PrintBot: 6 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:30

PrintBot është një printer i montuar në iRobotCreate me dot-matricë. PrintBot printon duke përdorur pluhur Talkum në çdo sipërfaqe të tokës. Përdorimi i robotit për bazën lejon që roboti të printojë një madhësi praktikisht të pakufizuar. Mendoni lojtarët e futbollit ose fushat e basketbollit. Ndoshta rivalët duhet të jenë në vëzhgim për një tufë të këtyre fundjavave të falënderimeve vitin e ardhshëm. roboti gjithashtu lejon lëvizjen e printerit, duke e lejuar atë të udhëtojë në një vend për të printuar, pastaj të kalojë në një tjetër. Wireless është përfshirë, kështu që telekomanda është gjithashtu e mundur. Arti dhe reklamat e trotuareve janë gjithashtu një treg i synuar për këtë pajisje.

Hapi 1: Krijo IRobot

Krijimi iRobot është shumë i ngjashëm me Roomba iRobot, por pa vakum të brendshëm. Kjo na lejon të shtojmë një ngarkesë më të madhe dhe na jep vrima të përshtatshme për montim. iRobot gjithashtu siguron një ndërfaqe të plotë programimi për Krijo që e bën kontrollin e robotit shumë të thjeshtë. Ndërfaqja është një grup i thjeshtë komandash dhe parametrash që i dërgohen robotit në mënyrë serike. Lexoni specifikimet e Ndërfaqes së Hapur për më shumë informacion. Për përdorimin tonë të thjeshtë ne kemi kërkuar vetëm disa komanda. Me fillimin, komanda 128 duhet të dërgohet për t'i thënë robotit të fillojë të pranojë kontrollin e jashtëm. Tjetra duhet të zgjidhet një mënyrë. Për kontroll të plotë ne dërgojmë komandën 132 në Krijo. Shënim ju duhet t'i dërgoni të gjitha të dhënat Krijoni si numra të plotë, jo tekst të rregullt ascii. Çdo kod komandues është një bajt, vlera e atij bajti është vlera e plotë 128 ose çfarëdo. Nëse do të transmetonit në tekst ascii ose ansi, secili personazh në 128 do të ishte një bajt. Për testimin ose kontrollin përmes PC ne rekomandojmë Realterm pasi bën gjithçka shumë të thjeshtë. Ju gjithashtu do të duhet të vendosni normën Baud në 57600 siç thuhet në dokumentacionin e Ndërfaqes së Hapur. Tani që Krijo është inicializuar, ne përdorim komandën 137 për ta çuar robotin përpara. Distanca e Pritjes, 156 përdoret për të ndaluar robotin pas një distance të caktuar. Komandat e shkrimit 152 dhe 153 vendosin gjithçka së bashku dhe krijojnë një skript të thjeshtë i cili mund të ekzekutohet pa pushim. IRobot shet atë që ata e quajnë Moduli i Komandës i cili është në thelb një mikro kontrollues i programueshëm dhe disa porte serike të cilat mund t'i përdorni për të kontrolluar Krijimin tuaj Me Në vend të kësaj ne përdorëm një Cypress Programmable System-on-a-Chip (PSoC) të kombinuar me një PC shumë të vogël x86 të quajtur eBox 2300. Roboti ka një bateri 18V të cilën ne do ta përdorim për të fuqizuar të gjitha pajisjet tona periferike.

