Dotter - Imprimantă cu matrice de puncte uriașă bazată pe Arduino: 13 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Bună, bine ai venit în acest instructabil:) Sunt Nikodem Bartnik, fabricant de 18 ani. Am creat o mulțime de lucruri, roboți, dispozitive în cei 4 ani de activitate. Dar acest proiect este probabil cel mai mare în ceea ce privește dimensiunea. De asemenea, este foarte bine conceput, cred, desigur, există încă lucruri care pot fi îmbunătățite, dar pentru mine este minunat. Îmi place foarte mult acest proiect, datorită modului în care funcționează și ce poate produce (îmi place acest pixel / punct ca grafica), dar există mult mai mult în acest proiect decât doar Dotter. Există o poveste despre cum am realizat-o, despre cum am venit cu o idee și de ce eșecul a fost o parte importantă a acestui proiect. Sunteți gata? Avertisment ar putea fi multe de citit în acest instructable, dar nu vă faceți griji aici este videoclipul despre acesta (îl puteți găsi și mai sus): LINK LA VIDEO Să începem!

Pasul 1: Povestea eșecului (și cum am venit de fapt cu o idee pentru asta!)

S-ar putea să vă întrebați de ce povestea eșecului dacă proiectul meu funcționează? Pentru că la început nu exista un Dotter. Am vrut să fac un lucru puțin similar, dar mult mai sofisticat - o imprimantă 3D. Cea mai mare diferență între imprimanta 3D pe care am vrut să o fac și aproape orice altă imprimantă 3D a fost că, în loc de motoare pas cu pas nema17 standard, va folosi un motor 28BYJ-48 ieftin pe care îl puteți cumpăra pentru aproximativ 1 USD (da un dolar pentru un motor pas cu pas). Desigur, știam că va fi mai slab și mai puțin precis decât motoarele pas cu pas standard (când vine vorba de precizie, nu este atât de simplu, deoarece majoritatea motoarelor din imprimantele 3D au 200 de pași pe rotație, iar 28BYJ48 are aproximativ 2048 de pași pe revoluția sau chiar mai mult depinde de modul în care le folosiți, dar acele motoare sunt mai susceptibile să piardă trepte și treptele din interiorul lor nu sunt cele mai bune, așa că este greu de spus dacă sunt mai mult sau mai puțin exacte). Dar am crezut că o vor face. Și în acel moment puteți spune că așteptați, există deja o imprimantă 3D care folosește acele motoare, da, știu că sunt chiar puține dintre ele. Primul este binecunoscut, este Micro by M3D, o imprimantă 3D mică și foarte frumoasă (îmi place doar acest design simplu). Există, de asemenea, ToyRep, Cherry și probabil multe altele despre care nu știu. Deci, imprimanta cu aceste motoare există deja, dar ceea ce am vrut să fac diferit și mai asemănător modului meu a fost codul. Majoritatea oamenilor folosesc niște firmware open source pentru imprimante 3D, dar după cum știți dacă ați văzut proiectul meu de drone Ludwik bazat pe Arduino, îmi place să fac lucruri de la zero și să învăț prin asta, așa că am vrut să îmi creez propriul cod pentru această imprimantă. Am dezvoltat deja citirea și interpretarea Gcode de pe cardul SD, rotind motoarele în conformitate cu algoritmul de linie Gcode și Bresenham. O parte destul de mare a codului pentru acest proiect era gata. Dar, în timp ce l-am testat, am observat că aceste motoare se supraîncălzesc foarte mult și sunt atât de lent. Dar încă am vrut să-l realizez, așa că am proiectat un cadru pentru el în Fusion360 (poți găsi imaginea acestuia mai sus). O altă presupunere în acest proiect a fost aceea de a folosi tranzistoare în loc de driver de motor pas cu pas. Am găsit câteva avantaje ale tranzistoarelor față de driverele pas cu pas:

1. Sunt mai ieftine
2. Este mai greu să le rupi, am spart deja câțiva drivere stepper în timp ce construiam DIY Arduino Controlled Egg-Bot, deoarece atunci când deconectezi un motor de la driver în timp ce rulezi, probabil că se va rupe
3. Driverele sunt ușor de controlat, puteți utiliza mai puțini pini pentru asta, dar am vrut să folosesc Atmega32, are suficienți pini pentru a folosi tranzistoare, așa că nu a fost important pentru mine. (Am vrut să folosesc atmega32 într-un proiect de imprimantă 3D, în cele din urmă în dotter nu este nevoie să-l folosesc, așa că folosesc doar Arduino Uno).
4. Fericirea este mult mai mare atunci când creați singur un driver pas cu pas cu tranzistoare decât să îl cumpărați.
5. Aflând cum funcționează experimentând, am folosit niște tranzistoare în proiectele mele anterioare, dar practica este perfectă și cel mai bun mod de a învăța este să experimentez. BTW nu este atât de ciudat că nu știm cum funcționează cea mai mare invenție a lumii? Folosim tranzistoare în fiecare zi, fiecare are milioane în buzunar și majoritatea oamenilor nu știu cum funcționează un singur tranzistor:)

În acest timp am primit 2 noi imprimante 3D și în timp ce tipăream pe ele tocmai am crescut viteza de imprimare tot timpul pentru a face imprimări cât de repede pot. Am început să realizez că imprimanta 3D cu motoare 28BYJ-48 va încetini și probabil nu este cea mai bună idee. Poate ar trebui să realizez asta mai devreme, dar am fost atât de concentrat pe codul acestui proiect și am învățat cum funcționează exact imprimantele 3D, încât nu am putut să o văd cumva. Datorită lucrurilor pe care le-am învățat construind acest lucru, nu regret timpul investit în acest proiect.

Renunțarea nu este o opțiune pentru mine și am 5 pași în picioare așa că am început să mă gândesc la ce pot face cu acele părți. În timp ce îngropam lucruri vechi în garderoba mea, am găsit desenul meu din școala primară realizat folosind tehnica de desen cu puncte numită și Pointillism (puteți vedea desenul meu mai sus). Nu este operă de artă, nici măcar nu este bună:) Dar mi-a plăcut această idee de a crea o imagine din puncte. Și aici m-am gândit la ceva despre care am auzit înainte, o imprimantă cu matrice de puncte, în Polonia puteți găsi acest tip de imprimantă în fiecare clinică în care fac sunete puternice ciudate: D. A fost destul de evident pentru mine că trebuie să existe cineva care a făcut așa ceva și am avut dreptate Robson Couto a făcut deja o imprimantă Arduino cu matrice de puncte, dar pentru ao face trebuie să găsești componente perfecte care pot fi dificile, dar noi au un 2018 și tipărirea 3D devine din ce în ce mai populară, așa că de ce să nu facem o versiune tipărită 3D ușor de reprodus, dar totuși ar fi similară. Așa că am decis să-l fac mare sau chiar UMER! Pentru a face posibilă imprimarea pe o hârtie mare pe care toată lumea o poate cumpăra - rolă de hârtie de la Ikea:) dimensiunile sale: 45cm x 30m. Perfect!

Câteva ore de proiectare și proiectul meu a fost pregătit pentru imprimare, are o lungime de 60 cm, așa că este prea mare pentru a imprima pe o imprimantă standard, așa că îl împart în bucăți mai mici, care datorită conectorilor speciali vor fi ușor de conectat. În plus, avem un cărucior pentru un stilou, niște scripeți pentru cureaua GT2, roți de cauciuc pentru a ține hârtia (de asemenea, imprimat 3D cu filament TPU). Dar, deoarece nu întotdeauna ne-am putea dori să imprimăm pe o hârtie atât de mare, am făcut unul dintre motoarele axei Y mobile astfel încât să îl puteți regla cu ușurință la dimensiunea hârtiei. Există două motoare pe axa Y și una pe axa X, pentru a mișca stiloul în sus și în jos folosesc micro servo. Puteți găsi linkuri către modele și totul în pașii următori.

Apoi am proiectat un PCB ca întotdeauna, dar de data aceasta, în loc să-l fac acasă, am decis să îl comand la un producător profesionist, să-l fac perfect, mai ușor de lipit și doar pentru a economisi ceva timp, am auzit o mulțime de opinii bune despre PCBway, așa că am decis să merg cu asta. Am constatat că au un program de burse datorită căruia îți poți crea tablourile gratuit, îmi încarc proiectul pe site-ul lor și îl acceptă! Vă mulțumesc mult PCBway pentru a face posibil acest proiect:) Plăcile au fost perfecte, dar în loc să pun microcontrolerul pe această placă, am decis să fac un scut Arduino, astfel încât să îl pot folosi pur și simplu, de asemenea, este mai simplu să lipiți din cauza asta.

