Dotter - milzīgs uz Arduino balstīts punktu matricas printeris: 13 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Sveiki, laipni lūdzam šajā pamācībā:) Es esmu Nikodems Bartniks, 18 gadus vecs veidotājs. Savos četros izgatavošanas gados es izveidoju daudzas lietas, robotus, ierīces. Bet šis projekts, iespējams, ir lielākais attiecībā uz izmēru. Manuprāt, tas ir arī ļoti labi izstrādāts, protams, vēl ir lietas, kuras var uzlabot, bet man tas ir lieliski. Man ļoti patīk šis projekts, pateicoties tam, kā tas darbojas un ko tas var radīt (man patīk šis pikselis/punkts, piemēram, grafika), taču šajā projektā ir daudz vairāk nekā tikai Dotter. Ir stāsts par to, kā es to izveidoju, kā man radās ideja par to un kāpēc neveiksme bija liela daļa no šī projekta. Vai tu esi gatavs? Brīdinājums: šajā pamācībā var būt daudz lasāmā, taču neuztraucieties, šeit ir video par to (to varat atrast arī iepriekš): SAITE UZ VIDEOLet sākumu!

1. solis: neveiksmes stāsts: (un kā es patiesībā radīju ideju par to

Jūs varētu jautāt, kāpēc stāsts par neveiksmi, ja mans projekts darbojas? Jo sākumā nebija Dottera. Es gribēju izveidot varbūt mazliet līdzīgu, bet daudz sarežģītāku lietu - 3D printeri. Lielākā atšķirība starp 3D printeri, kuru es gribēju izgatavot, un gandrīz jebkuru citu 3D printeri bija tas, ka standarta nema17 soļu motoru vietā tas izmantos lētus 28BYJ-48 motorus, kurus varat iegādāties par aptuveni 1 USD (jā viens dolārs par pakāpju motoru). Protams, es zināju, ka tas būs vājāks un mazāk precīzs nekā standarta soļu motori (ja runa ir par precizitāti, tas nav tik vienkārši, jo lielākajai daļai 3D printeru motoru ir 200 soļi vienā apgriezienā, un 28BYJ48 ir aptuveni 2048 soļi uz vienu revolūcija vai pat vairāk ir atkarīga no tā, kā jūs tos izmantojat, taču šie motori, visticamāk, zaudēs soļus, un pārnesumi iekšpusē nav tie labākie, tāpēc ir grūti pateikt, vai tie ir vairāk vai mazāk precīzi). Bet es ticēju, ka viņi to darīs. Un tajā brīdī jūs varat teikt, pagaidiet, ka jau ir 3D printeris, kas izmanto šos motorus, jā, es zinu, ka patiesībā to ir pat maz. Pirmais ir labi zināms, tas ir Micro by M3D, mazs un patiešām skaists 3D printeris (man vienkārši patīk šis vienkāršais dizains). Ir arī ToyRep, Cherry un, iespējams, daudz kas cits, par ko es nezinu. Tātad printeris ar šiem motoriem jau pastāv, bet es gribēju padarīt atšķirīgu un līdzīgāku manam veidam. Lielākā daļa cilvēku 3D printeriem izmanto kādu atvērtā pirmkoda programmaparatūru, bet, kā jūs zināt, ja redzējāt manu uz Arduino balstīto Ludwik bezpilota lidaparāta projektu, man patīk darīt lietas no nulles un mācīties no tā, tāpēc es vēlējos izveidot savu šī printera kodu. Es jau izstrādāju Gcode lasīšanu un interpretēšanu no SD kartes, pagriežot motorus pēc Gcode un Bresenham līnijas algoritma. Diezgan liela šī projekta koda daļa bija gatava. Bet, pārbaudot to, es pamanīju, ka šie motori ļoti pārkarst un ir ļoti lēni. Bet es joprojām gribēju to izveidot, tāpēc es tam izveidoju rāmi Fusion360 (tā attēlu varat atrast iepriekš). Vēl viens pieņēmums šajā projektā bija izmantot tranzistorus, nevis pakāpju motora draiveri. Es atklāju dažas tranzistoru priekšrocības salīdzinājumā ar pakāpju draiveriem:

1. Tie ir lētāki
2. Ir grūtāk tos salauzt, es jau salauzu dažus pakāpienu draiverus, veidojot DIY Arduino kontrolētu olu bot, jo, atvienojot motoru no vadītāja, braucot, tas, iespējams, salūzīs
3. Draiverus ir vienkārši kontrolēt, tam varat izmantot mazāk tapas, bet es gribēju izmantot Atmega32, tajā ir pietiekami daudz tapu, lai izmantotu tranzistorus, tāpēc man tas nebija svarīgi. (Es gribēju izmantot atmega32 3D printera projektā, beidzot dotterā tas nav jāizmanto, tāpēc es izmantoju tikai Arduino Uno).
4. Laime ir daudz lielāka, ja pats izveidojat stepper draiveri ar tranzistoriem, nevis vienkārši to pērkat.
5. Uzzinot, kā tie darbojas, eksperimentējot, es savos iepriekšējos projektos izmantoju dažus tranzistorus, taču prakse padara perfektu, un labākais veids, kā mācīties, ir eksperimentēt. BTW nav tik dīvaini, ka mēs nezinām, kā darbojas pasaules lielākais izgudrojums? Mēs katru dienu izmantojam tranzistorus, katram kabatā ir miljoniem, un lielākā daļa cilvēku nezina, kā darbojas viens tranzistors:)

Šajā laikā es ieguvu 2 jaunus 3D printerus, un, drukājot uz tiem, es visu laiku palielināju drukāšanas ātrumu, lai izdrukas izdotos pēc iespējas ātrāk. Es sāku saprast, ka 3D printeris ar 28BYJ-48 motoriem būs lēns un, iespējams, nav labākā ideja. Varbūt man vajadzētu to saprast agrāk, bet es biju tik ļoti koncentrējusies uz šī projekta kodu un uzzināju, kā tieši darbojas 3D printeri, ka es to kaut kā nevarēju redzēt. Pateicoties lietām, ko es uzzināju, veidojot šo lietu, es nenožēloju šajā projektā ieguldīto laiku.

Atteikšanās man nav risinājums, un man ir pieci stepi, tāpēc es sāku domāt, ko ar šīm daļām darīt. Apglabājot vecās lietas savā drēbju skapī, es atradu savu zīmējumu no pamatskolas, kas izgatavots, izmantojot punktveida zīmēšanas tehniku, ko sauc arī par Pointillismu (manu zīmējumu varat redzēt iepriekš). Tas nav mākslas darbs, tas pat nav labi:) Bet man patika šī ideja izveidot attēlu no punktiem. Un šeit es domāju par kaut ko, par ko esmu dzirdējis iepriekš, punktmatricas printeri, Polijā šāda veida printeri var atrast katrā klīnikā, kurā viņi rada dīvainu skaļu skaņu: D. Man bija acīmredzami, ka ir jābūt kādam, kas ir uztaisījis kaut ko līdzīgu, un man bija taisnība, Robsons Kouto jau ir izveidojis Arduino punktu matricas printeri, taču, lai to panāktu, jums ir jāatrod perfektas sastāvdaļas, kas var būt grūti, bet mēs ir 2018. gads, un 3D drukāšana kļūst arvien populārāka, tad kāpēc neveidot viegli atkārtojamu 3D drukātu versiju, taču tā joprojām būtu līdzīga. Tāpēc es nolēmu to padarīt lielu vai pat milzīgu! Lai varētu drukāt uz liela papīra, ko ikviens var nopirkt - papīra rullītis no Ikea:) tā izmēri: 45cm x 30m. Perfekti!

