Dotter - ogromen matrični tiskalnik na osnovi Arduino: 13 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Pozdravljeni, dobrodošli v tem navodilu:) Sem Nikodem Bartnik, 18 -letni izdelovalec. V štirih letih izdelave sem naredil veliko stvari, robotov, naprav. Toda ta projekt je verjetno največji, kar zadeva velikost. Prav tako je zelo dobro oblikovan, mislim, da je še nekaj stvari, ki jih je mogoče izboljšati, vendar zame je to super. Ta projekt mi je zelo všeč zaradi njegovega delovanja in tega, kar lahko ustvari (všeč mi je ta slikovna pika/pika, kot je grafika), vendar je v tem projektu veliko več kot le Dotter. Obstaja zgodba o tem, kako mi je uspelo, kako sem dobil idejo zanjo in zakaj je bil neuspeh velik del tega projekta. Si pripravljen? Opozorilo, da je v teh navodilih za branje mogoče veliko prebrati, vendar ne skrbite, tukaj je video o tem (najdete ga lahko tudi zgoraj): POVEZAVA NA VIDEO Začetek!

1. korak: Zgodba o neuspehu: (in kako sem pravzaprav dobil idejo za to

Lahko se vprašate, zakaj zgodba o neuspehu, če moj projekt deluje? Ker na začetku ni bilo Dotterja. Želel sem narediti morda nekoliko podobno stvar, vendar veliko bolj prefinjeno - 3D tiskalnik. Največja razlika med 3D tiskalnikom, ki sem ga želel narediti, in skoraj katerim koli drugim 3D tiskalnikom je bila v tem, da bo namesto standardnih nema17 koračnih motorjev uporabil poceni motorje 28BYJ-48, ki jih lahko kupite za približno 1 USD (ja, en dolar za koračni motor). Seveda sem vedel, da bo šibkejši in manj natančen od standardnih koračnih motorjev (kar zadeva natančnost, ni tako preprosto, saj ima večina motorjev v 3D tiskalnikih 200 korakov na vrtljaj, 28BYJ48 pa približno 2048 korakov na revolucije ali še več je odvisno od tega, kako jih uporabljate, vendar je verjetnost, da bodo ti motorji izgubili korake in prestave v njih niso najboljše, zato je težko reči, ali so bolj ali manj natančni). Ampak verjel sem, da jim bo to uspelo. Takrat lahko rečete, počakajte, da že obstaja 3D -tiskalnik, ki uporablja te motorje, ja, vem, da jih je v resnici celo malo. Prvi je dobro znan, to je Micro by M3D, majhen in res lep 3D tiskalnik (ta preprosta zasnova mi je zelo všeč). Obstaja tudi ToyRep, Cherry in verjetno še veliko več, za kar ne vem. Tiskalnik s temi motorji že obstaja, toda tisto, kar sem hotel narediti drugačen in bolj podoben svojemu, je bila koda. Večina ljudi uporablja nekaj odprtokodnih vdelanih programov za 3D tiskalnike, toda kot veste, če ste videli moj projekt brezpilotnih letal Ludwik, ki temelji na Arduinu, rad počnem stvari od začetka in se tako učim, zato sem želel narediti svojo kodo za ta tiskalnik. Branje in interpretacijo Gcode -a sem že razvil s kartice SD, vrtenje motorjev v skladu z Gcode in Bresenhamovim linijskim algoritmom. Precej velik del kode za ta projekt je bil pripravljen. Toda med testiranjem sem opazil, da se ti motorji zelo pregrevajo in so zelooooo počasni. Ampak še vedno sem želel to narediti, zato sem zanjo oblikoval okvir v Fusion360 (sliko zgoraj najdete). Druga predpostavka v tem projektu je bila uporaba tranzistorjev namesto gonilnika koračnega motorja. Našel sem nekaj prednosti tranzistorjev pred koračnimi gonilniki:

