Lihtne ehitada fokuseerimisplatvorm: 11 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Taaskasutatud 3D -printeriosad ja Arduino -põhine FastStacker tarkvara võimaldavad hõlpsalt ja odavalt ehitada täisfunktsionaalse virnastamisseadme

Sergei Maštšenko (Pulsar124) on teinud suurepärast tööd, arendades ja dokumenteerides isetehtud Arduino -põhise fookuse virnastamise rööpa, nagu on kirjeldatud tema wikis (https://pulsar124.fandom.com/wiki/Fast_Stacker). Paljud inimesed on tema projekti üles ehitanud ja nagu ta oma wikis märgib, on tema projekti asjakohastel foorumitel laialdaselt arutatud. Lõpetasin hiljuti selle ehitise versiooni ise, kui dokumenteerin tema wiki kommentaaris. Ehitasin Pulsar124 disaini ümber kontrolleri, kasutades Arduino, klaviatuuri, samm -draiverit ja Nokia 5110 LCD -ekraani. Seal oli palju jootmist ja vana varu LCD oli väga problemaatiline. Foorumid näitasid, et ka teistel on LCD -ga probleeme. Pulsar124 projekti tarkvara on väga kena. See on küps ja täisfunktsionaalne ning tahtsin lihtsustada seda kasutava süsteemi loomist. Ma teisaldasin tema tarkvara 3D -printeri juhtimisplatvormile, mis koosneb Arduino megast, RAMPS 1.4 kilbist ja täisgraafika nutika kontrolleri LCD -paneelist koos sellega seotud kaablitega. Esitan selle tarkvara siin juhised virnastaja kontrolleri kokkupanekuks, millega see töötab. Rööpa enda jaoks, selle asemel, et alustada kaubandusliku Velboni rööpaga, nagu esialgses projektis, kavandasin ma lihtsa 3D -printeripõhise rööpa, mille ma ka siin dokumenteerin. Ma ei vastuta selle koodi või kujunduse eest, kui keegi ajab oma kaamera või midagi muud sassi.

Tarvikud

Virnastaja kontroller

Järgmisi osi müüakse väga odavalt koos "3D -printerikomplektina" või "RAMPS -komplektina", kuid võite need osta üksikult või puhastada kasutamata 3D -printerist.

• Arduino mega
• RAMPS 1.4
• 1 samm -juht (komplektidega on tavaliselt kaasas vähemalt 4)
• Täisgraafika nutikontrolleri LCD -ekraan pistikuplaadi ja lintkaablitega. Ostes valige taustvalgustuse taseme juhtimiseks üks pardal oleva potentsiomeetriga.
• päise džemprid astmelise draiveri konfigureerimiseks
• repRap stiilis piirlülitid ja nendega seotud kaablid

Vajalik ka kontrolleri jaoks:

• 4x4 lülitiga klahvistik

• pingejaguri osad

  • 150K takisti
  • 390K takisti
  • 0,1 uf kondensaator
  • 2 üksikut isast päisepistikut (valikuline)

• Kaamera liidese releeplaadi osad

  • 2 pilliroo releed- 10-meetrine mähis, sisseehitatud hambadioodid
  • 1/8 "fonopistik
  • 3 kontaktiga 0,1 "päis
• 6-elemendiline AA patareipakett koos NiMH laetavate akudega, mis töötavad patareidega
• Seina tüügaste toide, mis pakub nimiväärtust 9VDC vahelduvvooluks
• Ühendage juhtmed või juhtmed/tihvtid/pistikupesa korpused, et luua ühendus klahvistiku ja RAMPS -päiste vahel. Vajalik 8-pin kuni 2 X 4-pin ühendus.
• Juhtmed või kaabel piirangulülitite ühendamiseks RAMPS -päisega. Kasutasin RAMPS komplekti piirlülititega kaasas olnud kaableid, pikendades neid allpool kirjeldatud viisil.
• Kaabel stepperi ühendamiseks RAMPS -i päisega. Kasutasin 59 -tollist samm -kaablit Amazonist.