Dažas projektēšanas stundas, un mans projekts bija gatavs drukāšanai, tas ir 60 cm garš, tāpēc ir pārāk liels, lai drukātu ar standarta printeri, tāpēc es to sadalīšu mazākos gabalos, kurus, pateicoties īpašiem savienotājiem, būs viegli savienot. Turklāt mums ir karote marķiera pildspalvai, daži skriemeļi GT2 jostai, gumijas riteņi papīra turēšanai (arī 3D drukāts ar TPU kvēldiegu). Bet, tā kā mēs ne vienmēr varam vēlēties drukāt uz tik liela papīra, es padarīju vienu no Y ass motoriem kustīgu, lai jūs varētu to viegli pielāgot papīra izmēram. Ir divi motori uz Y ass un viens uz X ass, lai pārvietotu pildspalvu uz augšu un uz leju, es izmantoju mikro servo. Turpmākajās darbībās varat atrast saites uz modeļiem un visu.

Tad es, kā vienmēr, izstrādāju PCB, bet šoreiz tā vietā, lai gatavotu mājās, es nolēmu to pasūtīt pie profesionāla ražotāja, lai padarītu to perfektu, vieglāk pielodējamu un vienkārši ietaupītu laiku, es dzirdēju daudz labu viedokļu par PCBway, tāpēc es nolēmu iet ar to. Es atklāju, ka viņiem ir stipendiju programma, pateicoties kurai jūs varat izveidot savus dēļus bez maksas, es augšupielādēju savu projektu viņu vietnē un viņi to pieņem! Liels paldies PCBway, ka padarījāt šo projektu iespējamu:) Dēļi bija ideāli, bet tā vietā, lai uz tāfeles ievietotu mikrokontrolleru, es nolēmu izveidot Arduino vairogu, lai es varētu to vienkārši izmantot, tāpēc ir arī vieglāk lodēt..

Dottera kods ir rakstīts Arduino valodā, un komandu nosūtīšanai no datora uz Dotter es izmantoju apstrādi.

Tas, iespējams, ir viss stāsts par to, kā šis projekts attīstās un kā tas izskatās tagad, apsveicu, ja jūs tur nokļuvāt:)

Neuztraucieties, tagad būs vieglāk, vienkārši izveidojiet instrukcijas!

Es ceru, ka jums patiks šis The Dotter projekta stāsts, ja tā, tad neaizmirstiet to iepriecināt.

*uz iepriekš redzamajiem apmetumiem var redzēt X ratiņus ar 2 pildspalvām, tas bija mans pirmais dizains, bet es nolēmu pāriet uz mazāku versiju ar vienu pildspalvu, lai padarītu to vieglāku. Bet versija ar 2 pildspalvām var būt interesanta, jo jūs varētu izveidot punktus dažādās krāsās, PCB ir pat vieta otrajam servo, tāpēc tas ir jāņem vērā dotter V2:)

2. solis: kas mums būs vajadzīgs?

Kas mums būs vajadzīgs šim projektam, tas ir lielisks jautājums! Šeit ir viss saraksts ar saitēm, ja iespējams:

1. 3D drukātas detaļas (saites uz modeļiem nākamajā solī)
2. Arduino GearBest | BangGood
3. 28BYJ48 soļu motori (3 no tiem) GearBest | BangGood
4. Mikro servomotors GearBest | BangGood
5. GT2 josta (apmēram 1,5 metri) GearBest | BangGood
6. Kabeļi GearBest | BangGood
7. Gultnis GearBest | BangGood
8. Divi alumīnija stieņi apmēram 60 cm gari

9. Lai izveidotu PCB:

   1. Acīmredzot PCB (jūs varat pasūtīt, izgatavot tos pats vai nopirkt pie manis, man ir daži dēļi, kurus varat novietot šeit:
   2. Tranzistori BC639 vai līdzīgi (8 no tiem) GearBest | BangGood
   3. Taisngriežu diode (8 no tām) GearBest | BangGood
   4. LED zaļā un sarkanā krāsā GearBest | BangGood
   5. Daži pārtrauc galvenes GearBest | BangGood
   6. Arduino sakraujams galvenes komplekts GearBest | BangGood
   7. Daži GearBest rezistori | BangGood