1. So cenejši
2. Težje jih je zlomiti, med gradnjo DIY Arduino Controlled Egg-Bota sem že zlomil nekaj gonilnikov korakov, ker se bo verjetno med vožnjo odklopil motor od gonilnika
3. Gonilnike je preprosto upravljati, za to lahko uporabite manj zatičev, vendar sem hotel uporabiti Atmega32, ima dovolj zatičev za uporabo tranzistorjev, zato zame ni bilo pomembno. (Hotel sem uporabiti atmega32 v projektu 3D tiskalnika, nazadnje v piki ni potrebe po uporabi, zato uporabljam samo Arduino Uno).
4. Sreča je veliko večja, če sami ustvarite koračni gonilnik s tranzistorji, kot pa da ga preprosto kupite.
5. Ko sem izvedel, kako delujejo z eksperimentiranjem, sem v svojih prejšnjih projektih uporabil nekaj tranzistorjev, vendar je praksa popolna in najboljši način za učenje je eksperimentiranje. BTW ni čudno, da ne vemo, kako deluje največji izum na svetu? Tranzistorje uporabljamo vsak dan, vsak jih ima na milijone v žepu in večina ljudi ne ve, kako deluje en sam tranzistor:)

V tem času sem dobil 2 nova 3D tiskalnika in med tiskanjem na njih sem ves čas samo povečeval hitrost tiskanja, da sem tiskal čim hitreje. Začel sem se zavedati, da bo 3D tiskalnik z motorji 28BYJ-48 počasen in verjetno to ni najboljša ideja. Mogoče bi se moral tega zavedati že prej, vendar sem bil tako osredotočen na kodo za ta projekt in se naučil, kako točno delujejo 3D -tiskalniki, da tega nekako nisem mogel videti. Zahvaljujoč stvarem, ki sem se jih naučil z gradnjo te stvari, mi ni žal časa, vloženega v ta projekt.

Odpuščanje zame ni možnost in imam 5 korakov naokoli, zato sem začel razmišljati, kaj lahko storim s temi deli. Med zakopavanjem starih stvari v garderobo sem našel svojo risbo iz osnovne šole, narejeno s tehniko risanja s pikami, imenovano tudi pointilizem (mojo risbo lahko vidite zgoraj). To ni umetniško delo, niti ni dobro:) Ampak všeč mi je bila ta ideja o ustvarjanju podobe iz pik. In tukaj sem pomislil na nekaj, o čemer sem že slišal, na matrični tiskalnik, na Poljskem lahko najdete to vrsto tiskalnikov v vsaki kliniki, kjer oddajajo čuden glasen zvok: D. Nekako očitno se mi je zdelo, da mora biti nekdo, ki je naredil kaj takega, in imel sem prav Robson Couto je že naredil matrični tiskalnik Arduino, toda za to morate najti popolne komponente, ki so lahko težke, vendar smo 2018 in 3D tiskanje postaja vse bolj priljubljeno, zakaj ne bi naredili enostavne replikacije 3D natisnjene, vendar bi bilo vseeno podobno. Zato sem se odločil, da bom velik ali celo OGROMEN! Da bi lahko tiskal na velikem papirju, ki ga lahko kupi vsak - zvitku papirja iz Ikee:) njegove mere: 45 cm x 30 m. Popolno!

Nekaj ur oblikovanja in moj projekt je bil pripravljen za tiskanje, dolg je 60 cm, zato je prevelik za tiskanje na standardnem tiskalniku, zato ga razdelim na manjše kose, ki jih bo zaradi posebnih priključkov enostavno povezati. Poleg tega imamo nosilec za označevalno pero, nekaj jermenic za pas GT2, gumijasta kolesa za držanje papirja (tudi 3D natisnjena s filamentom TPU). Ker pa ne moremo vedno želeti tiskati na tako velikem papirju, sem enega od motorjev osi Y premaknil, tako da ga lahko preprosto prilagodite velikosti papirja. Na osi Y sta dva motorja in eden na osi X, za premikanje peresa gor in dol uporabljam mikro servo. Povezave do modelov in vsega najdete v naslednjih korakih.