• Käsitsi kaamera katiku juhtkaabel, mis töötab teie tüüpi kaameraga- otsige paari dollari eest ebayst või Amazonist. Katkestage ja visake pihuarvuti nupp maha ning hoidke oma kaamera jaoks sobiv kaabel ja pistik alles.

Fookusrööbas

• 3D-prinditud tükid kaasasolevate STL-failide abil- mootori ots, kaugem ots ja kelk.
• Näidatud on NEMA 17 samm -mootor koos 300 mm T8 juhtkruviga või teie soovitud pikkus. Kui juhtkruvi ei ole integreeritud, kasutage sidurit, et ühendada astmik juhtkruvi külge
• Messingmutter juhtkruvi jaoks - tavaline või vedruga tagasilöögi vastane
• 4 LM8U laagrit
• 2 8 mm terasvarda pikkusega 340 mm või teie juhtkruvi järgi
• Alusplaat 100 mm x 355 mm (või sobiv pikkus) Kasutasin 4 "x 14" alumiiniumist tükki, mille pind oli puhastatud. Võimalikud on ka paljud muud baasvalikud.
• Poldid otsatükkide kinnitamiseks alusele - kasutasin 1/4-20
• Mutrid/poldid piirlülitite kinnitamiseks - 4-40 või 3mm
• RepRap stiili piirlülitid. RAMPS -komplektidega on sageli kaasas 3 või 4 neist. Tavalisi mikrolüliteid saab kasutada ka siis, kui otsakute aukude mustrid aktsepteerivad mõlemat.

• Järgmist, ülalt alla, alates kaamerast, kasutati kaamera paigaldamiseks rööbasekelgule

  • 50 mm universaalne kiirjalatsiplaat 1/4 kruviga, sobib Arca-Swiss standardile (kinnitub kaamerale)
  • 200 mm Nodal Slide teravustamisrööpa plaat koos kiire vabastusklambriga Arca kinnitamiseks (võtab vastu ülaltoodud plaati)
  • 50 mm Arca Šveitsi klamber, kiirkinnitusplaadi klamber, sobib Arca stiilis plaadile (kinnitab libiseva sõlmeplaadi kelgu külge)
• Tõmblukud, 4"

Samm: RAMPS ja Arduino

Pildil on üks tüüpiline RAMPS komplekt.

Selle ehituse tarkvara on siin:

Installige FastStackeri tarkvara megaplaadile. Enne tarkvara Faststacker tarkvara koostamist ja tahvlile üleslaadimist kasutage Arduino IDE raamatukoguhaldurit, et installida graafikakogu u8g2lib oma Arduino keskkonda. Kui kasutate teistsugust rööpa, piirlüliteid jne, vaadake kohandamisnõuandeid algsest koostatud Wikist.

Paigaldage kõik kolm džemprit RAMPS -i samm -mootori draiveri kohta, nagu on näidatud pildil, ja seejärel paigaldage samm -mootor. See konfigureerib toimima 16 mikrosammul. Ühendage RAMPS -i kilp Arduino mega külge. Ühendage graafiline LCD -ekraan RAMPS -iga LCD -ekraaniga kaasas oleva liidesekaardi ja lintkaablitega, pöörates tähelepanu mõlemas otsas olevate pistikute siltidele. Pange tähele, et see vedelkristallekraan ei toeta taustavalgustuse programmilist juhtimist, nii et funktsioon ei tööta tarkvarapordis.

Järgmistes sammudes luuakse RAMPS -plaadiga mitu ühendust, ühendades need erinevate päistega. RAMPS -plaadi skeem võtab need ühendused kokku viitamiseks ja lisateavet, mis on esitatud hilisemates etappides.

2. samm: pingejagur

Virnastaja kontroller sisaldab funktsioone aku pinge (või mis tahes sisendvooluallika) jälgimiseks. Pingejagur on moodustatud kahest takistusest ja 0,1uf mürasummutuskondensaatorist vastavalt esialgsele disainile. Selle konstruktsiooni korral on pingejagur ühendatud muidu kasutamata y astmelise päise tihvtidega. Mõõtmistel kasutatakse mega sisemist 2,56V pinge võrdluspunkti.