Hapi 2: Çmontimi i printerit dhe kontrolli i motorit

Ne përdorëm një printer të vjetër bojë me bojë Epson për lëvizjen horizontale të printerit dhe montimin e montimit të kokës së printimit. Gjëja e parë që duhet bërë këtu ishte çmontimi me kujdes i printerit. Kjo kërkonte heqjen e të gjithë përbërësve jo-thelbësorë derisa gjithçka që kishte mbetur ishte montimi i shiritit, motori, mbajtësi i kokës së printimit dhe rripi i makinës. Kini kujdes të mos prishni këtë rrip ose motorin e tij drejtues. Mund të jetë gjithashtu më e lehtë të vraponi me një voltmetër para se të hiqni të gjitha dërrasat e energjisë, por ne ishim shumë të ngazëllyer për këtë. Vini re se nuk keni nevojë për asamblenë e furnizimit të faqeve, kokat ose fishekët e printimit ose bordet e qarkut. Pasi të jetë çmontuar gjithçka, ne duhet të kuptojmë se si ta drejtojmë këtë motor. Meqenëse ne copëtuam gjithçka para se të testonim ndonjë gjë, na duhej të gjenim tensionin e duhur për të furnizuar motorin. Mund të përpiqeni të gjeni specifikimet e motorit në internet nëse mund të gjeni një numër modeli, por që ju mungon, lidheni atë me një furnizim me rrymë DC dhe ngadalë rrisni tensionin në motor. Ne ishim me fat dhe zbuluam se motori ynë mund të punonte në 12-42V, por për të qenë të sigurtë që e testuam manualisht siç përshkruhet. Ne zbuluam shpejt edhe në 12V motori do të funksionojë shumë shpejt. Zgjidhja këtu është përdorimi i Pulse-Width-Modulation (PWM). Në thelb kjo ndez dhe fik motorin shumë shpejt për të rrotulluar motorin me një shpejtësi më të ngadaltë. Bateria jonë furnizon 18V kështu që për ta bërë jetën më të lehtë ne do ta drejtojmë motorin njësoj. Kur përdorni motorë DC që duhet të kthehen mbrapsht në qarqe, do të përjetoni një rrymë të madhe mbrapa në qarkun tuaj kur ktheni motorin. Në thelb motori juaj vepron si një gjenerator ndërsa ndalet dhe kthehet mbrapsht. Për të mbrojtur kontrolluesin tuaj nga kjo ju mund të përdorni atë që quhet H-Bridge. Ky është në thelb 4-transistorë të rregulluar në një formë H. Ne përdorëm një produkt nga Acroname. Sigurohuni që drejtuesi që zgjidhni mund të trajtojë rrymën e nevojshme për motorin tuaj. Motori ynë u vlerësua për 1A të vazhdueshëm, kështu që kontrolluesi 3A kishte shumë hapësirë për kokën. Kjo tabelë gjithashtu na lejon të kontrollojmë drejtimin e motorit thjesht duke drejtuar një hyrje të lartë ose të ulët, si dhe duke frenuar (ndalimin e motorit dhe mbajtjen e tij në pozicion) motorin në të njëjtën mënyrë.

Hapi 3: Koka e printimit

Pjesa më e madhe e montimit të kokës së printimit që mund të hiqet u hoq. Na mbeti një kuti plastike e cila e bëri të lehtë lidhjen e kokës së printimit. Një motor i vogël 5V DC ishte ngjitur me një stërvitje. Biti u zgjodh që të kishte sa më shumë të njëjtin diametër sa një gyp. Kjo do të lejojë që stërvitja të mbushë të gjithë daljen e gypit. Kur biti rrotullohet, pluhuri hyn në grooves dhe rrotullohet poshtë bitit drejt daljes. Duke rrotulluar rrotullimin bit një, ne mund të krijojmë një pixel me madhësi të vazhdueshme. Do të kërkohet akordim i kujdesshëm për të bërë që gjithçka të përshtatet ashtu si duhet. Fillimisht ne kishim probleme me pluhurin thjesht duke spërkatur në të gjithë vendin, por duke shtuar një gyp të dytë dhe duke ngritur stërvitjen, rënia më e gjatë ndërsa e kufizuar në gyp bëri një piksel të pastër.

Meqenëse ky motor duhet të kontrollohet vetëm në ose jashtë, një urë H nuk ishte e nevojshme këtu. Në vend të kësaj ne përdorëm një transistor të thjeshtë në seri me lidhjen tokësore të motorit. Porta e tranzistorit kontrollohej nga një dalje dixhitale nga mikrokontrolluesi ynë njësoj si hyrjet dixhitale në urën H. PCB e vogël pranë motorit DC është një sensor infra të kuqe bardh e zi. Kjo tabelë thjesht nxjerr një sinjal dixhital të lartë ose të ulët kur sensori sheh përkatësisht të zezë ose të bardhë. E kombinuar me shiritin kodues bardh e zi na lejon të dimë pozicionin e kokës së printimit në çdo kohë duke numëruar kalimet e zezë në të bardhë.

Hapi 4: Mikrokontrolluesi

Cypress PSoC integron të gjitha pjesët e veçanta të pajisjeve. Një bord zhvillimi Cypress siguroi një ndërfaqe të lehtë për të punuar me PSoC dhe lidhjen e pajisjeve periferike. PSoC është një çip i programueshëm kështu që ne në fakt mund të krijojmë pajisje fizike në çip si një FPGA. Cypress PSoC Designer ka module të paracaktuara për komponentët e zakonshëm të tillë si gjeneratorët PWM, hyrjet dhe daljet dixhitale dhe portet serike RS-232 com.