Iespējams, visgrūtāk ir iegūt 3D drukātas detaļas, jautājiet draugiem, skolā vai bibliotēkā, iespējams, ka viņiem ir 3D printeris. Ja vēlaties to iegādāties, es varu ieteikt jums CR10 (saite uz pirkumu), CR10 mini (saite uz pirkumu) vai Anet A8 (saite uz pirkšanu).

3. darbība. Cik liels es varu, cik vienkāršs es varu (3D modeļi)

Kā jau teicu, liela daļa no šī projekta bija izmērs, es gribēju to padarīt lielu un vienlaikus vienkāršu. Lai tas būtu šādā veidā, es daudz laika pavadu Fusion360, par laimi šī programma ir pārsteidzoši lietotājam draudzīga, un man patīk to izmantot, tāpēc man tas nebija liels darījums. Lai ietilptu lielākajā daļā 3D printeru, es sadalīju galveno rāmi 4 daļās, kuras var viegli savienot, pateicoties īpašiem savienotājiem.

Ar šo rīku tika izstrādāti skriemeļi GT2 jostām (tas ir forši, pārbaudiet to):

Es pievienoju šo divu skriemeļu DXF failus tikai jūsu atsaucei, un tie nav nepieciešami šī projekta veikšanai.

Nevienam no šiem modeļiem nav nepieciešami balsti, skriemeļiem ir iebūvēti balsti, jo nebūtu iespējams noņemt balstus no skriemeļa iekšpuses. Šos modeļus ir diezgan viegli izdrukāt, taču tas prasa zināmu laiku, jo tie ir diezgan lieli.

Riteņi, kas pārvieto papīru, ir jādrukā ar elastīgu pavedienu, lai tas būtu labāk. Šim ritenim es uztaisīju loka, kuru vajadzētu uzdrukāt ar PLA un uz šī riteņa var likt gumijas riteni.

4. solis: salikšana

Tas ir viegls, bet arī ļoti patīkams solis. Viss, kas jums jādara, ir savienot visas 3D drukātās detaļas kopā, novietot motorus un servo vietā. Beigās jums jāievieto alumīnija stieņi 3D drukātajā rāmī ar ratiņiem uz tā.

Y motora turētāja aizmugurē es iespiedu skrūvi, kas ir pārvietojama, lai to noturētu vietā, bet izrādās, ka rāmja apakšdaļa ir pārāk mīksta un, saliekot skrūvi, tā saliecas. Tāpēc šīs skrūves vietā es izmantoju gumiju, lai noturētu šo daļu vietā. Tas nav profesionālākais veids, kā to izdarīt, bet vismaz tas darbojas:)

Jūs varat redzēt pildspalvas izmēru, ko izmantoju šim projektam (vai varbūt tas vairāk atgādina marķieri). Jums vajadzētu izmantot tādu pašu izmēru vai pēc iespējas tuvāk, lai tas lieliski darbotos ar X ratiņiem. Uz pildspalvas ir jāuzstāda arī apkakle, lai servo varētu to pārvietot uz augšu un uz leju, jūs varat to salabot, pievelkot skrūvi sānos.

Nav daudz ko izskaidrot, tāpēc vienkārši apskatiet iepriekš redzamos fotoattēlus un, ja jums ir jāzina kaut kas vairāk, atstājiet komentāru zemāk!