Kahele jagatud takistile viidatakse projekti esialgses dokumentatsioonis ja koodis kui R3 ja R4 ning me jätkame seda siin. Eeldades, et R3 on see, mis on otseselt ühendatud aku "+" -ga (Y -päise tihvt 16) ja R4 on ühendatud maandusega (Y -päise tihvt 9), on jagaja suhe R4/(R3+R4). See ehitis eeldab nimisisendit pingevahemik 6,9 V kuni 9 V. Patareidest töötamisel kasutab see 6 AA NiMH akut. Vahelduvvoolust töötades kasutab see 9V nominaalset seintüügast. Nende takistite abil skaleerime 9,2V kuni 2,56V: R4 = 150K, R3 = 390K.

Ehitage pingejagur, nagu näidatud. Tihvtid pole tingimata vajalikud, saate takisti juhtmed otse päisesse ühendada. Tundus aga, et minu takistite juhtmed olid väikesed ja kartsin, et need ei pruugi usaldusväärselt sisse jääda, nii et lisasin tihvtid. Ma pole kindel, et kondensaatorit on tõesti vaja- tundub, et see töötab ilma, nagu on näidatud jagaja minimalistliku versiooni pildil, kasutades ühte jooteühendust.

Ühendage jagaja RAMPS-i Y-astmelise päisega järgmiselt ja nagu pildil näidatud:

Pin 16 (Vcc)- 390K takisti vaba juhe.

Pin 9 (gnd) - 150K takisti vaba juhe

Tihvt 8 (Y astme lubamine, arduino A7)- pingejaguri kraan

3. samm: klaviatuur

Kuvatakse kahte tüüpi üldkasutatavaid klaviatuure. Fail stacker.h sisaldab võtmekaardistusi mõlema jaoks, kui must/valge seade on vaikimisi lubatud. Kui kasutate ühte punast/sinist membraanitüüpi, tühistage selle asemel teine kaardistamine. Kui teie oma on erinev, vaadake projekti algdokumentatsiooni.

Kui teil on probleeme mõne klahvi mittetöötamisega, kuid mitte terve rea või veeruga ning kasutate mõnda mustvalget ühikut, mõõtke kõigi klahvide rea ja veeru ühenduste takistust. Musta/valge stiilis klahvistikud kasutavad tahvlil mingisuguseid trükitud süsinikujälgi, mis põhjustavad mõne rea ja veeru ühenduste suure takistuse, mistõttu mõned klahvid ei reageeri, kui neid kasutatakse mõne platvormiga (nt arduino pro mini).

Klaviatuuril on 8 -kontaktiline pistik. 4 nendest tihvtidest ühenduvad RAMPSi ühe päisega ja ülejäänud 4 teise päisega. Tegin mõlema klaviatuuritüübi jaoks 8 -pin kuni kahe 4 -pin lintkaablit, nagu on näidatud piltidel. Need on samad, välja arvatud klahvistikuga ühendatavate tihvtide sugu. Ma kasutan kaablite valmistamiseks tihvtide korpusi ja pressimist isas- ja emaste tihvtidele koos traadi ja pressimisvahendiga, kuid kasutada saab hüppajajuhtmeid või muid eelnevalt pressitud võimalusi. See Pololu video näitab palju tootevalikuid seda tüüpi kaablite ehitamiseks: https://www.pololu.com/category/39/cables-and-wir…. Näidatud tüüpi hüppajajuhtmed on lihtne valik.

Kasutage kaablit, et ühendada klahvistik RAMPS -iga piltide järgi ja järgmiselt (allpool toodud klahvistiku tihvtide numeratsioon eeldab, et tihvt 1 on klaviatuuri esiosa vaadates vasakule, tihvt 8 paremale):

klahvistiku tihvtid 1-4 ühenduvad RAMPS Servose päisega, tihvtid on loetletud järjekorras, vasakult paremale, alustades nullimisnupule lähimast tihvtist. See ühendatakse järgmiselt.

