Dotter - Hatalmas Arduino alapú pontmátrix nyomtató: 13 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Szia, üdvözöllek ebben a tanulságosban:) Nikodem Bartnik vagyok, 18 éves készítő. Sok mindent, robotot, eszközt készítettem a 4 éves gyártásom során. De ez a projekt valószínűleg a legnagyobb, ha a méretről van szó. Szerintem is nagyon jól megtervezett, persze van még mit javítani, de számomra ez fantasztikus. Nagyon szeretem ezt a projektet, a működése és az előállítása miatt (szeretem ezt a pixel/pont szerű grafikát), de ebben a projektben sokkal több van, mint a Dotter. Van történet arról, hogyan készítettem el, hogyan találtam rá ötletet, és miért volt a kudarc nagy része ennek a projektnek. Kész vagy? Figyelmeztetés, hogy ebben az oktatóanyagban sok olvasnivaló van, de ne aggódjon, itt a videó erről (fent is megtalálható): LINK A VIDEOLet kezdetéhez!

1. lépés: A kudarc története: (és hogyan jöttem valójában erre az ötletre

Megkérdezheti, miért a kudarc története, ha a projektem működik? Mert az elején nem volt Dotter. Talán egy kicsit hasonló, de sokkal kifinomultabb dolgot akartam készíteni - egy 3D nyomtatót. A legnagyobb különbség a gyártani kívánt 3D nyomtató és szinte minden más 3D nyomtató között az volt, hogy a szabványos nema17 léptetőmotorok helyett egy olcsó 28BYJ-48 motort használ, amelyet körülbelül 1 dollárért vásárolhat (igen, egy dollár a léptetőmotorért). Természetesen tudtam, hogy gyengébb és kevésbé pontos lesz, mint a szokásos léptetőmotorok (ami a pontosságot illeti, ez nem olyan egyszerű, mert a 3D -s nyomtatók motorjainak többsége 200 lépést tesz fordulatonként, a 28BYJ48 pedig körülbelül 2048 lépést tesz lehetővé) forradalom vagy még ennél is több, attól függ, hogyan használja őket, de ezek a motorok nagyobb valószínűséggel veszítenek lépéseket, és a bennük lévő fogaskerekek nem a legjobbak, ezért nehéz megmondani, hogy többé -kevésbé pontosak -e). De hittem benne, hogy meg fogják csinálni. És ekkor azt mondhatod, hogy várj, van már 3D nyomtató, amely ezeket a motorokat használja, igen, tudom, hogy valójában még kevés is van belőlük. Az első jól ismert, hogy a Micro by M3D, kicsi és nagyon szép 3D nyomtató (egyszerűen szeretem ezt az egyszerű dizájnt). Van ToyRep, Cherry és valószínűleg még sok más, amiről nem tudok. Tehát a nyomtató ezekkel a motorokkal már létezik, de amit másképp akartam csinálni, és inkább a magam módján, az a kód volt. A legtöbb ember néhány nyílt forráskódú firmware -t használ a 3D nyomtatókhoz, de amint azt Ön is tudja, ha látta az Arduino -alapú Ludwik drónprojektemet, szeretek mindent a nulláról csinálni és tanulni, ezért saját kódot akartam készíteni ehhez a nyomtatóhoz. Már kifejlesztettem a Gcode olvasását és értelmezését SD kártyáról, a motorokat a Gcode és a Bresenham vonalalgoritmusa szerint forgatva. Ennek a projektnek a kódjának nagy része készen állt. De tesztelés közben észrevettem, hogy ezek a motorok nagyon túlmelegednek, és nagyon lassúak. De még mindig meg akartam csinálni, ezért keretet terveztem hozzá a Fusion360 -ban (fent talál róla képet). Egy másik feltételezés ebben a projektben az volt, hogy tranzisztorokat használnak a léptetőmotoros meghajtó helyett. A tranzisztorok kevés előnyét találtam a léptető meghajtókkal szemben:

1. Olcsóbbak
2. Nehezebb megtörni őket, már néhány lépcsős illesztőprogramot törtem le a DIY Arduino Controlled Egg-Bot építése közben, mert ha lekapcsolja a motort a meghajtóról futás közben, valószínűleg eltörik
3. Az illesztőprogramok kezelése egyszerű, ehhez kevesebb tűt használhat, de én az Atmega32 -t akartam használni, elegendő csap van benne a tranzisztorok használatához, így nem volt fontos számomra. (Az atmega32 -t akartam használni egy 3D nyomtató projektben, végül a dotterben nincs szükség a használatára, így csak az Arduino Uno -t használom).
4. A boldogság sokkal nagyobb, ha tranzisztorokkal létrehoz egy léptető meghajtót, mint egyszerűen megvásárolja.
5. Kísérletezéssel megtanulva működésüket, korábbi tranzakcióim során néhány tranzisztort használtam, de a gyakorlat tökéletesít, és a tanulás legjobb módja a kísérletezés. BTW nem olyan furcsa, hogy nem tudjuk, hogyan működik a világ legnagyobb találmánya? Minden nap tranzisztorokat használunk, mindegyikben millió van a zsebében, és az emberek többsége nem tudja, hogyan működik egyetlen tranzisztor:)

Ez idő alatt kaptam 2 új 3D -s nyomtatót, és amikor rájuk nyomtattam, mindig felgyorsítottam a nyomtatási sebességet, hogy a lehető leggyorsabban lehessen nyomtatni. Kezdtem rájönni, hogy a 3D nyomtató 28BYJ-48 motorral lassú lesz, és valószínűleg nem a legjobb ötlet. Talán fel kellene ismernem ezt korábban, de annyira koncentráltam a projekt kódjára és a 3D nyomtatók pontos működésének megismerésére, hogy ezt valahogy nem láttam. Hála azoknak a dolgoknak, amelyeket megtanultam ennek a dolognak az építésével, nem sajnálom a projektbe fektetett időt.

A feladás számomra nem opció, és 5 lépcsőfokom van, így elkezdtem gondolkodni, hogy mit tehetek ezekkel az alkatrészekkel. Miközben régi dolgokat temettem a ruhásszekrényembe, megtaláltam az általános iskolából származó rajzomat, amelyet pontrajz technikával készítettem, más néven Pointillism (lásd a rajzomat fent). Ez nem műalkotás, sőt nem is jó:) De tetszett ez az ötlet, hogy pontokból képet alkossak. És itt eszembe jutott valami, amiről korábban hallottam, egy pontmátrix nyomtató, Lengyelországban minden klinikán találhat ilyen típusú nyomtatót, ahol furcsa hangos hangot adnak ki: D. Számomra nyilvánvaló volt, hogy biztos van valaki, aki ilyesmit készített, és igazam volt Robson Couto már készített egy Arduino pontmátrix nyomtatót, de ahhoz, hogy tökéletes legyen, meg kell találnia a tökéletes alkatrészeket, amelyek nehézek lehetnek, de 2018 -ban a 3D nyomtatás egyre népszerűbbé válik, miért ne készíthetne egy könnyen reprodukálható 3D nyomtatott verziót, de akkor is hasonló lenne. Ezért úgy döntöttem, hogy nagy lesz, vagy akár HATALMAS! Annak érdekében, hogy nyomtatni tudjon egy nagy papírra, amelyet mindenki vásárolhat - tekercs papír Ikeából:) méretei: 45 cm x 30 m. Tökéletes!

Néhány óra tervezés és a projekt készen állt a nyomtatásra, 60 cm hosszú, így túl nagy ahhoz, hogy normál nyomtatón nyomtathasson, ezért kisebb darabokra osztom, amelyeket a speciális csatlakozóknak köszönhetően könnyen csatlakoztatni lehet. Ezenkívül van kocsink jelölő tollhoz, néhány szíjtárcsa a GT2 övhez, gumi kerekek a papír tartásához (szintén 3D nyomtatással TPU szállal). Mivel azonban nem mindig akarunk ilyen nagy papírra nyomtatni, az egyik Y tengelyű motort mozgathatóvá tettem, így könnyen beállíthatja a papír méretéhez. Két motor van az Y tengelyen és egy az X tengelyen, a toll fel -le mozgatásához mikro szervót használok. A következő lépésekben linkeket talál a modellekhez és mindenhez.

Aztán terveztem egy NYÁK -t, mint mindig, de ezúttal ahelyett, hogy házilag készítettem volna, úgy döntöttem, hogy professzionális gyártótól rendelek, hogy tökéletes legyen, könnyebben forrasztható legyen és csak időt takarítsak meg, sok jó véleményt hallottam a PCBway, ezért úgy döntöttem, hogy ezzel megyek. Megállapítottam, hogy van egy ösztöndíjprogramjuk, amelynek köszönhetően ingyen elkészítheti a táblákat, feltöltöm a projektemet a webhelyükre, és elfogadják! Nagyon köszönöm a PCBway -nek, hogy lehetővé tette ezt a projektet:) A táblák tökéletesek voltak, de ahelyett, hogy mikrokontrollert tettem volna erre a táblára, úgy döntöttem, hogy készítek egy Arduino pajzsot, hogy egyszerűen használhassam, ezért egyszerűbb a forrasztás is..

