PrintBot: 6 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

PrintBot on iRobotCreate paigaldatud punktmaatriksprinter. PrintBot prindib talgipulbrit kasutades mis tahes maapinnale. Roboti kasutamine aluse jaoks võimaldab robotil printida praktiliselt piiramatu suuruse. Mõelge jalgpalliväljakutele või korvpalliväljakutele. Võib -olla peaksid rivaalid järgmisel aastal neid tänunädalavahetusi ootama. robot võimaldab printeril ka mobiilsust, võimaldades tal reisida printimiseks mõnda kohta ja seejärel liikuda teise. Juhtmevaba on kaasas, seega on võimalik ka kaugjuhtimine. Kõnniteede kunst ja reklaam on ka selle seadme sihtturg.

Samm: looge IRobot

IRobot Create on väga sarnane iRoboti Roombaga, kuid ilma sisemise vaakumita. See võimaldab meil lisada suuremat kasulikku koormust ja annab meile mugavad kinnitusavad. iRobot pakub loomisele ka täielikku programmeerimisliidest, mis muudab roboti juhtimise väga lihtsaks. Liides on lihtne käskude ja parameetrite komplekt, mis saadetakse robotile järjestikku. Lisateabe saamiseks lugege avatud liidese spetsifikatsioone. Meie lihtsaks kasutamiseks vajasime vaid mõnda käsku. Initsialiseerimisel tuleb saata 128 käsk, et robot hakkaks välist juhtimist aktsepteerima. Järgmisena tuleb valida režiim. Täieliku kontrolli tagamiseks saadame käsu 132 käsule Loo. Pange tähele, et peate saatma kõik andmed loomisesse täisarvudena, mitte tavalise ascii -tekstina. Iga käsu opkood on üks bait, selle baidi väärtus on täisarv 128 või mis iganes. Kui edastate ascii või ansi -tekstina, on iga 128 -tähemärk bait. Testimiseks või arvutiga juhtimiseks soovitame Realtermit, kuna see muudab kõik väga lihtsaks. Samuti peate määrama Baudi kiiruseks 57600, nagu on märgitud avatud liidese dokumentatsioonis. Nüüd, kui loomine on initsialiseeritud, kasutame roboti edasiviimiseks käsku 137. Oota vahemaa, 156 kasutatakse roboti peatamiseks pärast määratud vahemaad. Skripti käsud 152 ja 153 panevad kõik kokku ja teevad lihtsa skripti, mida saab ikka ja jälle käivitada. IRobot müüb seda, mida nad nimetavad käsumooduliks, mis on põhimõtteliselt programmeeritav mikrokontroller ja mõned jadapordid, mida saate oma loomise juhtimiseks kasutada. Selle asemel kasutasime programmeeritavat Cypressi süsteem-kiibil (PSoC) koos väga väikese x86-arvutiga, mida nimetatakse eBox 2300-ks. Robotil on 18 V aku, mida kasutame kõigi välisseadmete toiteks.

2. samm: printeri demonteerimine ja mootori juhtimine

Kasutasime printeri ja prindipea kinnituskomplekti horisontaalse liikumise jaoks vana Epsoni tindiprinterit. Esimese asjana tuli printer hoolikalt lahti võtta. Selleks oli vaja eemaldada kõik vähemolulised komponendid, kuni järele jäi vaid rööbastee komplekt, mootor, prindipeahoidik ja ajamirihm. Olge ettevaatlik, et see rihm või selle mootor ei puruneks. Samuti võib olla nutikam volt voltmeetriga ringi torkida, enne kui kõik toiteplaadid välja rebite, kuid me olime selleks natuke liiga elevil. Pange tähele, et te ei vaja ühtegi lehe etteandekomplekti, tegelikke prindipead ega kassette ega trükkplaate. Kui kõik on lahti võetud, peame välja mõtlema, kuidas seda mootorit juhtida. Kuna rebisime enne midagi testimist laiali, pidime leidma mootori varustamiseks sobiva pinge. Kui leiate mudeli numbri, võite proovida leida mootori tehnilisi andmeid Internetist, kuid selle puudumisel ühendage see alalisvoolu toiteallikaga ja suurendage aeglaselt mootori pinget. Meil vedas ja leidsime, et meie mootor võib töötada 12–42 V pingega, kuid veendumaks, et testisime seda käsitsi, nagu kirjeldatud. Avastasime kiiresti isegi 12 V juures, et mootor töötab liiga kiiresti. Lahendus on kasutada impulsi laiuse modulatsiooni (PWM). Põhimõtteliselt lülitab see mootori sisse ja välja väga kiiresti, et mootorit aeglasemalt pöörata. Meie aku toidab 18 V, nii et elu lihtsustamiseks käivitame mootori sama. Kui kasutate alalisvoolumootoreid, mis peavad vooluahelates tagurpidi pöörama, tekib mootori tagurdamisel oma ahelas suur tagasivool. Põhimõtteliselt toimib teie mootor peatumisel ja tagurdamisel generaatorina. Kontrolleri selle eest kaitsmiseks võite kasutada nn H-silda. See on sisuliselt 4-transistor, mis on paigutatud H-kujuliseks. Kasutasime Acroname'i toodet. Veenduge, et teie valitud juht saaks teie mootori jaoks vajaliku vooluga hakkama. Meie mootorit hinnati pidevaks 1A, seega oli 3A kontrolleril piisavalt ruumi. See plaat võimaldab meil ka mootori suunda lihtsalt juhtida, juhtides sisendit kõrgele või madalale, samuti pidurdades (peatades mootori ja hoides seda asendis).