klaviatuur 1- D11

klaviatuur 2- D6

klaviatuur 3- D5

klaviatuur 4- D4

klahvistiku tihvtid 5-8 ühenduvad RAMPS-i lõpp-päisega ja loovad ühendused järgmiselt:

klahvistik 5- Ymin- D14

klaviatuur 6- Ymax- D15

klaviatuur 7- Zmin - D18

klaviatuur 8, Zmax-D19

4. samm: kaamera liides

RAMPS-i ja kaamera vahelise liidesena toimib väike plaat, millel on 2 pilliroo releed, 3-kontaktiline päis ja 1/8 helipistik. Soovitan kasutada sisseehitatud hambadioodidega releesid. Kui te seda ei tee, lisage oma.. Valige üks, mille aktiveerimiseks pole vaja rohkem kui 10 mA (500 oomi mähis). Mul juhtus olema mõni Gordos 831A-4 relee, mida ma kasutasin, kuid näiteks DigiKey'l on Littlefuse #HE721A0510, Digi-Key osa number HE101-ND See näeb välja sobiv. Skeem on näidatud.

Kaabel on valmistatud katiku käsitsi juhtimisseadmest, vajutades ja visates surunuppu, märkides ära, millised juhtmed on AF, katik ja tavalised. See kaabel on kinnitatud 1/8 helipistiku külge, mis ühendatakse releeplaadi pistikupessa.

Releeplaat ühendub RAMPS -iga lühikese 3 -juhtmelise servokaabliga, nagu näidatud. Võite kasutada tavalist servokaablit, kasutada džemprid või teha oma. Kaamera liidese releeplaat ühendatakse RAMPS-plaadi AUX-2 päisega, luues järgmised ühendused:

Aux 2, tihvt 8- GND

Aux 2, tihvt 7- AF-D63

Aux 2, tihvt 6 - katik - D40

Katsetasin selle funktsiooni jaoks releemooduli kasutamist, et vältida tahvli ehitamist, kuid üldiselt kättesaadav moodul, mida proovisin, tarbis 5V rööbastelt liiga palju voolu.

Samm: samm -ühendus

Ühendage samm -kaabel X -astmelise päise külge. Kasutasin 59 -tollist samm -pikenduskaablit, nagu on näidatud 2. pildil. Kui samm liigub vales suunas, pöörake RAMPS -plaadiga ühendatud samm -pistik vastupidi.

6. samm: piirilülitid

FastStackeri tarkvara ei tee vahet nende kahe vahepeatuse vahel ega hooli sellest, kumb tabas. RAMPS -virnastaja tarkvara on konfigureeritud töötama otse kahe tavalise repRap -piirilüliti ja nendega seotud kaablitega, mis ühendatakse RAMPS -i Xmin ja Xmax lõpp -päise positsioonidega. Pildil on näha, kuhu need pistikud ühendatakse. Selles konfiguratsioonis on rööpa iga piirlüliti ühendatud +5 V, GND -ga ja iga piirlüliti jaoks juhitakse eraldi signaaltraat. Tarkvara VÕI kaks sisendit koos. See võimaldab RAMPS -komplekti kuuluvate kaablite hõlpsat ühendamist ja taaskasutamist ning võimaldab peatuste käivitamisel süttida repRap lõpp -tahvlite LED -indikaatoreid. Kahe repRap -lüliti signaaliliine ei saa ühendada, kui tahvlid võtavad vastu +5, kui see on olemas, käivitab ühe ja mitte teine lühis +5 GND -le. Valmistasin originaalkaablitest näidatud juhtmestiku, saates lülititele ühe toitepaari, kuid säilitades nende individuaalsed signaalijuhtmed ja pikendades kõiki juhtmeid. See kasutab ikkagi 4 juhtmest kontrolleri ja rööpa vahel.

Lihtsam lähenemisviis kasutab lihtsalt kahte juhtmest- GND-d ja kas Xmin- või Xmax-lõppseadet, mis ühendatakse kahe paralleelselt ühendatud normaalselt avatud lõpp-lülitiga. Kui käivitub lõpp -lüliti, tõmmatakse signaalliin maapinnale. Lüliti käivitamisel vähem juhtmeid, kuid mitte LED -valgustust.

Rööpa otsatükkide augumustrid toetavad ka standardsuuruses mikrolüliteid (mitte minilülitid nagu repRap-plaatidel), sel juhul kasutage kahe juhtmega konfiguratsiooni.

