсіби және қауіпсіз әдіс. Бірақ егер сізде басқа мүмкіндік болмаса, тақтаға қосылу мүлде қосылмағаннан жақсы.

Барлық компоненттер ПХД -да дәнекерленген кезде, біз оған қозғалтқыштар мен серво қосуға болады. Ал келесі қадамға көшейік! Бірақ бұған дейін, бір секундқа тоқтап, барлық компоненттері бар осы әдемі ПХД -ны қараңыз, маған сол электронды схемалардың қалай көрінетіні ұнайды! Жарайды, әрі қарай жүрейік:)

8 -қадам: Arduino коды

Қалқан дайын болғанда, бәрі қосылады және жиналады, біз кодты Arduino -ға жүктей аламыз. Бұл жағдайда қалқанды Arduino -ға қосудың қажеті жоқ. Бағдарламаны төмендегі қосымшадан таба аласыз. Міне, оның қалай жұмыс істейтіні туралы қысқаша түсініктеме:

Ол деректерді сериялық монитордан алады (өңдеу коды) және 1 болған кезде ол 0 болғанда нүкте жасайды. Әрбір деректер алынғаннан кейін ол бірнеше қадамдарға жылжиды. Жаңа сызық сигналы қабылданған кезде ол бастапқы күйіне оралады, қағазды Y осінде жылжытыңыз және жаңа сызық жасаңыз. Бұл өте қарапайым бағдарлама, егер сіз оның қалай жұмыс істейтінін білмесеңіз, алаңдамаңыз, оны Arduino -ға жүктеңіз, ол жұмыс істейді!

9 -қадам: кодты өңдеу

Өңдеу коды суретті оқиды және деректерді Arduino -ға жібереді. Қағазға түсіру үшін кескін белгілі бір мөлшерде болуы керек. Мен үшін A4 форматындағы қағаздың максималды өлшемі шамамен 80 нүкте х 50 нүкте. Егер сіз бір қадамды бір айналымға өзгертсеңіз, сіз әр жолға көп нүкте аласыз, сонымен қатар басып шығару уақыты да үлкен болады. Бұл бағдарламада түймелер көп емес, мен оны әдемі етіп жасағым келмеді, ол жұмыс істейді. Егер сіз оны жақсартқыңыз келсе, оны жасаңыз!

10 -қадам: Басында нүкте болды

Доттердің соңғы сынағы!

Нүкте, нүкте, нүкте ….

Ондаған нүктелер кейін бірдеңе дұрыс болмады! Дәл не? Бұл Arduino -ны қалпына келтіріп, қадамдардың санын ұмытып кеткен сияқты. Ол өте жақсы басталды, бірақ бір сәтте бізде проблема бар. Не қате болуы мүмкін? Екі күндік отладкадан кейін мен бұл мәселенің шешімін таптым. Бұл қарапайым және түсінікті болды, бірақ мен бұл туралы басында ойламадым. Бұл не? Біз келесі қадамда білетін боламыз.

11 -қадам: Сәтсіздік - бұл опция емес, бұл процестің бөлігі

Мен берілуді жек көремін, сондықтан мен мұны ешқашан жасамаймын. Мен өз мәселемнің шешімін іздей бастадым. Соңғы кезде түнде Arduino -дан кабельді ажыратқанда мен оның өте ыстық екенін сездім. Содан кейін мен проблеманың не екенін түсіндім. Мен Y осінің қозғалтқыштарын қосқаннан кейін (сол қозғалтқыштардың катушкасында) менің Arduino -дағы сызықтық тұрақтандырғыш өте үлкен тұрақты токтың арқасында қатты қызады. Бұның шешімі қандай? Бізге қажет болмаса, сол катушкаларды өшіріңіз. Бұл мәселенің өте қарапайым шешімі, бұл керемет, мен бұл жобаны аяқтауға дайынмын!

12 -қадам: Жеңіс

Бұл жеңіс пе? Менің жобам ақырында жұмыс істейді! Маған көп уақыт қажет болды, бірақ менің жобам дайын болды, мен қалай жұмыс істегім келсе, солай жұмыс істейді. Енді мен бұл жобаны аяқтағаным үшін бақытты сезінемін! Сіз мен басып шығарған суреттерді көре аласыз! Басып шығару үшін көп нәрсе бар, сондықтан оның кейбір жаңартуларын көруді қадағалаңыз.

13 -қадам: Соңы немесе басы?

Бұл құрылыс нұсқаулығының соңы, бірақ бұл жобаның соңы емес! Бұл ашық дереккөз, мен осы жерде бөліскен барлық нәрсені сіз осы нәрсені жасау үшін пайдалана аласыз, егер сіз жаңартуларды қоссаңыз, бөлісе аласыз, бірақ бұл нұсқаулыққа сілтеме қоюды ұмытпаңыз, сонымен қатар сіз менің жобамды жақсартқаныңызды маған хабарлаңыз:) егер біреу осылай жасаса, жақсы болады. Мүмкін, мен оған уақыт табатын болсам, мен оны жақсартамын және Dotter V2 шығарамын, бірақ дәл қазір сенімді емеспін.

Егер сіз менің жобаларымнан хабардар болғыңыз келсе, маған нұсқаулықтар бойынша жазылуды ұмытпаңыз, сонымен қатар менің YouTube каналыма жазылуға болады, себебі мен мұнда тек қана емес, сонымен қатар қызықты видеолар саламын:

goo.gl/x6Y32E

және менің әлеуметтік желілердегі аккаунттарым:

Facebook:

Инстаграм:

Twitter:

Оқығандарыңызға көп рахмет, күндеріңіз сәтті өтсін деп сенемін!

Бақытты жасау!

P. S.

Егер сізге менің жобам ұнап жатса, оған байқауларда дауыс беріңіз: D

Epilog Challenge 9 -да екінші орын

2017 жылғы Arduino байқауының екінші жүлдесі