PrintBot: 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

PrintBot ir iRobotCreate uzstādīts punktu matricas printeris. PrintBot drukā, izmantojot talku, uz jebkuras zemes virsmas. Robota izmantošana bāzei ļauj robotam izdrukāt praktiski neierobežotu izmēru. Padomājiet par futbola laukumiem vai basketbola laukumiem. Varbūt sāncenšiem nāktos nākt klajā ar šo pateicības nedēļas nogali. robots arī nodrošina printera mobilitāti, ļaujot tam doties uz drukāšanas vietu un pēc tam pāriet uz citu. Ir iekļauts bezvadu savienojums, tāpēc ir iespējama arī tālvadība. Ietves māksla un reklāma ir arī šīs ierīces mērķa tirgus.

1. darbība: izveidojiet IRobot

IRobot Create ir ļoti līdzīgs iRobot Roomba, taču bez iekšējā vakuuma. Tas ļauj mums pievienot lielāku lietderīgo slodzi un nodrošina ērtus montāžas caurumus. iRobot arī izveidošanai nodrošina pilnu programmēšanas saskarni, kas padara robota vadību ļoti vienkāršu. Saskarne ir vienkāršs komandu un parametru kopums, kas tiek nosūtīts robotam sērijveidā. Lai iegūtu vairāk informācijas, izlasiet Atvērtās saskarnes specifikācijas. Vienkāršai lietošanai mums vajadzēja tikai dažas komandas. Pēc inicializācijas jānosūta komanda 128, lai pateiktu robotam sākt pieņemt ārējo vadību. Tālāk ir jāizvēlas režīms. Pilnīgai kontrolei mēs nosūtām komandu 132 uz Izveidot. Ņemiet vērā, ka visi dati ir jānosūta izveidei kā veseli skaitļi, nevis parasts ascii teksts. Katrs komandas opkods ir viens baits, šī baita vērtība ir vesela skaitļa vērtība 128 vai kāda cita. Ja pārsūtītu ascii vai ansi tekstu, katra 128 rakstzīme būtu baits. Pārbaudei vai kontrolei, izmantojot datoru, mēs iesakām Realterm, jo tas visu padara ļoti vienkāršu. Jums arī būs jāiestata Baud likme uz 57600, kā norādīts Open Interface dokumentācijā. Tagad, kad ir izveidota izveide, mēs izmantojam komandu 137, lai virzītu robotu uz priekšu. Gaidīšanas attālums, 156 tiek izmantots, lai apturētu robotu pēc noteikta attāluma. Skripta komandas 152 un 153 saliek visu kopā un izveido vienkāršu skriptu, ko var palaist atkal un atkal. IRobot pārdod to, ko viņi sauc par komandu moduli, kas būtībā ir programmējams mikrokontrolleris un daži seriālie porti, kurus varat izmantot, lai kontrolētu izveidi. Tā vietā mēs izmantojām programmējamu Cypress System-on-a-Chip (PSoC) kopā ar ļoti mazu x86 datoru, ko sauc par eBox 2300. Robotam ir 18 V akumulators, ko mēs izmantosim, lai darbinātu visas mūsu perifērijas ierīces.

