PrintBot: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

PrintBot este o imprimantă cu matrice de puncte montată pe iRobotCreate. PrintBot imprimă cu pudră de talc pe orice suprafață a solului. Utilizarea robotului pentru bază permite robotului să imprime o dimensiune practic nelimitată. Gândiți-vă la feilds de fotbal sau terenuri de baschet. Poate că rivalii ar trebui să fie în căutarea unui roi al acestui weekend de mulțumire anul viitor. robotul permite, de asemenea, mobilitatea imprimantei, permițându-i să călătorească într-o locație pentru a imprima, apoi să treacă la alta. Wireless este inclus, deci este posibilă și telecomanda. Arta și publicitatea trotuarului sunt, de asemenea, o piață țintă pentru acest dispozitiv.

Pasul 1: IRobot Creați

IRobot Create este foarte similar cu Roomba iRobot, dar fără vid intern. Acest lucru ne permite să adăugăm o sarcină utilă mai mare și ne oferă găuri de montare convenabile. iRobot oferă, de asemenea, o interfață de programare completă pentru a crea, care face controlul robotului foarte simplu. Interfața este un set simplu de comenzi și parametri trimiși robotului în serie. Citiți specificațiile interfeței deschise pentru mai multe informații. Pentru utilizarea noastră simplă, am solicitat doar câteva comenzi. La inițializare, trebuie trimisă comanda 128 pentru a spune robotului să înceapă să accepte controlul extern. Apoi trebuie selectat un mod. Pentru control complet, trimitem comanda 132 către Creare. Rețineți că trebuie să trimiteți toate datele la Creați ca numere întregi, nu ca text ascii obișnuit. Fiecare comandă opcode este un octet, valoarea acelui octet este valoarea întregului 128 sau orice altceva. Dacă ar fi să transmiteți text ascii sau ansi, fiecare caracter din 128 ar fi un octet. Pentru testare sau control prin PC, vă recomandăm Realterm, deoarece face totul foarte simplu. De asemenea, va trebui să setați rata Baud la 57600, așa cum se menționează în documentația Open Interface. Acum, când este inițializat Create, folosim comanda 137 pentru a conduce robotul înainte. Distanța de așteptare, 156 este utilizată pentru a opri robotul după o distanță specificată. Comenzile de script 152 și 153 pun totul laolaltă și creează un script simplu care poate fi rulat din nou și din nou.. În schimb, am folosit un Cypress Programmable System-on-a-Chip (PSoC) combinat cu un PC x86 foarte mic numit eBox 2300. Robotul are o baterie de 18V pe care o vom folosi pentru a alimenta toate perifericele noastre.

Pasul 2: Dezasamblarea imprimantei și controlul motorului

Am folosit o imprimantă Epson cu jet de cerneală veche pentru mișcarea orizontală a imprimantei și a ansamblului capului de imprimare. Primul lucru de făcut aici a fost dezasamblarea cu atenție a imprimantei. Aceasta a necesitat îndepărtarea tuturor componentelor neesențiale până când nu a mai rămas decât ansamblul căii, motorul, suportul capului de imprimare și cureaua de transmisie. Aveți grijă să nu rupeți cureaua sau motorul său de acționare. Ar putea fi, de asemenea, mai ușor să vă aruncați cu un voltmetru înainte de a scoate toate plăcile de alimentare, dar am fost puțin prea încântați pentru asta. Rețineți că nu aveți nevoie de niciun ansamblu de alimentare a paginii, capetele de imprimare reale sau cartușele sau plăcile de circuite. După ce totul este dezasamblat, trebuie să ne dăm seama cum să acționați acest motor. Deoarece am rupt totul înainte de a testa ceva, a trebuit să găsim tensiunea adecvată pentru a alimenta motorul. Puteți încerca să găsiți specificațiile motorului online dacă găsiți un număr de model, dar lipsind acest lucru, conectați-l la o sursă de alimentare DC și creșteți încet tensiunea la motor. Am avut noroc și am descoperit că motorul nostru putea funcționa pe 12-42V, dar pentru a fi siguri că l-am testat manual așa cum este descris. Am descoperit rapid chiar și la 12V că motorul va funcționa mult prea repede. Soluția aici este de a utiliza modularea lățimii pulsului (PWM). Practic, acesta pornește și oprește motorul foarte repede pentru a roti motorul la o viteză mai mică. Bateria noastră furnizează 18V, astfel încât să ușurăm viața, vom rula motorul la fel. Când utilizați motoare de curent continuu care trebuie să inverseze în circuite, veți experimenta un curent invers mare în circuitul dvs. atunci când inversați motorul. În esență, motorul dvs. acționează ca un generator în timp ce se oprește și se inversează. Pentru a vă proteja controlerul de acest lucru, puteți utiliza ceea ce se numește H-Bridge. Acesta este în esență 4 tranzistoare aranjate în formă de H. Am folosit un produs de la Acroname. Asigurați-vă că șoferul pe care îl alegeți poate gestiona curentul necesar pentru motorul dvs. Motorul nostru a fost evaluat pentru 1A continuu, deci controlerul 3A avea suficient spațiu pentru cap. Această placă ne permite, de asemenea, să controlăm direcția motorului pur și simplu prin acționarea unei intrări sus sau jos, precum și prin frânarea (oprirea motorului și menținerea acestuia în poziție) motorului în același mod.