Nato sem kot vedno oblikoval tiskano vezje, vendar sem se tokrat namesto domačega odločil, da ga naročim pri profesionalnem proizvajalcu, da ga naredim popolnega, lažje spajkam in samo zato, da prihranim nekaj časa, sem slišal veliko dobrih mnenj o PCBway, zato sem se odločil za to. Ugotovil sem, da imajo program štipendiranja, zahvaljujoč kateremu lahko brezplačno ustvariš svoje deske, svoj projekt naložim na njihovo spletno stran in oni ga sprejmejo! Najlepša hvala PCBwayu, ki je omogočil ta projekt:) Plošče so bile popolne, toda namesto da bi na to ploščo postavil mikrokrmilnik, sem se odločil, da bom naredil Arduino ščit, tako da ga bom lahko preprosto uporabljal, zato je tudi lažje spajkati.

Koda pike je napisana v Arduinu in za pošiljanje ukazov iz računalnika v Dotter sem uporabil Processing.

To je verjetno celotna zgodba o tem, kako se je ta projekt razvil in kako izgleda zdaj, čestitke, če ste prišli tja:)

Ne skrbite, zdaj bo lažje, samo zgradite navodila!

Upam, da vam bo ta zgodba o projektu The Dotter všeč, če je tako, si ne pozabite privoščiti.

*na zgornjih upodobitvah lahko vidite nosilec X z dvema pisaloma, to je bil moj prvi dizajn, vendar sem se odločil, da bom z enim peresom prešel na manjšo različico, da bo lažji. Toda različica z dvema peresnikoma je lahko zanimiva, ker bi lahko naredili pike v različnih barvah, na tiskanem vezju je celo prostor za drugi servo, tako da je pri piki V2 treba razmisliti:)

2. korak: Kaj bomo potrebovali?

Kaj bomo potrebovali za ta projekt, je super vprašanje! Tu je seznam vsega s povezavami, če je mogoče:

1. 3D natisnjeni deli (povezave do modelov v naslednjem koraku)
2. Arduino GearBest | BangGood
3. 28BYJ48 koračni motorji (od tega 3) GearBest | BangGood
4. Mikro servo motor GearBest | BangGood
5. Pas GT2 (približno 1,5 metra) GearBest | BangGood
6. Kabli GearBest | BangGood
7. Ležaj GearBest | BangGood
8. Dve aluminijasti palici dolgi približno 60 cm

9. Za izdelavo tiskanega vezja:

   1. Očitno PCB (lahko jih naročite, naredite sami ali kupite pri meni, nekaj plošč je naokoli, ki jih lahko kupite tukaj:
   2. Tranzistorji BC639 ali podobni (8 od njih) GearBest | BangGood
   3. Usmerjevalna dioda (8 od njih) GearBest | BangGood
   4. LED zelena in rdeča GearBest | BangGood
   5. Nekateri odcepljeni naslovi GearBest | BangGood
   6. Arduino komplet glav zložljivih glav GearBest | BangGood
   7. Nekateri upori GearBest | BangGood

Verjetno vam je najtežje priti 3D -tiskani deli, vprašajte prijatelje, v šoli ali v knjižnici, morda imajo 3D -tiskalnik. Če ga želite kupiti, vam lahko priporočim CR10 (povezava za nakup), CR10 mini (povezava za nakup) ali Anet A8 (povezava za nakup).

3. korak: Čim večji, čim preprostejši (3D modeli)

Kot sem rekel, da je velik del tega projekta velikost, sem ga želel narediti velikega in hkrati ostati preprost. Zaradi tega preživim veliko časa v Fusion360, na srečo je ta program neverjetno prijazen do uporabnika in ga zelo rad uporabljam, zato zame ni bilo nič posebnega. Za namestitev na večino 3D tiskalnikov sem razdelil glavni okvir na 4 dele, ki jih je mogoče enostavno povezati s posebnimi priključki.

Jermenice za jermene GT2 so bile oblikovane s tem orodjem (super je, preverite):

Dodala sem datoteke DXF teh dveh jermenic samo za vašo referenco, da jih ne potrebujete za ta projekt.

Noben od teh modelov ne potrebuje opore, jermenice imajo vgrajene opore, ker bi bilo nemogoče odstraniti nosilce iz notranjosti škripca. Tiskanje teh modelov je precej preprosto, vendar traja nekaj časa, ker so precej veliki.