7. samm: võimsuse ja pingiproov

Rakendage RAMPS-i toitepistikupesale nominaalset 7-9 V pinget. Märkige pildil, milliseid toitepistiku klemmikomplekte kasutatakse. See on väikese võimsusega Vcc -sisendite komplekt, mitte suure võimsusega sisendid, mis juhivad RAMPS MOSFETS -i. Süsteem peaks käivitama ja käsima kalibreerimise alustamiseks vajutada suvalist klahvi. Kui teete seda, hakkab stepper pöörlema. Laske sellel paar sekundit teha, seejärel käivitage üks piirlülititest. Mootor peaks tagurdama. Laske sellel mitu 10 sekundit töötada, seejärel vajutage uuesti piirlülitile. Mootor pöörab tagasi ja liigub 4 mm asendisse. Siinkohal lugege läbi klaviatuuri erinevate klahvide kasutamine, viidates projekti algdokumentatsioonile, veendumaks, et klahve loetakse õigesti. Pange tähele, et see süsteem ei toeta algse projekti taustvalgustuse juhtimise funktsiooni- LCD ei toeta seda. Käivitage mõned virnad ja kuulake aktiveeruvate releede klõpsatust ning kui kõik tundub korras, kontrollige oma kaamera liidest. See peaks elektroonika jaoks nii olema.

8. samm: raudtee

Kolm 3D-väljatrükki on lihtsad väljatrükid ja peened kihid pole vajalikud- kasutasin.28mm. See läheb kokku nagu piltidel. Pange tähele, et mõned selles juhendis olevad pildid näitavad rööbastee eelnevat kordamist enne, kui teisaldasin lõpp -lülitid otsatükkide pealt otsatükkide sisemusse. Kelk mahutab kas tagasilöögivastase mutri, nagu näidatud, või standardmutri. Alustage mootori otsast, kinnitage mootor ja otsapeatus, lisage rööpad, seejärel libistage kelk peale ja keerake juhtkruvi käsitsi, et see mutrile keerata. Lükake kaugeim ots rööbastele, lisage tõmblukud ja kokkupanek on suures osas tehtud, välja arvatud poltide kinnitamine valitud alusele. Aluse jaoks on palju võimalusi. Alumiiniumplaat, mida ma kasutasin, on tugev ja kergesti koputatav statiivile kinnitamiseks. Alumiiniumi ekstrusioon või puit on muud võimalused.

9. samm: ümbris

Esimesel pildil näidatud elektroonika pakkimiseks on palju võimalikke viise. Thingiverse'is on palju kujundusi kastide jaoks, mis sisaldavad RAMPS/mega/LCD kombinatsiooni, mis võiks olla 3D trükitud versiooni algus. Kasutasin laseriga akrüülkonsooli stiilis kasti lisatud SVG -failis toodud kujundusest. Kast loodi Boxes.py abil ja Lightburnis lisati aukude mustrid. See on ette nähtud 2,8 mm materjali jaoks. Kavandasin karbi, et hoida akut elektroonika taga ja toitsin selle väljundjuhtme tagaküljel oleva sälgu välja. Hingedega kaas võimaldab akut kergesti eemaldada. Süsteemi toitepistik viiakse karbi tagaküljel olevasse auku, kus see on superliimitud. Patareist töötades ühendatakse aku juhe pistikupessa, nagu näidatud. Vahelduvvooluvõrgust töötades ühendatakse vahelduvvooluadapter sama pistikupessa. Akut saab laadida ilma karbist eemaldamata, nagu pildil näidatud.

10. samm: toimimine

Siinkohal viitan teid tagasi Pulsar124 suurepärasele kasutusjuhendile: https://pulsar124.fandom.com/wiki/User_guide. Tegin lamineeritud petulehe, nagu on näidatud, et aidata mul klaviatuuri käske meeles pidada, kuni nendega tuttavaks saan. Nagu varem mainitud, ei toeta LCD taustvalgustuse juhtimist, seega käsk #-4 ei tööta.

Vaadake lisatud videot, et näha mõningaid põhitoiminguid väga kiiresti.