Pasul 3: Capul de imprimare

O parte din ansamblul capului de imprimare original care a putut fi eliminat. Ne-a rămas o cutie de plastic care a ușurat atașarea capului nostru de imprimare. Un mic motor de 5V DC a fost atașat cu un burghiu. Bitul a fost ales pentru a avea cât mai aproape de același diametru ca o pâlnie. Acest lucru va permite burghiului să umple întreaga ieșire a pâlniei. Când bitul se învârte, pulberea intră în caneluri și se rotește în jos, spre ieșire. Prin rotirea bitului o rotație am putea crea un pixel de dimensiuni constante. Va fi necesară o reglare atentă pentru ca totul să se potrivească perfect. Inițial, am avut probleme cu pulberea pulverizând pur și simplu peste tot, dar adăugând o a doua pâlnie și ridicând burghiul, căderea mai lungă, în timp ce constrânși la pâlnie, a făcut un pixel curat.

Deoarece acest motor trebuie controlat doar pornit sau oprit, aici nu era necesar un pod H. În schimb, am folosit un tranzistor simplu în serie cu conexiunea la pământ a motorului. Poarta tranzistorului a fost controlată de o ieșire digitală de la microcontrolerul nostru, la fel ca intrările digitale ale podului H. Micul PCB de lângă motorul de curent continuu este un senzor infraroșu alb-negru. Această placă scoate pur și simplu un semnal digital ridicat sau scăzut atunci când senzorul vede negru sau respectiv alb. Combinat cu banda de codare alb-negru ne permite să cunoaștem poziția capului de imprimare în orice moment, numărând tranzițiile de la negru la alb.

Pasul 4: Microcontrolerul

Cypress PSoC integrează toate componentele hardware separate. O placă de dezvoltare Cypress a furnizat o interfață ușoară pentru lucrul cu PSoC și conectarea perifericelor. PSoC este un cip programabil, astfel încât să putem crea hardware fizic în cip ca un FPGA. Cypress PSoC Designer are module prefabricate pentru componente obișnuite, cum ar fi generatoare PWM, intrări și ieșiri digitale, și porturi serial RS-232 com.

Placa de dezvoltare are, de asemenea, o proto-placă integrată care a permis montarea ușoară a controlerelor noastre de motor. Codul de pe PSoC reunește totul. Așteaptă să primească o comandă în serie. Aceasta este formatată ca o singură linie de 0 și 1s care indică imprimarea sau nu pentru fiecare pixel. Codul parcurge apoi fiecare pixel, pornind motorul de acționare. O întrerupere sensibilă la margine pe intrarea de la senzorul alb / negru declanșează o evaluare a vremii sau nu pentru a imprima la fiecare pixel. Dacă un pixel este pornit, ieșirea frânei este ridicată, este pornit un cronometru. O întrerupere a temporizatorului așteaptă 0,5 secunde, apoi determină ieșirea distribuitorului la un nivel ridicat, determinând pornirea tranzistorului și rotirea burghiului, contorul temporizatorului este resetat. După încă o jumătate de secundă, o întrerupere declanșează oprirea motorului și deplasarea din nou a motorului de acționare. Când condiția de imprimare este falsă, pur și simplu nu se întâmplă nimic până când codificatorul citește o altă margine de la negru la alb. Aceasta permite capului să se miște lin până când trebuie să se oprească pentru a imprima. Când se ajunge la sfârșitul unei linii ("\ r / n") se trimite un "\ n" pe portul serial pentru a indica computerului că este gata pentru o nouă linie. Controlul direcției de pe podul H este, de asemenea, inversat. Creare este trimis semnalul pentru a avansa 5 mm. Acest lucru se face printr-o altă ieșire digitală conectată la o intrare digitală de pe conectorul DSub25 al Create. Ambele dispozitive folosesc logica TTL standard de 5V, deci nu este necesară o interfață serială completă.

Pasul 5: PC-ul

Pentru a crea un dispozitiv complet independent, a fost utilizat un mic PC x86 numit eBox 2300. Pentru o flexibilitate maximă, o versiune personalizată de Windows CE Embedded a fost instalată pe eBox. O aplicație a fost dezvoltată în C pentru a citi un bitmap pe 8 biți pe o unitate USB. Aplicația a re-eșantionat imaginea și apoi a redat-o rând pe rând către PSoC prin portul serial serial.

Utilizarea eBox ar putea permite multe dezvoltări ulterioare. Un server web ar putea permite încărcarea imaginilor de la distanță prin wireless integrat. Telecomanda ar putea fi implementată, printre multe alte lucruri. O prelucrare ulterioară a imaginii, posibil chiar și un driver de imprimare adecvat ar putea fi creat pentru a permite dispozitivului să imprime din aplicații precum blocnotes. Un ultim lucru pe care aproape l-am ratat a fost puterea. Creare furnizează 18V. Dar majoritatea dispozitivelor noastre rulează pe 5V. O sursă de alimentare DC-DC Texas Instruments a fost utilizată pentru a converti activ tensiunea fără a irosi puterea de încălzire, prelungind astfel durata de viață a bateriei. Am reușit să realizăm peste o oră de imprimare. O placă de circuit personalizată a făcut montarea acestui dispozitiv și a necesitat rezistențe și condensatori ușor.

Pasul 6: Asta e

Ei bine, asta este pentru PrintBot-ul nostru creat toamna 07 pentru clasa ECE 4180 Embedded Design a Dr. Hamblen la Georgia Tech. Iată câteva imagini pe care le-am tipărit cu robotul nostru. Sperăm să vă placă proiectul nostru și poate că va inspira explorarea în continuare! Mulțumiri aduse PosterBot și tuturor celorlalte iRobot Create Instructables pentru inspirație și îndrumare.