2. darbība: printera demontāža un motora vadība

Printera un drukas galviņas stiprinājuma horizontālajai kustībai mēs izmantojām veco Epson tintes strūklas printeri. Pirmā lieta, kas jādara, bija rūpīgi izjaukt printeri. Tam bija jānoņem visas nebūtiskās sastāvdaļas, līdz palika tikai sliežu mezgls, motors, drukas galviņas turētājs un piedziņas siksna. Uzmanieties, lai nesalauztu šo jostu vai tās piedziņas motoru. Var būt arī gudrāk izbāzt ar voltmetru, pirms izjaucat visus barošanas blokus, taču mēs bijām par to pārāk satraukti. Ņemiet vērā, ka jums nav nepieciešams neviens lapas padeves komplekts, faktiskās drukas galviņas vai kasetnes vai shēmas plates. Kad viss ir izjaukts, mums ir jāizdomā, kā vadīt šo motoru. Tā kā pirms visu testēšanas mēs visu saplēšām, mums bija jāatrod pareizais spriegums motora barošanai. Jūs varat mēģināt tiešsaistē atrast motora specifikācijas, ja atrodat modeļa numuru, bet, ja tā nav, pievienojiet to līdzstrāvas avotam un lēnām palieliniet motora spriegumu. Mums paveicās un atklājām, ka mūsu motors var darboties ar 12–42 V spriegumu, taču, lai pārliecinātos, mēs to pārbaudījām manuāli, kā aprakstīts. Mēs ātri atklājām, ka pat pie 12 V motors darbosies pārāk ātri. Šeit risinājums ir izmantot impulsa platuma modulāciju (PWM). Būtībā tas ļoti ātri ieslēdz un izslēdz motoru, lai pagrieztu motoru lēnākā ātrumā. Mūsu akumulators nodrošina 18 V spriegumu, tāpēc, lai atvieglotu dzīvi, mēs to izslēgsim. Izmantojot līdzstrāvas motorus, kuriem ķēdēs jāgriežas atpakaļgaitā, apgriežot motoru, ķēdē būs liela pretējā strāva. Būtībā jūsu motors darbojas kā ģenerators, kamēr tas apstājas un atgriežas. Lai pasargātu savu kontrolieri no tā, varat izmantot tā saukto H-tiltu. Tas būtībā ir 4 tranzistori, kas ievietoti H formā. Mēs izmantojām produktu no Acroname. Pārliecinieties, vai jūsu izvēlētais draiveris spēj izturēt jūsu motoram nepieciešamo strāvu. Mūsu dzinējs tika novērtēts ar nepārtrauktu 1A, tāpēc 3A kontrolierim bija pietiekami daudz vietas galvai. Šī plāksne arī ļauj mums kontrolēt motora virzienu, vienkārši pievadot augstu vai zemu ieeju, kā arī tādā pašā veidā bremzējot (apturot motoru un turot to stāvoklī).

3. darbība: drukas galviņa

Tika noņemta liela daļa no sākotnējās drukas galviņas, ko varēja noņemt. Mums palika plastmasas kaste, kas atviegloja drukas galviņas piestiprināšanu. Ar urbi tika pievienots mazs 5 V līdzstrāvas motors. Uzgalis tika izvēlēts tā, lai tā diametram būtu pēc iespējas tuvāk piltuvei. Tas ļaus urbjmašīnai aizpildīt visu piltuves izeju. Kad uzgalis griežas, pulveris iekļūst rievās un griežas uz leju uz izejas pusi. Pagriežot bitu vienu rotāciju, mēs varētu izveidot nemainīga izmēra pikseļus. Būs nepieciešama rūpīga regulēšana, lai viss būtu pareizi. Sākotnēji mums bija problēmas ar pulvera vienkāršu izsmidzināšanu pa visu vietu, bet, pievienojot otru piltuvi un paceļot urbjmašīnu, ilgāks kritiens, kamēr tas bija ierobežots ar piltuvi, padarīja tīru pikseļu.

Tā kā šo motoru var vadīt tikai ieslēgt vai izslēgt, H tilts šeit nebija vajadzīgs. Tā vietā mēs izmantojām vienkāršu tranzistoru virknē ar motora zemējuma savienojumu. Tranzistora vārtus kontrolēja digitālā izeja no mūsu mikrokontrollera, tāpat kā digitālās ieejas H tiltu. Mazais PCB blakus līdzstrāvas motoram ir infrasarkanais melnbaltais sensors. Šī tāfele vienkārši izvada ciparu augstu vai zemu signālu, kad sensors redz attiecīgi melnu vai baltu. Kombinācijā ar melnbalto kodētāja sloksni mēs vienmēr varam uzzināt drukas galviņas stāvokli, skaitot pārejas no melnā uz balto.

4. solis: mikrokontrolleris

Cypress PSoC apvieno visas atsevišķās aparatūras daļas. Cypress izstrādes dēlis nodrošināja ērtu saskarni darbam ar PSoC un perifērijas ierīču pievienošanu. PSoC ir programmējama mikroshēma, lai mēs faktiski varētu mikroshēmā izveidot fizisku aparatūru, piemēram, FPGA. Cypress PSoC Designer ir iepriekš sagatavoti moduļi kopīgām sastāvdaļām, piemēram, PWM ģeneratoriem, digitālajām ieejām un izejām, kā arī seriālajiem RS-232 kom portiem.

