PrintBot: 6 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:27

PrintBot-iRobotCreate нүктелік матрицалық принтер. PrintBot кез келген жер бетінде Talcum ұнтағын қолданып басып шығарады. Роботты базаға қолдану роботқа іс жүзінде шексіз көлемде басып шығаруға мүмкіндік береді. Футбол немесе баскетбол алаңдары туралы ойланыңыз. Мүмкін, қарсыластар келесі жылы ризашылық демалысын күтіп тұруы керек. робот сонымен қатар принтердің қозғалуына мүмкіндік береді, бұл оны басып шығаратын жерге баруға мүмкіндік береді, содан кейін басқасына ауысады. Сымсыз байланыс қосылған, сондықтан қашықтан басқару мүмкіндігі де бар. Тротуар өнері мен жарнама-бұл құрылғы үшін мақсатты нарық.

1 -қадам: IRobot құру

IRobot Create iRobot -тың Roomba -ға өте ұқсас, бірақ ішкі вакуумсыз. Бұл бізге үлкен жүктеме қосуға мүмкіндік береді және бізге ыңғайлы бекіту тесіктерін береді. iRobot сонымен қатар Create бағдарламалаудың толық интерфейсін ұсынады, бұл роботты басқаруды өте қарапайым етеді. Интерфейс - роботқа тізбектей жіберілетін командалар мен параметрлердің қарапайым жиынтығы. Қосымша ақпарат алу үшін Ашық интерфейстің техникалық сипаттамаларын оқыңыз. Қарапайым қолдану үшін бізге тек бірнеше пәрмен қажет болды. Инициализация кезінде роботқа сыртқы бақылауды қабылдауды бастау үшін 128 командасын жіберу керек. Әрі қарай режимді таңдау керек. Толық бақылау үшін 132 пәрменін Жасауға жібереміз. Назар аударыңыз, барлық деректерді тұрақты ascii мәтіні емес, бүтін сандар ретінде құру бөліміне жіберу керек. Әр командалық код - бір байт, бұл байттың мәні 128 бүтін сан болып табылады. Егер сіз ascii немесе ansi мәтінін жіберетін болсаңыз, 128 -дегі әр таңба байт болады. Компьютер арқылы тестілеу немесе бақылау үшін біз Realterm ұсынамыз, себебі ол бәрін өте қарапайым етеді. Ашық интерфейс құжаттамасында айтылғандай, Baud жылдамдығын 57600 -ге орнату қажет, енді Create инициализацияланғандықтан, біз роботты алға қарай жылжыту үшін 137 пәрменін қолданамыз. Wait Distance, 156 белгіленген қашықтықтан кейін роботты тоқтату үшін қолданылады. 152 және 153 сценарий командалары бәрін біріктіреді және қайта -қайта қосуға болатын қарапайым сценарий жасайды. IRobot командалық модуль деп атайды, ол негізінен бағдарламаланатын микроконтроллер және бірнеше сериялық порттар, олар сіз өзіңіздің Жасауыңызды басқару үшін қолдануға болады.. Біз оның орнына eBox 2300 деп аталатын өте кішкентай x86 компьютермен біріктірілген Cypress Programmable System-on-a-chip (PSoC) қолдандық. Роботта 18В батарея бар, біз оны барлық перифериялық құрылғыларды қуаттандыру үшін қолданамыз.