A dotter kódja Arduino nyelven van írva, és a parancsok számítógépről a Dotterre történő küldéséhez a Processing -t használtam.

Valószínűleg ez az egész történet arról, hogyan fejlődött ez a projekt, és hogyan néz ki most, gratulálok, ha eljutottál:)

Ne aggódjon, most könnyebb lesz, csak készítsen utasításokat!

Remélem, élvezni fogja a The Dotter projekt történetét, ha igen, ne felejtse el szívvel -lélekkel.

*A fenti vakolaton X kocsi látható 2 tollal, ez volt az első tervem, de úgy döntöttem, hogy egy tollal kisebb verzióra váltok, hogy könnyebb legyen. De a 2 tollal ellátott változat érdekes lehet, mert különböző színű pontokat készíthet, sőt a második szervónak is helye van a NYÁK -on, így ezt figyelembe kell venni a dotter V2 esetében:)

2. lépés: Mire lesz szükségünk?

Mire lesz szükségünk a projekthez, ez nagy kérdés! Itt található minden, linkekkel ellátott lista:

1. 3D nyomtatott alkatrészek (linkek a modellekhez a következő lépésben)
2. Arduino GearBest | BangGood
3. 28BYJ48 léptetőmotorok (ebből 3) GearBest | BangGood
4. Mikro szervomotor GearBest | BangGood
5. GT2 öv (kb. 1,5 méter) GearBest | BangGood
6. Kábelek GearBest | BangGood
7. Csapágy GearBest | BangGood
8. Két körülbelül 60 cm hosszú alumínium rúd

9. PCB készítése:

   1. Nyilvánvalóan PCB (megrendelheti, elkészítheti őket, vagy megveheti tőlem, néhány táblát lefektethetek, itt vásárolhat:
   2. BC639 vagy hasonló tranzisztorok (közülük 8) GearBest | BangGood
   3. Egyenirányító dióda (ebből 8) GearBest | BangGood
   4. LED zöld és piros GearBest | BangGood
   5. Néhány leválasztható fejléc GearBest | BangGood
   6. Arduino halmozható fejléckészlet GearBest | BangGood
   7. Néhány ellenállás GearBest | BangGood

Valószínűleg a legnehezebb dolog a 3D nyomtatott alkatrészek beszerzése, kérdezze meg barátait, iskolában vagy könyvtárban, lehet, hogy van 3D nyomtatójuk. Ha ilyet szeretne vásárolni, ajánlhatom Önnek a CR10 -et (link a vásárláshoz), a CR10 mini -t (link a vásárláshoz) vagy az Anet A8 -at (link a vásárláshoz).

3. lépés: A lehető legnagyobb, a lehető legegyszerűbb (3D modellek)

Ahogy mondtam, ennek a projektnek nagy része a méret volt, azt akartam, hogy nagy legyen, és ugyanakkor egyszerű is maradjak. Ahhoz, hogy ez így legyen, sok időt töltök a Fusion360 -ban, szerencsére ez a program elképesztően felhasználóbarát, és szeretem használni, így nem volt nagy baj számomra. Ahhoz, hogy a legtöbb 3D nyomtatóra illeszkedjen, a fő keretet 4 részre osztottam, amelyek a speciális csatlakozók révén könnyen csatlakoztathatók.

A GT2 övek tárcsáit ezzel az eszközzel tervezték (jó, nézd meg):

Hozzáadtam a két tárcsa DXF fájljait, csak a referenciájaként, nincs szükség rájuk a projekt elkészítéséhez.

Ezen modellek egyike sem igényel támaszt, a szíjtárcsáknak nincsenek beépített támaszai, mert lehetetlen lenne eltávolítani a támaszokat a szíjtárcsa belsejéből. Ezek a modellek meglehetősen könnyen nyomtathatók, de időbe telik, mert elég nagyok.

Azokat a kerekeket, amelyek mozgatják a papírt, rugalmas szállal kell nyomtatni, hogy ez jobb legyen. Ehhez a kerékhez készítettem egy peremet, amelyet PLA -val kell nyomtatni, és erre a kerékre gumikereket lehet tenni.