Izstrādes panelī ir arī integrēta proto-board, kas ļāva viegli uzstādīt mūsu motora kontrolierus. PSoC kods apvieno visu. Tā gaida sērijas komandas saņemšanu. Tas ir formatēts kā viena 0 un 1 rindiņa, kas norāda, vai drukāt vai nē katram pikselim. Pēc tam kods iziet cauri katram pikselim, iedarbinot piedziņas motoru. Malu jutīgs pārtraukums melnbaltā sensora ievadē izraisa laika apstākļu novērtējumu vai neizdrukāšanu katrā pikseļā. Ja pikselis ir ieslēgts, bremžu jauda tiek palielināta, tiek iedarbināts taimeris. Taimera pārtraukums gaida.5 sekundes, pēc tam paaugstina dozatora jaudu, izraisot tranzistora ieslēgšanos un urbja griešanos, taimera skaitītājs tiek atiestatīts. Vēl pēc pussekundes pārtraukums izraisa motora apstāšanos un piedziņas motora atkārtotu kustību. Ja drukāšanas nosacījums ir nepatiess, vienkārši nekas nenotiek, kamēr kodētājs nenolasa citu melnu līdz baltu malu. Tas ļauj galvai vienmērīgi pārvietoties, līdz tai ir jāapstājas drukāšanai. Kad tiek sasniegts līnijas beigas ("\ r / n"), seriālajā portā tiek nosūtīts "\ n", lai norādītu personālajam datoram, ka tā ir gatava jaunai rindai. Virziena kontrole uz H tilta ir arī apgriezta. Izveidotājam tiek nosūtīts signāls, lai virzītos uz priekšu 5 mm. Tas tiek darīts, izmantojot citu digitālo izvadi, kas savienots ar Create's DSub25 savienotāja digitālo ieeju. Abas ierīces izmanto standarta 5V TTL loģiku, tāpēc pilna seriālā saskarne nav nepieciešama.

5. solis: dators

Lai izveidotu pilnīgi neatkarīgu ierīci, tika izmantots mazs x86 dators ar nosaukumu eBox 2300. Lai panāktu maksimālu elastību, eBox tika instalēta pielāgota Windows CE Embedded konstrukcija. C tika izstrādāta lietojumprogramma, lai no USB diskdziņa nolasītu 8 bitu pelēkās skalas bitu karti. Pēc tam lietojumprogramma atkārtoti paņēma attēlu un pēc tam vienu rindu vienlaikus izvadīja PSoC, izmantojot seriālo kom portu.

Izmantojot eBox, var tikt veikti daudzi turpmāki uzlabojumi. Tīmekļa serveris var ļaut attēlus augšupielādēt attālināti, izmantojot integrētu bezvadu savienojumu. Cita starpā varētu tikt ieviesta tālvadība. Tālāk var tikt izveidota attēlu apstrāde, iespējams, pat atbilstošs drukas draiveris, lai ierīce varētu drukāt no lietojumprogrammām, piemēram, piezīmju grāmatiņas. Pēdējā lieta, kuras mēs gandrīz palaidām garām, bija jauda. Izveidot piegādā 18V. Bet lielākā daļa mūsu ierīču darbojas ar 5 V. Lai aktīvi pārveidotu spriegumu, netērējot enerģiju apkurei, tika izmantots Texas Instruments DC-DC barošanas avots, tādējādi pagarinot akumulatora darbības laiku. Mēs varējām realizēt vairāk nekā stundu drukāšanas laika. Pielāgota shēmas plate atviegloja šīs ierīces un nepieciešamo rezistoru un kondensatoru uzstādīšanu.

6. solis: Tas tā

Tas ir mūsu PrintBot, kas tika izveidots 07. Šeit ir daži attēli, ko mēs drukājām ar mūsu robotu. Mēs ceram, ka jums patīk mūsu projekts, un varbūt tas iedvesmos tālākai izpētei! Liels paldies PosterBot un visiem pārējiem iRobot Create Instructables par iedvesmu un norādījumiem.