Codul dotterului este scris în Arduino, iar pentru trimiterea comenzilor de pe computer către Dotter am folosit Procesare.

Probabil că asta este întreaga poveste despre modul în care evoluează acest proiect și cum arată acum, felicitări dacă ați ajuns acolo:)

Nu vă faceți griji acum va fi mai ușor, doar construiți instrucțiuni!

Sper să vă bucurați de această poveste a proiectului The Dotter, dacă da, nu uitați să o încercați.

* pe randurile de mai sus puteți vedea căruciorul X cu 2 pixuri, acesta a fost primul meu design, dar am decis să trec la versiunea mai mică cu un stilou pentru ao face mai ușoară. Dar versiunea cu 2 pixuri poate fi interesantă pentru că ați putea face puncte în diferite culori, există chiar loc pentru al doilea servo pe PCB, așa că este ceva de luat în considerare pentru dotter V2:)

Pasul 2: De ce vom avea nevoie?

De ce vom avea nevoie pentru acest proiect, este o întrebare excelentă! Iată o listă cu tot ce conține linkuri, dacă este posibil:

1. Piese tipărite 3D (linkuri către modele în pasul următor)
2. Arduino GearBest | BangGood
3. 28BYJ48 motoare pas cu pas (3 dintre ele) GearBest | BangGood
4. Micro servomotor GearBest | BangGood
5. Curea GT2 (aproximativ 1,5 metri) GearBest | BangGood
6. Cabluri GearBest | BangGood
7. GearBest | BangGood
8. Două tije de aluminiu de aproximativ 60cm lungime fiecare

9. Pentru a face un PCB:

   1. PCB evident (puteți să le comandați, să le fabricați singuri sau să le cumpărați de la mine, am câteva plăci așezate în jurul dvs. le puteți cumpăra aici:
   2. Tranzistoarele BC639 sau similar (8 dintre ele) GearBest | BangGood
   3. Diodă redresoare (8 dintre ele) GearBest | BangGood
   4. LED verde și roșu GearBest | BangGood
   5. Unele separă anteturile GearBest | BangGood
   6. Set de antet Stackable Arduino GearBest | BangGood
   7. Unele rezistențe GearBest | BangGood

Probabil cel mai greu lucru pe care îl poți obține pentru tine sunt piesele imprimate 3D, întreabă-ți prietenii, la școală sau într-o bibliotecă, este posibil să aibă o imprimantă 3D. Dacă doriți să cumpărați unul, vă pot recomanda CR10 (link to buy), CR10 mini (link to buy) sau Anet A8 (link to buy).

Pasul 3: cât de mare pot, cât de simplu pot (modele 3D)

După cum am spus, o mare parte a acestui proiect era de dimensiuni, am vrut să-l fac mare și să fiu simplu în același timp. Pentru a face acest lucru, petrec mult timp în Fusion360, din fericire, acest program este uimitor de ușor de utilizat și îmi place să-l folosesc, așa că nu a fost mare lucru pentru mine. Pentru a se potrivi pe majoritatea imprimantelor 3D, am împărțit cadrul principal în 4 părți care pot fi ușor conectate datorită conectorilor speciali.

Scripetele pentru curele GT2 au fost proiectate cu acest instrument (este grozav, verificați-l):

Am adăugat fișierele DXF ale celor 2 scripeți doar pentru referință, nu aveți nevoie de ele pentru a face acest proiect.

Niciunul dintre aceste modele nu are nevoie de suporturi, scripetele au suporturi încorporate, deoarece ar fi imposibil să scoateți suporturile din interiorul scripetei. Aceste modele sunt destul de ușor de imprimat, dar durează ceva timp, deoarece sunt destul de mari.

Roțile care vor muta hârtia ar trebui să fie imprimate cu filament flexibil pentru a o face mai bine. Am făcut o jantă pentru această roată care să fie imprimată cu PLA și pe această roată puteți pune o roată de cauciuc.