11. samm: koostage märkmeid ja mõtteid

Port algas FastStacker V1.16 -ga. Seda peamiselt seetõttu, et seda versiooni kasutasin oma mini-põhise ehituse jaoks. Selle põhjuseks oli asjaolu, et ma ei suutnud V1.17-d pro-minile mahutada ja ma ei hoolinud tegelikult teleskoobi juhtimisvõimest 1.17. Megal võtab see versioon, mille olen nimetanud 1.16a, vähem kui 20% mälust, seega on V1.17 ja enama jaoks palju ruumi. RAMPS -port hõlmas tihvtide kaardistamist ja vana LCD -draiveri asendamist graafika draiveriga u8g2lib. Suurem LCD pakkus lisamärkide luksust, mida kasutasin olemasoleva kasutajaliidese siltide, sõnumite ja üksuste jaoks, et muuta see aeg -ajalt kasutajatele pisut kättesaadavamaks. Nagu märgitud, ei toeta vedelkristallekraan taustvalgustuse programmilist juhtimist, nii et see käsk on tühistatud. Tegin mõningaid muudatusi pingeseire piirkonnas, kasutades sisemist pinge võrdlust ja lisades veel ühe kriitilise piirpingekonstandi, mida kasutatakse madalpinge kontrollimiseks enne rööpa sulgemist. Samuti võtsin eesmärgiks disaini käivitada kuuest lahtrist, mitte kaheksast, nagu algses ehituses. 6 elementi on energiatõhusamad, võtavad vähem ruumi ja vähendavad mega 5V regulaatori pinget, mõjutamata seejuures füüsilist jõudlust. Kasutasin LCD -ekraanil piiksu, et anda ühe veateate kuvamisel lühike piiks. Jätsin vaikimisi tagasilööginumbri 0,2 mm juurde, nagu see algselt oli, kuigi kahtlustan, et see on tagasilöögivastase mutriga väiksem, kuid ma pole proovinud seda mõõta. Kui lülitate tagasilöögi kompenseerimise välja ja töötate järsu nurga all, lülitage energiasäästmine välja, et saaksite kindlasti oma positsiooni säilitada. Üks funktsioon, mida ma sooviksin, et tarkvara oleks, on tagasilöögi kompenseerimise suuna klaviatuur (ilma rööbastee suuna muutmata, kasutades käsku *-1). Selle saab kaardistada taustvalgustuse kasutamata klahvivajutusega. Sõltuvalt töö orientatsioonist ei ole ma kindel, et praegune kompensatsiooni suund on alati õige, st et võite alati eeldada, et mootorist eemalduv kelk on alati suund, mis ei vaja kompensatsiooni. Ma arvan, et see pole suurte virnade puhul tõesti oluline. Kood on konfigureeritud 16 -sammuliseks. Koodis oli konstant, mida kasutati mõistlike kaadrite arvu kontrollimiseks 1pt virnade jaoks, mille olen määranud stacker.h -s kui RAIL_LENGTH ja seadnud selle väärtusele 180, mis on selle rööpa ligikaudne sõiduulatus. Muutke, kui teie rööp on erinev.

See platvorm pakub lisaks mälule ka muid lisavõimalusi, mida see ehitis ei puuduta. LCD -ekraani graafilisi võimalusi saab kasutada enamaks kui aku SOC -indikaatori joonistamiseks. Optiline kodeerimisnupp on ahvatlev ja ma proovisin seda projekti integreerida. Leidsin hea draiveri, integreerisin selle ehituse ja põhiahelasse ning proovisin tarkvara välja mõelda, et nupu keeramisel arvatakse, et klahve 1 ja A vajutatakse. See kuidagi töötas, kuid oli närviline ja ei andnud mingit kasulikku võimet, nii et tõmbasin selle välja. RAMPS -plaadil on mitu kasutamata samm -draiveri kohta, mida saaks kasutada täiendavate sammude juhtimiseks, kui see võib olla kasulik.

3D -printerikontrollerid, nagu RAMPS, pakuvad suurepäraseid lähtepunkte selliseks ehitamiseks ja ma loodan, et veel mõned inimesed saavad kasu sellest lihtsalt integreeritaval platvormil hostitud Pulsar124 lahedast tarkvarast.