4. lépés: Összeszerelés

Ez könnyű, de nagyon kellemes lépés. Mindössze annyit kell tennie, hogy az összes 3D nyomtatott alkatrészt összekapcsolja, a motorokat és a szervót a helyére teszi. A végén alumínium rudakat kell helyezni a 3D nyomtatott keretbe, kocsival.

Az Y motortartó hátoldalára kinyomtam egy csavart, amely mozgatható, hogy a helyén tartsa, de kiderül, hogy a keret alja túl puha, és meghajlik, amikor meghúzza a csavart. Tehát e csavar helyett gumiszalaggal tartom ezt a részt a helyén. Nem ez a legprofibb módja ennek, de legalább működik:)

Láthatja a toll méretét, amelyet ehhez a projekthez használtam (vagy talán inkább egy marker). Ugyanazt a méretet vagy a lehető legközelebb kell használnia, hogy tökéletesen működjön az X kocsival. A tollra egy gallért is fel kell szerelni, hogy a szervó felfelé és lefelé mozgassa, rögzítheti az oldalsó csavar meghúzásával.

Nincs sok magyaráznivaló, ezért csak nézze meg a fenti képeket, és ha még valamit tudnia kell, írjon megjegyzést alább!

5. lépés: Elektronikus vázlat

Fentebb találhat elektronikus rajzot ehhez a projekthez, ha PCB -t szeretne vásárolni vagy készíteni, akkor nem kell aggódnia a vázlat miatt, ha a kenyérpultra szeretné csatlakoztatni, akkor használja ezt a vázlatot. Viselte, hogy elég zavaros lesz ezen a kenyérlapon, sok csatlakozás és apró alkatrész van, így ha teheti, a PCB használata sokkal jobb megoldás. Ha bármilyen problémája van a NYÁK -val, vagy a projekt nem működik, akkor ezzel a vázlattal elháríthatja. A. SCH fájlt a következő lépésben találhatja meg.

6. lépés: PCB mint profi

Számomra talán ez a legjobb része ennek a projektnek. Sok PCB -t készítettem otthon, de soha nem próbáltam professzionális gyártónál megrendelni. Nagyszerű döntés volt, sok időt takarít meg, és ezek a táblák sokkal jobbak, forrasztómaszkjuk van, könnyebben forraszthatók, jobban néznek ki, és ha eladni akarnak valamit, akkor nincs mód fog PCB -t készíteni otthon, így egy lépéssel közelebb vagyok ahhoz, hogy létrehozzak valamit, amit a jövőben is képes leszek gyártani, legalábbis tudom, hogyan kell PCB -ket készíteni és rendelni. Élvezheti a fenti táblák gyönyörű fotóit, és itt van a PCBWay.com link

Van néhány tartalék táblám, így ha tőlem szeretné megvásárolni, tindie -n vásárolhatja meg:

7. lépés: Forrasztás, csatlakozás…

Nagyszerű NYÁKunk van, de ahhoz, hogy működőképes legyen, alkatrészeket kell forrasztanunk rajta. Ne aggódj, ez nagyon egyszerű! Csak THT alkatrészeket használtam, így nincs szuper precíz forrasztás. Az alkatrészek nagyok és könnyen forraszthatók. Ezenkívül könnyen megvásárolhatók bármely elektronikus boltban. Mivel ez a NYÁK csak egy pajzs, nem kell forrasztani egy mikrokontrollert, csak csatlakoztatjuk a pajzsot az Arduino kártyához.

Abban az esetben, ha nem szeretne NYÁK -t készíteni, fent talál egy vázlatot az összes csatlakozással. Nem javaslom, hogy ezt a kenyértáblára csatlakoztassa, nagyon rendetlenül fog kinézni, sok kábel van. A PCB sokkal professzionálisabb és biztonságosabb módja ennek. De ha nincs más lehetősége, akkor jobb, ha a kenyértáblán csatlakozik, mint ha egyáltalán nem.