Pasul 4: Asamblarea

Este un pas ușor, dar și foarte plăcut. Tot ce trebuie să faceți este să conectați toate părțile imprimate 3D împreună, să puneți motoarele și servo-ul în poziție. La sfârșit, trebuie să puneți tije de aluminiu în cadrul imprimat 3D cu cărucior pe el.

Am imprimat un șurub pe spatele suportului motorului Y care este mobil pentru a-l ține în poziție, dar se pare că partea inferioară a cadrului este prea moale și se îndoaie când strângeți șurubul. Deci, în locul acestui șurub, folosesc o bandă de cauciuc pentru a menține această piesă în poziție. Acesta nu este cel mai profesionist mod de a face acest lucru, dar cel puțin funcționează:)

Puteți vedea dimensiunea stiloului pe care l-am folosit pentru acest proiect (sau poate este mai mult ca un marker). Ar trebui să utilizați aceeași dimensiune sau cât de aproape puteți, pentru a-l face să funcționeze perfect cu transportul X. De asemenea, trebuie să montați un guler pe stilou pentru a permite servoului să-l mute în sus și în jos, îl puteți fixa strângând un șurub lateral.

Nu sunt multe de explicat, așa că aruncați o privire la fotografiile de mai sus și dacă mai trebuie să știți ceva, lăsați un comentariu mai jos!

Pasul 5: Schemă electronică

Mai sus puteți găsi o schemă electronică pentru acest proiect dacă doriți să cumpărați un PCB sau să îl faceți, nu trebuie să vă faceți griji cu privire la schemă, dacă doriți să îl conectați la panou, puteți utiliza această schemă pentru a face acest lucru. Te-am purtat că va fi destul de dezordonat pe această placă, există o mulțime de conexiuni și componente mici, deci dacă poți, utilizarea unui PCB este o opțiune mult mai bună. Dacă aveți probleme cu PCB sau proiectul dvs. nu funcționează, îl puteți depana cu această schemă. Puteți găsi fișierul. SCH în pasul următor.

Pasul 6: PCB ca Pro

Aceasta este probabil cea mai bună parte a acestui proiect pentru mine. Am făcut o mulțime de PCB-uri acasă, dar nu am încercat niciodată să le comand la un producător profesionist. A fost o decizie grozavă, economisește foarte mult timp, iar aceste plăci sunt mult mai bune, au mască de lipit, sunt mai ușor de lipit, arată mai bine și dacă vrei să faci ceva ce vrei să vinzi, nu ai cum să faci Voi face PCB acasă, așa că sunt cu un pas mai aproape de a crea ceva ce voi putea produce în viitor, cel puțin știu cum să fac și să comand PCB-uri. Vă puteți bucura de fotografii frumoase ale acelor placi de mai sus și aici este linkul către PCBWay.com

Am niște plăci de rezervă, așa că, dacă doriți să le cumpărați de la mine, le puteți cumpăra de pe tindie:

Pasul 7: lipire, conectare …

Avem un PCB grozav, dar pentru ca acesta să funcționeze trebuie să lipim componente pe el. Nu vă faceți griji că este foarte ușor! Am folosit doar componente THT, deci nu există lipire super precisă. Componentele sunt mari și ușor de lipit. De asemenea, sunt ușor de cumpărat în orice magazin electronic. Deoarece acest PCB este doar un scut, nu trebuie să lipiți un microcontroler, doar vom conecta scutul la placa Arduino.

În cazul în care nu doriți să creați un PCB, puteți găsi o schemă de mai sus cu toate conexiunile. Nu recomand să conectați acest lucru pe panou, va arăta foarte dezordonat, există o mulțime de cabluri. PCB este o modalitate mult mai profesională și mai sigură de a face acest lucru. Dar dacă nu aveți altă opțiune, conectarea pe panou este mai bine decât să nu vă conectați deloc.