Samm: prindipea

Eemaldati nii suur osa prindipea algsest komplektist, mida oli võimalik eemaldada. Meile jäi plastkarp, mis hõlbustas trükipea kinnitamist. Puuriga kinnitati väike 5 V alalisvoolumootor. Otsak valiti nii, et selle läbimõõt oleks võimalikult sarnane lehtriga. See võimaldab puuril täita kogu lehtri väljalaskeava. Kui otsik pöörleb, siseneb pulber soontesse ja pöörleb otsast väljapääsu suunas alla. Biti ühe pöörlemisega saaksime luua pideva suurusega piksli. Selleks, et kõik sobiks, tuleb hoolikalt häälestada. Esialgu oli meil probleeme sellega, et pulber lihtsalt pritsis kõikjale, kuid lisades teise lehtri ja tõstes puuri üles, muutis pikem kukkumine lehtri piiramisel puhta piksli.

Kuna seda mootorit tuleb juhtida ainult sisse või välja, ei olnud H-sild siin vajalik. Selle asemel kasutasime mootori maandusühendusega järjestikku lihtsat transistorit. Transistori väravat juhtis meie mikrokontrolleri digitaalne väljund sama, mis H-silla digitaalsisend. Alalisvoolumootori kõrval asuv väike trükkplaat on mustvalge infrapunaandur. See plaat väljastab lihtsalt digitaalse kõrge või madala signaali, kui andur näeb vastavalt musta või valget. Koos mustvalge kodeerimisribaga võimaldab meil alati teada saada prindipea asukohta, lugedes üleminekud mustalt valgele.

Samm: mikrokontroller

Cypress PSoC ühendab kõik riistvara eraldi osad. Cypressi arendusplaat pakkus lihtsat liidest PSoC -ga töötamiseks ja välisseadmete ühendamiseks. PSoC on programmeeritav kiip, nii et saame tegelikult luua kiibile füüsilist riistvara nagu FPGA. Cypress PSoC Designeril on eelnevalt moodulid tavaliste komponentide jaoks, nagu PWM-generaatorid, digitaalsed sisendid ja väljundid ning RS-232 jadaport.

Arendusplaadil on ka integreeritud proto-plaat, mis võimaldas meie mootorikontrollereid hõlpsalt paigaldada. PSoC kood ühendab kõik kokku. See ootab jadakäsu saamist. See on vormindatud ühe reaga 0 ja 1, mis näitavad, kas printida või mitte iga piksli jaoks. Seejärel liigub kood läbi iga piksli, käivitades ajamimootori. Mustvalge anduri sisendi servatundlik katkestus käivitab ilmastiku hindamise või mitte printida iga piksli kohta. Kui piksel on sisse lülitatud, käivitatakse pidurivõimsus kõrgele ja käivitatakse taimer. Taimeri katkestus ootab.5 sekundit, seejärel ajab dosaatori väljundi kõrgeks, põhjustades transistori sisselülitamise ja puuri pöörlemise, taimeriloendur lähtestatakse. Veel poole sekundi pärast käivitab katkestus mootori seiskumise ja ajamimootori uuesti liikumise. Kui printimistingimus on vale, ei juhtu lihtsalt midagi enne, kui kodeerija loeb teise musta kuni valge serva. See võimaldab pea sujuvalt liikuda, kuni see peab printimiseks peatuma. Kui rea lõpp on saavutatud ("\ r / n"), saadetakse jadaporti "\ n", mis näitab arvutile, et see on uue rea jaoks valmis. Suuna juhtimine H-sillal on samuti vastupidine. Loomisel saadetakse signaal 5 mm edasi liikumiseks. Seda tehakse teise digitaalse väljundi kaudu, mis on ühendatud Create'i DSub25 pistiku digitaalsisendiga. Mõlemad seadmed kasutavad standardset 5V TTL -loogikat, seega pole täielik jadaliides vajalik.

Samm: arvuti

Täiesti sõltumatu seadme loomiseks kasutati väikest x86 arvutit nimega eBox 2300. Maksimaalse paindlikkuse tagamiseks paigaldati eBoxi kohandatud Windows CE Embedded. C-s töötati välja rakendus, et lugeda USB-mälust 8-bitist hallkaalaga bitkaarti. Rakendus võttis seejärel uuesti proovi ja väljastas selle üks rida korraga PSoC-sse jadaühenduse kaudu.

EBoxi kasutamine võib võimaldada palju edasisi arenguid. Veebiserver võimaldab pilte integreeritud traadita ühenduse kaudu eemalt üles laadida. Kaugjuhtimist saab rakendada, muu hulgas. Edasine pilditöötlus, võib -olla isegi korralik prindidraiver, mis võimaldab seadmel printida sellistest rakendustest nagu märkmik. Viimane asi, millest me peaaegu ilma jäime, oli võim. Loo toiteallikaks on 18 V. Kuid enamik meie seadmeid töötab 5 V toitel. Pinge aktiivseks teisendamiseks ilma energia raiskamiseta soojendamiseks kasutati Texas Instruments DC-DC toiteallikat, pikendades seega aku kasutusiga. Suutsime realiseerida üle tunni trükiaja. Kohandatud trükkplaat hõlbustas selle seadme ja vajalike takistite ja kondensaatorite paigaldamist.

6. samm: see on kõik

Noh, see on meie PrintBoti jaoks, mis on loodud sügisel 07 dr. Hambleni ECE 4180 Embedded Design klassi jaoks Georgia Techis. Siin on mõned pildid, mille me oma robotiga printisime. Loodame, et teile meeldib meie projekt ja võib -olla inspireerib see edasist uurimist! Suur tänu PosterBotile ja kõigile teistele iRobot Create Instructables'ile nende inspiratsiooni ja juhendamise eest.