Bordi i zhvillimit gjithashtu ka një proto-bord të integruar i cili lejoi montimin e lehtë të kontrolluesve tanë motorikë. Kodi në PSoC sjell gjithçka së bashku. Ai pret të marrë një komandë serike. Kjo është e formatuar si një rresht i vetëm prej 0 dhe 1s që tregon për të printuar ose jo për çdo piksel. Kodi pastaj kalon nëpër çdo piksel, duke filluar motorin e vozitjes. Një ndërprerje e ndjeshme në buzë në hyrjen nga sensori bardh e zi shkakton një vlerësim të motit ose mos printimit në çdo piksel. Nëse një piksel është i ndezur, dalja e frenave drejtohet lartë, fillon një kohëmatës. Një ndërprerje në kohëmatës pret për.5 sekonda pastaj e çon daljen e shpërndarësit në lartësi, duke shkaktuar që tranzistori të ndizet dhe stërvitja të rrotullohet, numëruesi i kohëmatësit rivendoset. Pas gjysmë sekonde tjetër, një ndërprerje shkakton që motori të ndalojë dhe motori i lëvizjes të lëvizë përsëri. Kur kushti për të printuar është i rremë, thjesht asgjë nuk ndodh derisa kodifikuesi të lexojë një skaj tjetër të zi në të bardhë. Kjo lejon që koka të lëvizë pa probleme derisa të duhet të ndalet për të printuar. Kur të arrihet fundi i një rreshti ("\ r / n") një "\ n" dërgohet në portën serike për t'i treguar PC -së se është gati për një linjë të re. Kontrolli i drejtimit në urën H është gjithashtu i kundërt. Krijimit i dërgohet sinjal për të ecur përpara 5mm. Kjo bëhet përmes një dalje tjetër dixhitale të lidhur me një hyrje dixhitale në lidhësin DSub25 të Krijoni. Të dy pajisjet përdorin logjikë standarde 5V TTL, kështu që një ndërfaqe seriale e plotë është e panevojshme.

Hapi 5: PC

Për të krijuar një pajisje plotësisht të pavarur, u përdor një kompjuter i vogël x86 i quajtur eBox 2300. Për fleksibilitet maksimal, një ndërtim i personalizuar i Windows CE Embedded u instalua në eBox. Një aplikacion u zhvillua në C për të lexuar një bitmap me shkallë gri 8-bit nga një makinë USB. Aplikacioni pastaj mori një mostër të imazhit dhe më pas e lëshoi atë një rresht në PSOC përmes portës seriale të serisë.

Përdorimi i eBox mund të lejojë shumë zhvillime të mëtejshme. Një server në internet mund të lejojë që imazhet të ngarkohen nga distanca përmes wireless -it të integruar. Telekomanda mund të zbatohet, ndër shumë gjëra të tjera. Përpunimi i mëtejshëm i imazhit, ndoshta edhe një drejtues i duhur printimi mund të krijohet për të lejuar pajisjen të printojë nga aplikacione të tilla si fletore. Një gjë e fundit që pothuajse na mungoi ishte fuqia. Furnizimet Krijo 18V. Por shumica e pajisjeve tona funksionojnë në 5V. Një furnizim me energji DC-DC i Texas Instruments u përdor për të konvertuar në mënyrë aktive tensionin pa humbur energjinë në nxehtësi, duke zgjatur kështu jetën e baterisë. Ne ishim në gjendje të realizonim mbi një orë kohë printimi. Një bord qarkor me porosi e bëri montimin e kësaj pajisjeje dhe kërkoi rezistorë dhe kondensatorë të lehtë.

Hapi 6: Kjo është ajo

Epo kjo është ajo për PrintBot -in tonë të krijuar vjeshtën 07 për klasën e Dizajnit të Embedded të EE 4180 të Dr Hamblen në Georgia Tech. Këtu janë disa imazhe që kemi printuar me robotin tonë. Shpresojmë që të ju pëlqejë projekti ynë dhe ndoshta do të frymëzojë eksplorime të mëtejshme! Faleminderit të madh për PosterBot dhe të gjithë iRobot Krijo Instructables për frymëzimin dhe udhëzimin e tyre.