Kolesa, ki premikajo papir, je treba natisniti s fleksibilno nitjo, da bo to bolje. Za to kolo sem naredil platišče, ki ga je treba natisniti s PLA in na to kolo lahko postavite gumijasto kolo.

4. korak: Sestavljanje

To je enostaven, a tudi zelo prijeten korak. Vse, kar morate storiti, je, da vse 3D -tiskane dele povežete skupaj, postavite motorje in servo. Na koncu morate v 3D natisnjen okvir postaviti aluminijaste palice z nosilcem.

Natisnil sem vijak na hrbtni strani nosilca motorja Y, ki je premičen, da ga drži na mestu, vendar se je izkazalo, da je spodnji del okvirja premehek in se upogne, ko privijete vijak. Zato namesto tega vijaka uporabljam gumijasti trak, da ta del držim na mestu. To ni najbolj profesionalen način, ampak vsaj deluje:)

Vidite lahko velikost peresa, ki sem ga uporabil za ta projekt (ali je morda bolj kot marker). Uporabite enako velikost ali čim bližje, da bo popolnoma delovala z nosilcem X. Na peresnik morate namestiti tudi ovratnik, da ga lahko servo premika gor in dol, popravite ga lahko tako, da privijete vijak na strani.

Ni veliko za razlagati, zato si oglejte zgornje fotografije in če morate vedeti kaj več, pustite komentar spodaj!

5. korak: Elektronska shema

Zgoraj lahko najdete elektronsko shemo za ta projekt, če želite kupiti tiskano vezje ali ga narediti, tako da vam ni treba skrbeti za shemo, če jo želite povezati na mizo, lahko to storite s to shemo. Nosila sem vas, da bo na tej plošči precej neurejeno, veliko je povezav in majhnih komponent, zato je uporaba tiskanega vezja, če lahko, veliko boljša možnost. Če imate težave s tiskanim vezjem ali vaš projekt ne deluje, ga lahko odpravite s to shemo. Datoteko. SCH najdete v naslednjem koraku.

6. korak: PCB kot profesionalec

To je zame verjetno najboljši del tega projekta. Doma sem izdelal veliko PCB -jev, vendar jih nikoli nisem poskusil naročiti pri profesionalnem proizvajalcu. Odlična odločitev, prihrani veliko časa, te plošče pa so veliko boljše, imajo spajkalno masko, jih je lažje spajkati, videti bolje in če želite narediti nekaj, kar želite prodati, ni možnosti, da bo izdeloval PCB doma, zato sem korak bližje ustvarjanju nečesa, kar bom lahko izdeloval v prihodnosti, vsaj vem, kako narediti in naročiti PCB. Zgoraj lahko uživate v čudovitih fotografijah teh plošč, tukaj pa je povezava do PCBWay.com

Imam nekaj rezervnih plošč, zato, če jih želite kupiti pri meni, jih lahko kupite na tindie:

7. korak: Spajkanje, povezovanje …

Imamo odlično tiskano vezje, vendar moramo za njegovo delovanje spajkati komponente. Ne skrbite, to je zelo enostavno! Uporabil sem samo komponente THT, zato ni nobenega super natančnega spajkanja. Sestavni deli so veliki in jih je enostavno spajkati. Prav tako jih je enostavno kupiti v kateri koli elektronski trgovini. Ker je to tiskano vezje samo ščit, ki ga ni treba spajkati z mikrokrmilnikom, ga bomo samo povezali z Arduino ploščo.

Če ne želite izdelati tiskanega vezja, lahko zgoraj najdete shemo z vsemi povezavami. Ne priporočam, da tega povežete na mizo, videti bo res grdo, veliko je kablov. PCB je veliko bolj profesionalen in varnejši način za to. Če pa nimate druge možnosti, je bolje, da se povežete na mizo, kot da se sploh ne povežete.