5. darbība: elektroniskā shēma

Iepriekš jūs varat atrast šī projekta elektronisko shēmu, ja vēlaties iegādāties PCB vai izgatavot to, jums nav jāuztraucas par shēmu; ja vēlaties to savienot ar maizes dēli, varat izmantot šo shēmu. Es valkāju jūs, ka šajā maizes plāksnē tas būs diezgan netīrs, ir daudz savienojumu un mazu sastāvdaļu, tāpēc, ja varat, PCB izmantošana ir daudz labāka izvēle. Ja jums ir kādas problēmas ar PCB vai jūsu projekts nedarbojas, varat to novērst, izmantojot šo shēmu.. SCH failu varat atrast nākamajā darbībā.

6. solis: PCB kā profesionāls

Tā, iespējams, man ir labākā šī projekta daļa. Es mājās gatavoju daudz PCB, bet nekad nemēģināju to pasūtīt profesionālā ražotājā. Tas bija lielisks lēmums, tas ietaupa daudz laika, un šie dēļi ir tikai daudz labāki, tiem ir lodēšanas maska, tie ir vieglāk lodējami, izskatās labāk un, ja vēlaties izgatavot kaut ko, ko vēlaties pārdot, jūs nevarat izgatavos PCB mājās, tāpēc esmu soli tuvāk, lai radītu kaut ko tādu, ko varēšu ražot nākotnē, vismaz zinu, kā izgatavot un pasūtīt PCB. Jūs varat baudīt skaistas šo dēļu fotogrāfijas, un šeit ir saite uz PCBWay.com

Man ir daži rezerves dēļi, tāpēc, ja vēlaties tos iegādāties no manis, varat tos iegādāties vietnē tindie:

7. solis: lodēšana, savienošana…

Mums ir lielisks PCB, bet, lai tas darbotos, mums ir jāpielodē komponenti. Neuztraucieties, tas ir ļoti vienkārši! Es izmantoju tikai THT komponentus, tāpēc nav super precīzi lodēšanas. Sastāvdaļas ir lielas un viegli lodējamas. Tos ir arī viegli iegādāties jebkurā elektroniskajā veikalā. Tā kā šī PCB ir tikai vairogs, jums nav jālodē mikrokontrolleris, mēs vienkārši savienosim vairogu ar Arduino plati.

Ja nevēlaties izveidot PCB, iepriekš varat atrast shematisku ar visiem savienojumiem. Es neiesaku to savienot uz maizes dēļa, tas izskatīsies patiešām netīrs, ir daudz kabeļu. PCB ir daudz profesionālāks un drošāks veids, kā to izdarīt. Bet, ja jums nav citas iespējas, labāk ir izveidot savienojumu ar maizes dēli nekā vispār nepievienoties.

Kad visas sastāvdaļas ir pielodētas uz PCB, mēs varam tam pievienot motorus un servo. Un pāriesim uz nākamo soli! Bet pirms tam apstājieties uz brīdi un apskatiet šo skaisto PCB ar visām tajā esošajām sastāvdaļām, man vienkārši patīk, kā šīs elektroniskās shēmas izskatās! Labi, ejam tālāk:)

8. solis: Arduino kods

Kad vairogs ir gatavs, viss ir savienots un salikts, mēs varam augšupielādēt kodu Arduino. Šajā solī jums nav jāpievieno vairogs Arduino. Programmu varat atrast zemāk esošajā pielikumā. Šeit ir īss skaidrojums, kā tas darbojas:

Tas iegūst datus no sērijveida monitora (apstrādes kods), un, ja ir 1, tas veido punktu, ja ir 0, tas nenotiek. Pēc katra saņemtajiem datiem tas tiek pārvietots uz dažām darbībām. Kad tiek saņemts jauns līnijas signāls, tas atgriežas sākuma stāvoklī, pārvietojiet papīru Y asī un izveidojiet jaunu līniju. Tā ir ļoti vienkārša programma, ja nesaprotat, kā tā darbojas, neuztraucieties, vienkārši augšupielādējiet to savā Arduino, un tā darbosies!