2 -қадам: принтерді бөлшектеу және қозғалтқышты басқару

Принтердің көлденең қозғалысы мен баспа қондырғысы қондырғысы үшін біз ескі Epson сиялы принтерін қолдандық. Бұл жерде бірінші нәрсе - принтерді мұқият бөлшектеу. Бұл жолдың жиынтығы, қозғалтқыш, басып шығару механизмі ұстағышы мен жетек белбеуі ғана қалғанша маңызды емес компоненттерді алып тастауды қажет етті. Бұл белдікті немесе оның қозғаушы моторын сындырмаңыз. Барлық қуат тақталарын жұлып алмас бұрын, вольт-метрмен айналдыруға болады, бірақ біз бұған қатты қуандық. Есіңізде болсын, сізге бетті жіберу жиынтығы, нақты басып шығару механизмдері немесе картридждер немесе кез келген схемалар қажет емес. Бәрі бөлшектелгеннен кейін біз бұл қозғалтқышты қалай жүргізу керектігін анықтауымыз керек. Біз ештеңені сынамас бұрын бәрін бөлшектегендіктен, қозғалтқышты беру үшін кернеуді табу керек болды. Егер сіз модель нөмірін таба алсаңыз, онлайн режимінде қозғалтқыштың техникалық сипаттамаларын табуға тырысуға болады, бірақ ол жоқ болса, оны тұрақты ток көзіне қосыңыз және қозғалтқыштағы кернеуді баяу арттырыңыз. Біз бақытты болдық және біздің қозғалтқыш 12-42В жұмыс істей алатынын анықтадық, бірақ біз оны сипатталғандай қолмен тексердік. Біз 12 В кернеуінде қозғалтқыш тым жылдам жұмыс істейтінін тез білдік. Мұндағы шешім-импульстік-ендік модуляцияны (PWM) пайдалану. Негізінде бұл қозғалтқышты баяу айналдыру үшін қозғалтқышты тез қосады және өшіреді. Біздің аккумулятор 18 В кернеуді береді, осылайша өмірді жеңілдету үшін біз моторды сол күйінде өшіреміз. Электр тізбектерінде кері айналуы тиіс тұрақты ток қозғалтқыштарын пайдаланған кезде қозғалтқышты кері айналдыру кезінде сіздің тізбегіңізде үлкен кері ток болады. Негізінде сіздің қозғалтқыш тоқтап, кері айналған кезде генератор рөлін атқарады. Контроллерді одан қорғау үшін H-Bridge деп аталатын нәрсені қолдануға болады. Бұл негізінен H-тәрізді 4 транзистор. Біз Acroname өнімін қолдандық. Сіз таңдаған драйвер моторға қажетті токты басқара алатынына көз жеткізіңіз. Біздің қозғалтқыш 1А үздіксіз деп бағаланды, сондықтан 3А контроллері көп орынға ие болды. Бұл тақта сонымен қатар мотордың бағытын басқаруға мүмкіндік береді, тек жоғары немесе төмен кірісті, сонымен қатар қозғалтқышты тежеу (қозғалтқышты тоқтату және оны ұстап тұру) арқылы.

3 -қадам: Басып шығару механизмі

Алып тастауға болатын түпнұсқа баспа қондырғысының көп бөлігі. Бізде баспа басын бекітуді жеңілдететін пластикалық қорап қалды. Кішкентай 5В тұрақты ток қозғалтқышы бұрғымен бекітілген. Бит мүмкіндігінше шұңқырдың диаметріне жақын болуы үшін таңдалды. Бұл бұрғылау шұңқырдың барлық шығуын толтыруға мүмкіндік береді. Бит айналған кезде ұнтақ ойықтарға еніп, шығысқа қарай азаяды. Битті бір айналдыру арқылы біз үнемі өлшемді пиксель жасай аламыз. Барлығын дұрыс орналастыру үшін мұқият баптау қажет болады. Бастапқыда біз ұнтақпен барлық жерде шашырату кезінде қиындықтарға тап болдық, бірақ екінші шұңқырды қосып, бұрғылау ұшын көтере отырып, шұңқырға шектелгенде түсу ұзағырақ болса, таза пиксель пайда болды.

Бұл қозғалтқышты тек қосу немесе өшіру керек болғандықтан, мұнда көпір қажет емес. Оның орнына біз мотордың жерге қосылуымен қатар қарапайым транзисторды қолдандық. Транзистордың қақпасы H-көпірінің сандық кірістері сияқты біздің микроконтроллердің сандық шығысымен басқарылды. Тұрақты ток қозғалтқышының жанындағы шағын ПХД - инфрақызыл ақ -қара сенсор. Бұл тақта сенсор қара немесе ақ түсті көргенде жоғары немесе төмен сандық сигналды шығарады. Ақ -қара кодер жолағымен үйлескенде қара -ақ ауысуды санау арқылы басып шығару механизмінің орналасуын білуге мүмкіндік береді.

4 -қадам: микроконтроллер

Cypress PSoC аппараттық құралдардың барлық бөлек түрлерін біріктіреді. Cypress әзірлеу тақтасы PSoC -пен жұмыс істеуге және қосымша құрылғыларды қосуға ыңғайлы интерфейсті қамтамасыз етті. PSoC - бұл бағдарламаланатын чип, сондықтан біз чипте FPGA сияқты физикалық жабдықты жасай аламыз. Cypress PSoC Designer-де PWM генераторлары, цифрлық кірістер мен шығыстар, RS-232 сериялық ком-порттары сияқты жалпы компоненттер үшін алдын ала дайындалған модульдер бар.