Ko so vse komponente spajkane na tiskano vezje, lahko nanj priključimo motorje in servo. In pojdimo na naslednji korak! Pred tem pa se ustavite za trenutek in si oglejte to čudovito tiskano vezje z vsemi komponentami, zelo mi je všeč, kako izgledajo ta elektronska vezja! Ok, gremo naprej:)

8. korak: Arduino koda

Ko je ščit pripravljen, je vse povezano in sestavljeno, lahko kodo naložimo v Arduino. Na tem koraku vam ni treba priključiti ščita na Arduino. Program najdete v priponki spodaj. Tukaj je hitra razlaga, kako deluje:

Podatke dobiva iz serijskega monitorja (koda za obdelavo) in kadar koli je 1, naredi piko, ko je 0, pa ne. Po vsakem prejetem podatku se premakne za nekaj korakov. Ko je sprejet nov linijski signal, se vrne v začetni položaj, premaknite papir po osi Y in naredite novo črto. To je zelo preprost program, če ne razumete, kako deluje, ne skrbite, samo naložite ga v svoj Arduino in delovalo bo!

9. korak: Obdelava kode

Koda za obdelavo prebere sliko in podatke pošlje v Arduino. Slika mora biti določene velikosti, da je na papirju. Zame je največja velikost papirja A4 približno 80 pik x 50 pik Če spremenite korake na vrtljaj, boste dobili več pik na vrstico, pa tudi veliko daljši čas tiskanja. V tem programu ni veliko gumbov, nisem ga želel polepšati, samo deluje. Če ga želite izboljšati, to storite!

10. korak: Na začetku je bila pika

Zadnji test Dotterja!

Pika, pika, pika ….

Na desetine pik kasneje je šlo nekaj narobe! Kaj natanko? Zdi se, da se je Arduino ponastavil in pozabil na število korakov. Začelo se je zelo dobro, a na neki točki imamo težavo. Kaj je lahko narobe? Dva dni kasneje sem našel rešitev za to. Bilo je preprosto in očitno, vendar na začetku nisem razmišljal o tem. Kaj je to? V naslednjem koraku bomo vedeli.

11. korak: Napaka ni možnost, je del procesa

Sovražim obupati, zato tega nikoli ne počnem. Začel sem iskati rešitev za svojo težavo. Ko sem pred kratkim ponoči odklopil kabel z Arduina, se mi je zdelo, da je res vroče. Potem sem spoznal, v čem je problem. Ker pustim vklopljene motorje osi Y (na tuljavi teh motorjev), se linearni stabilizator na mojem Arduinu zaradi zelo velikega konstantnega toka zelo segreje. Kaj je rešitev za to? Samo izklopite tuljave, ko jih ne potrebujemo. Super preprosta rešitev za to težavo, to je super in spet sem na poti, da dokončam ta projekt!

12. korak: Zmaga

Je to zmaga? Moj projekt končno deluje! Vzelo mi je veliko časa, a končno je moj projekt pripravljen, deluje tako, kot sem si želel. Zdaj čutim čisto srečo zaradi zaključka tega projekta! Nekaj slik, ki sem jih natisnil, si lahko ogledate! Natisniti je treba še veliko več, zato spremljajte posodobitve.

Korak 13: Konec ali začetek?

To je konec gradbenih navodil, vendar ne konec tega projekta! Je odprtokodna koda, vse kar sem dal v skupno rabo tukaj, lahko uporabite za izdelavo te stvari. Če boste dodali kakšno nadgradnjo, jih delite, vendar ne pozabite dati povezave do tega navodila, prav tako mi sporočite, da ste izboljšali moj projekt:) To super bo, če bo kdo to naredil. Mogoče ga bom nekoč, če bom našel čas, izboljšal in objavil Dotter V2, vendar trenutno nisem prepričan.

Ne pozabite me spremljati na navodilih, če želite biti na tekočem z mojimi projekti, lahko se naročite tudi na moj YouTube kanal, ker tukaj objavljam nekaj kul videoposnetkov o ustvarjanju in ne samo:

goo.gl/x6Y32E

in tukaj so moji računi v družabnih medijih:

Facebook:

Instagram:

Twitter:

Najlepša hvala za branje, upam, da imate lep dan!

Veselo izdelavo!

P. S.

Če vam je moj projekt res všeč, ga glasujte na natečajih: D

Drugo mesto na Epilog Challengeu 9

Druga nagrada na tekmovanju Arduino 2017