Când toate componentele sunt lipite pe PCB, putem conecta motoare și servo la acesta. Și să trecem la pasul următor! Dar, înainte de asta, opriți-vă o secundă și aruncați o privire la acest PCB frumos cu toate componentele pe el, îmi place doar cum arată aceste circuite electronice! Ok, să mergem mai departe:)

Pasul 8: Cod Arduino

Când ecranul este gata, totul este conectat și asamblat, putem încărca codul pe Arduino. Nu trebuie să conectați scutul la Arduino la acest pas. Puteți găsi programul în atașamentul de mai jos. Iată o explicație rapidă a modului în care funcționează:

Obține datele de pe monitorul serial (cod de procesare) și ori de câte ori este 1 face un punct când există 0 nu. După fiecare dată primită, se deplasează pentru câțiva pași. Când se recepționează un nou semnal de linie, acesta revine la poziția de pornire, mutați hârtia pe axa Y și creați o nouă linie. Acesta este un program foarte simplu, dacă nu obțineți cum funcționează, nu vă faceți griji, încărcați-l doar pe Arduino și va funcționa!

Pasul 9: Procesarea codului

Codul de procesare citește imaginea și trimite datele către Arduino. Imaginea trebuie să aibă o anumită dimensiune pentru a o face pe hârtie. Pentru mine, dimensiunea maximă pentru hârtia A4 este de aproximativ 80 de puncte x 50 de puncte. Dacă schimbați pașii pe revoluție, veți obține mai multe puncte pe linie, dar și un timp de imprimare mult mai mare. Nu există o mulțime de butoane în acest program, nu am vrut să-l fac frumos, doar că funcționează. Dacă doriți să o îmbunătățiți, nu ezitați să o faceți!

Pasul 10: La început a existat un punct

Testul final al Dotter!

Punct punct punct…..

Zeci de puncte mai târziu ceva a mers prost! Ce anume? Se pare că Arduino s-a resetat și a uitat numărul de pași. A început foarte bine, dar la un moment dat avem o problemă. Ce poate fi greșit? Două zile de depanare mai târziu, am găsit o soluție pentru asta. A fost cam simplu și evident, dar nu m-am gândit la asta la început. Ce este? Vom ști la pasul următor.

Pasul 11: Eșecul nu este o opțiune, face parte dintr-un proces

Urăsc să renunț, așa că nu fac asta niciodată. Am început să caut o soluție la problema mea. În timp ce deconectam un cablu de la Arduino în ultima vreme noaptea, am simțit că este foarte cald. Apoi mi-am dat seama ce este o problemă. Deoarece las motoarele pe axa Y pornite (pe bobina acelor motoare), stabilizatorul liniar de pe Arduino devine foarte fierbinte din cauza curentului constant destul de mare. Care este soluția pentru asta? Opriți acele bobine în timp ce nu avem nevoie de ele. Soluție super simplă pentru această problemă, este grozavă și sunt din nou pe drumul cel bun pentru a finaliza acest proiect!

Pasul 12: Victoria

Este victoria? Proiectul meu funcționează, în sfârșit! Mi-a luat mult timp, dar în cele din urmă proiectul meu este gata, funcționează așa cum am vrut să funcționeze. Acum simt fericire pură datorită finalizării acestui proiect! Puteți vedea câteva dintre imaginile pe care le-am imprimat pe ea! Mai sunt multe de imprimat, așa că stați la curent pentru a vedea câteva actualizări.

Pasul 13: sfârșitul sau începutul?

Acesta este sfârșitul instrucțiunilor de construcție, dar nu sfârșitul acestui proiect! Este open source, tot ce am împărtășit chiar aici îl puteți folosi pentru a construi acest lucru, dacă veți adăuga upgrade-uri, nu ezitați să le împărtășiți, dar nu uitați să puneți un link către acest instructabil, de asemenea, spuneți-mi că mi-ați îmbunătățit proiectul:) va fi cool dacă cineva va face asta. Poate cândva, dacă voi găsi timp pentru asta, îl voi îmbunătăți și voi posta un Dotter V2, dar acum nu sunt sigur.

Nu uitați să mă urmăriți pe instructabile dacă doriți să fiți la curent cu proiectele mele, vă puteți abona și la canalul meu YouTube pentru că postez aici câteva videoclipuri interesante despre realizare și nu numai:

goo.gl/x6Y32E

și iată conturile mele de socializare:

Facebook:

Instagram:

Twitter:

Vă mulțumesc foarte mult pentru lectură, sper să aveți o zi minunată!

Fericire fericită!

P. S.

Dacă îți place cu adevărat proiectul meu, te rog votează-l în cadrul concursurilor: D

Locul doi în Epilog Challenge 9

Premiul II la Concursul Arduino 2017