Әзірлеу тақтасында сонымен қатар біздің мотор контроллерлерін оңай орнатуға мүмкіндік беретін біріктірілген прото-тақта бар. PSoC коды бәрін біріктіреді. Ол сериялық пәрменді күтеді. Бұл әрбір пиксель үшін басып шығаруды немесе көрсетпеуді көрсететін 0 және 1 с жолдарының жалғыз жолы ретінде пішімделген. Содан кейін код әр пиксельді айналдырады, жетекті қозғалтқышты іске қосады. Ақ-қара сенсордың кірісіндегі жиекке сезімтал үзіліс ауа райын бағалауға немесе әр пиксельде басып шығарылмауға әкеледі. Егер пиксель қосулы болса, тежегіш шығысы жоғары болады, таймер іске қосылады. Таймердегі үзіліс.5 секунд күтеді, содан кейін диспенсердің шығысы жоғары болады, бұл транзисторды қосады және бұрғылау ұшын айналдырады, таймер есептегіші қалпына келтіріледі. Тағы бір жарым секундтан кейін үзіліс қозғалтқышты тоқтатады, ал қозғалтқышты қайтадан қозғайды. Басып шығару шарты жалған болса, кодер басқа қара -ақ жиекті оқымайынша ештеңе болмайды. Бұл басуды басып шығаруды тоқтату қажет болғанша тегіс қозғалуға мүмкіндік береді. Жолдың соңына жеткенде («\ r / n») «\ n» сериялық портқа жіберіледі, ол ДК -ге оның жаңа жолға дайын екенін көрсетеді. Н-көпірдегі бағытты басқару да кері қайтарылған. Жасау 5 мм алға жылжу сигналын жібереді. Бұл Create DSub25 қосқышындағы цифрлық кіріске қосылған басқа сандық шығыс арқылы жүзеге асады. Екі құрылғыда стандартты 5В TTL логикасы қолданылады, сондықтан толық сериялық интерфейс қажет емес.

5 -қадам: ДК

Толық тәуелсіз құрылғыны құру үшін eBox 2300 деп аталатын x86 шағын компьютері пайдаланылды. Максималды икемділік үшін eBox -те Windows CE Embedded реттелетін қондырмасы орнатылды. USB дискісінен 8 разрядты сұр масштабты нүктелік суретті оқу үшін С тілінде қосымша жасалды. Содан кейін қолданба суретті қайта іріктеп алды, содан кейін оны PSOC сериялық ком порты арқылы бір жолға шығарды.

Электрондық пошта жәшігін қолдану көптеген қосымша мүмкіндіктерге қол жеткізуі мүмкін. Веб -сервер суреттерді интеграцияланған сымсыз байланыс арқылы қашықтан жүктеуге мүмкіндік береді. Қашықтан басқару пультін басқа көптеген нәрселермен қатар енгізуге болады. Құрылғыны блокнот сияқты қосымшалардан басып шығаруға мүмкіндік беретін кескінді одан әрі өңдеу, мүмкін, тіпті тиісті принтер драйвері де құрылуы мүмкін. Біз жіберіп алмайтын соңғы нәрсе - бұл қуат. 18В кернеуді жасау. Бірақ біздің құрылғылардың көпшілігі 5В жұмыс істейді. Texas Instruments DC-DC қуат көзі энергияны ысырап етпестен кернеуді белсенді түрлендіру үшін пайдаланылды, осылайша батареяның қызмет ету мерзімін ұзартты. Біз бір сағаттан астам басып шығару уақытын жүзеге асыра алдық. Арнайы схема бұл құрылғы мен резисторлар мен конденсаторларды орнатуды жеңілдетті.

6 -қадам: Міне

Доктор Гамбленнің ECE 4180 ендірілген дизайн сабағы үшін біздің PrintBot 07 күзде құрылған, бұл Джорджия Тех. Міне, біз роботпен бірге басып шығарған суреттер. Сізге біздің жоба ұнады деп үміттенеміз, мүмкін бұл одан әрі ізденістерге шабыт береді! PosterBot пен басқа барлық iRobot Instructables шабыт пен басшылық үшін үлкен рахмет.