Ha az összes alkatrész forrasztva van a NYÁK -on, akkor motorokat és szervókat csatlakoztathatunk hozzá. És ugorjunk a következő lépéshez! De ezt megelőzően álljon meg egy pillanatra, és nézze meg ezt a gyönyörű NYÁK -ot az összes alkatrészével együtt, egyszerűen szeretem, ahogy ezek az elektronikus áramkörök kinéznek! Oké, menjünk tovább:)

8. lépés: Arduino kód

Amikor a pajzs készen áll, minden össze van kötve és összeszerelt, és feltölthetjük a kódot az Arduino -ba. Ebben a lépésben nem kell pajzsot csatlakoztatnia az Arduino -hoz. A programot a csatolt mellékletben találja. Itt egy gyors magyarázat a működésére:

Megkapja az adatokat a soros monitorról (feldolgozási kód), és ha van 1, akkor pontot csinál, ha 0, akkor nem. Minden kapott adat után néhány lépésben mozog. Amikor új vonaljel érkezik, visszatér a kiindulási helyzetbe, mozgassa a papírt az Y tengelyen, és hozzon létre egy új sort. Ez egy nagyon egyszerű program, ha nem érti, hogyan működik, ne aggódjon, csak töltse fel az Arduino -ra, és működni fog!

9. lépés: A kód feldolgozása

A feldolgozó kód beolvassa a képet, és elküldi az adatokat az Arduino -nak. A képnek megfelelő méretűnek kell lennie ahhoz, hogy a papírra kerüljön. Számomra az A4 -es papír maximális mérete körülbelül 80 x 50 pont. Ha fordulatonként változtatja a lépéseket, akkor több pontot kap soronként, de sokkal hosszabb nyomtatási időt is. Ebben a programban nincs sok gomb, nem akartam szépíteni, csak működik. Ha javítani szeretne, tegye meg bátran!

10. lépés: Kezdetben volt egy pont

A Dotter utolsó tesztje!

Pont pont pont…..

Több tucat ponttal később valami baj történt! Pontosan mit? Úgy tűnik, hogy az Arduino alaphelyzetbe állította magát, és elfelejtette a lépések számát. Nagyon jól kezdődött, de valamikor problémánk van. Mi lehet a baj? Két nap hibakeresés után találtam erre megoldást. Egyszerű és nyilvánvaló volt, de az elején nem gondoltam rá. Mi az? A következő lépésben megtudjuk.

11. lépés: A kudarc nem opció, hanem egy folyamat része

Utálom feladni, ezért soha nem teszem. Elkezdtem keresni a megoldást a problémámra. Miközben az utóbbi időben este leválasztottam egy kábelt az Arduino -ról, úgy éreztem, hogy nagyon meleg van. Aztán rájöttem, hogy mi a probléma. Mivel az Y tengelyű motorokat bekapcsolva hagyom (bekapcsolva a motorok tekercsét), az Arduino -n lévő lineáris stabilizátor nagyon felmelegszik a meglehetősen nagy állandó áram miatt. Mi a megoldás erre? Csak kapcsolja ki ezeket a tekercseket, amíg nincs rájuk szükségünk. Szuper egyszerű megoldás erre a problémára, ez nagyszerű, és visszatértem a pályára, hogy befejezzem ezt a projektet!

12. lépés: Győzelem

Ez a győzelem? Végre működik a projektem! Sok időbe telt, de végül elkészült a projektem, úgy működik, ahogy szerettem volna. Most tiszta boldogságot érzek a projekt befejezése miatt! Láthat néhány képet, amit rányomtam! Még sok nyomtatnivaló van, ezért figyelje a frissítéseket.

13. lépés: A vég vagy a kezdet?

Ez az építési utasítás vége, de nem a projekt vége! Ez nyílt forráskódú, mindent, amit itt megosztottam, felhasználhatod ennek a dolognak a felépítéséhez, ha bármilyen frissítést hozzáadsz, bátran oszd meg, de ne felejtsd el linkelni ezt az utasítást, és tudassa velem, hogy javított a projektemen:) jó lesz, ha valaki megcsinálja. Talán egyszer, ha lesz rá időm, javítok rajta, és közzéteszek egy Dotter V2 -t, de most nem vagyok benne biztos.

Ne felejts el követni engem az utasításokban, ha naprakész akarsz lenni a projektjeimmel, feliratkozhatsz a YouTube -csatornámra is, mert írok ide néhány remek videót a készítésről, és nem csak:

goo.gl/x6Y32E

és itt vannak a közösségi média fiókjaim:

Facebook:

Instagram:

Twitter:

Köszönöm szépen, hogy elolvastad, remélem, szép napod lesz!

Boldog alkotást!

P. S.

Ha nagyon tetszik a projektem, szavazz rá a versenyeken: D

Második hely az Epilog Challenge 9 -ben

Második díj az Arduino versenyen 2017