9. darbība. Koda apstrāde

Apstrādes kods nolasa attēlu un nosūta datus uz Arduino. Attēlam jābūt noteiktā izmērā, lai to varētu uzlikt uz papīra. Man A4 formāta papīra maksimālais izmērs ir aptuveni 80 x 50 punkti. Ja maināt soļus vienā apgriezienā, jūs iegūsit vairāk punktu vienā rindā, bet arī daudz lielāku drukāšanas laiku. Šajā programmā nav daudz pogu, es negribēju to padarīt skaistu, tā vienkārši darbojas. Ja vēlaties to uzlabot, jūtieties brīvi to darīt!

10. solis: sākumā bija punkts

Pēdējais Dotter tests!

Punkts, punkts, punkts ….

Desmitiem punktu vēlāk kaut kas nogāja greizi! Kas tieši? Šķiet, ka Arduino atiestata sevi un aizmirsa savu darbību skaitu. Tas sākās ļoti labi, bet kādā brīdī mums ir problēma. Kas var būt nepareizi? Divas dienas pēc atkļūdošanas es atradu risinājumu. Tas bija vienkārši un acīmredzami, bet sākumā par to nedomāju. Kas tas ir? Mēs uzzināsim nākamajā solī.

11. darbība. Neveiksme nav risinājums, tā ir daļa no procesa

Es ienīstu padoties, tāpēc es to nekad nedaru. Es sāku meklēt risinājumu savai problēmai. Nesen naktī atvienojot kabeli no sava Arduino, es jutu, ka tas ir patiešām karsts. Tad es sapratu, kas ir problēma. Tā kā es atstāju ieslēgtus Y ass motorus (ieslēgtu šo motoru spoli) lineārais stabilizators manā Arduino kļūst ļoti karsts diezgan lielas pastāvīgas strāvas dēļ. Kāds tam risinājums? Vienkārši izslēdziet šīs spoles, kamēr mums tās nav vajadzīgas. Ļoti vienkāršs risinājums šai problēmai, tas ir lieliski, un es esmu atpakaļ uz pareizā ceļa, lai pabeigtu šo projektu!

12. solis: uzvara

Vai tā ir uzvara? Mans projekts beidzot strādā! Tas aizņēma daudz laika, bet beidzot mans projekts ir gatavs, tas darbojas tieši tā, kā es gribēju. Tagad es izjūtu tīru laimi šī projekta pabeigšanas dēļ! Jūs varat redzēt dažus attēlus, kurus es uz tā iespiedu! Ir daudz ko drukāt, tāpēc sekojiet līdzi, lai redzētu dažus tā atjauninājumus.

13. solis: beigas vai sākums?

Tas ir būvēšanas instrukcijas beigas, bet ne šī projekta beigas! Tas ir atvērtā koda, visu, ko es šeit kopīgoju, varat izmantot, lai izveidotu šo lietu, ja pievienosit jauninājumus, lūdzu, kopīgojiet tos, bet atcerieties ievietot saiti uz šo pamācību, ļaujiet man zināt, ka esat uzlabojis manu projektu:) Tas būs forši, ja kāds to darīs. Varbūt kādreiz, ja atradīšu tam laiku, es to uzlabošu un ievietošu Dotter V2, taču šobrīd es neesmu pārliecināts.

Neaizmirstiet sekot man pamācībās, ja vēlaties būt informēts par maniem projektiem, varat arī abonēt manu YouTube kanālu, jo es šeit ievietoju dažus foršus videoklipus par to veidošanu un ne tikai:

goo.gl/x6Y32E

un šeit ir mani sociālo mediju konti:

Facebook:

Instagram:

Twitter:

Liels paldies, ka lasījāt, es ceru, ka jums būs lieliska diena!

Laimīgu veidošanu!

P. S.

Ja jums patiešām patīk mans projekts, lūdzu, balsojiet par to konkursos: D

Otrā vieta Epilog Challenge 9

Otrā balva Arduino konkursā 2017