PrintBot: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

PrintBot არის iRobotCreate- ზე დამონტაჟებული წერტილოვანი მატრიცული პრინტერი. PrintBot ბეჭდავს ტალკუმის ფხვნილის გამოყენებით ნებისმიერ ზედაპირულ ზედაპირზე. რობოტის გამოყენება ბაზისთვის საშუალებას აძლევს რობოტს დაბეჭდოს პრაქტიკულად შეუზღუდავი ზომა. იფიქრეთ ფეხბურთის მოყვარულებზე ან კალათბურთის მოედნებზე. შესაძლოა მეტოქეები მომავალ წელს ამ სამადლობელ შაბათ -კვირას ელიან. რობოტი ასევე აძლევს პრინტერის მობილობას, რაც მას საშუალებას აძლევს გაემგზავროს დასაბეჭდად და შემდეგ გადავიდეს სხვაზე. მოყვება უკაბელო, ასე რომ შესაძლებელია დისტანციური მართვაც. ტროტუარების ხელოვნება და რეკლამა ასევე არის სამიზნე ბაზარი ამ მოწყობილობისთვის.

ნაბიჯი 1: IRobot შექმნა

IRobot შექმნა ძალიან ჰგავს iRobot's Roomba- ს, მაგრამ შიდა ვაკუუმის გარეშე. ეს გვაძლევს საშუალებას დავამატოთ უფრო დიდი დატვირთვა და გვაძლევს მოსახერხებელ სამონტაჟო ხვრელებს. iRobot ასევე უზრუნველყოფს პროგრამირების სრულ ინტერფეისს შექმნას, რაც რობოტის კონტროლს უადვილებს. ინტერფეისი არის რობოტზე სერიულად გაგზავნილი ბრძანებებისა და პარამეტრების მარტივი ნაკრები. წაიკითხეთ ღია ინტერფეისის სპეციფიკაციები დამატებითი ინფორმაციისთვის. ჩვენი მარტივი გამოყენებისთვის ჩვენ გვჭირდება მხოლოდ რამდენიმე ბრძანება. ინიციალიზაციისთანავე 128 ბრძანება უნდა გაიგზავნოს, რომ რობოტს უთხრას დაიწყოს გარე კონტროლის მიღება. შემდეგ უნდა აირჩიოთ რეჟიმი. სრული კონტროლისთვის ჩვენ ვუგზავნით 132 ბრძანებას შექმნას. გაითვალისწინეთ, რომ თქვენ უნდა გაგზავნოთ ყველა მონაცემი შექმნისთვის როგორც მთელი რიცხვები და არა რეგულარული ასის ტექსტი. თითოეული ბრძანების ოპ კოდი არის ერთი ბაიტი, ამ ბაიტის ღირებულება არის მთელი რიცხვი 128 ან რაც არ უნდა იყოს. თუ თქვენ უნდა გადასცეთ ascii ან ansi ტექსტი, თითოეული პერსონაჟი 128 იქნება ბაიტი. კომპიუტერის საშუალებით შესამოწმებლად ან გასაკონტროლებლად ჩვენ გირჩევთ Realterm- ს, რადგან ის ყველაფერს ძალიან მარტივს ხდის. თქვენ ასევე დაგჭირდებათ Baud– ის განაკვეთის დადგენა 57600 – ზე, როგორც ეს ნათქვამია ღია ინტერფეისის დოკუმენტაციაში. ახლა, როდესაც შექმნა ინიციალიზებულია, ჩვენ ვიყენებთ 137 ბრძანებას რობოტის წინსვლისთვის. ლოდინის მანძილი, 156 გამოიყენება რობოტის გასაჩერებლად განსაზღვრული მანძილის შემდეგ. სკრიპტის ბრძანებები 152 და 153 ათავსებს ყველაფერს და აკეთებს მარტივ სკრიპტს, რომლის გადაფარვაც შესაძლებელია. IRobot ყიდის იმას, რასაც ეძახიან Command Module, რომელიც ძირითადად პროგრამირებადი მიკრო კონტროლერია და რამდენიმე სერიული პორტი, რომელიც შეგიძლიათ გამოიყენოთ თქვენი შექმნის გასაკონტროლებლად. რა სამაგიეროდ ჩვენ გამოვიყენეთ კვიპაროსის პროგრამირებადი სისტემა-ჩიპზე (PSoC), რომელიც შერწყმულია ძალიან მცირე x86 კომპიუტერთან, სახელწოდებით eBox 2300. რობოტს აქვს 18 ვ ბატარეა, რომელსაც ჩვენ გამოვიყენებთ ჩვენი ყველა პერიფერიული მოწყობილობის ენერგიაზე.

ნაბიჯი 2: პრინტერის დაშლა და ძრავის კონტროლი

ჩვენ გამოვიყენეთ ძველი Epson- ის მელნის ჭავლური პრინტერი პრინტერის ჰორიზონტალური მოძრაობისთვის და დასაბეჭდი თავების დასაყენებლად. პირველი რაც აქ გავაკეთე იყო პრინტერის ფრთხილად დაშლა. ეს მოითხოვდა ყველა არასასურველი კომპონენტის ამოღებას მანამ, სანამ არ დარჩა ბილიკის შეკრება, ძრავა, ბეჭდვის თავის დამჭერი და წამყვანი ქამარი. ფრთხილად იყავით, რომ არ გატეხოთ ეს ქამარი ან მისი მამოძრავებელი ძრავა. ასევე შეიძლება გონივრული იყოს ვოლტ-მეტრით შემოხვევა, სანამ ყველა დენის დაფას გაანადგურებთ, მაგრამ ჩვენ ამის გამო ძალიან აღელვებულები ვიყავით. გაითვალისწინეთ, რომ თქვენ არ გჭირდებათ რომელიმე გვერდის კვების ასამბლეა, ფაქტობრივი ბეჭდვის თავები ან ვაზნები, ან ნებისმიერი მიკროსქემის დაფა. მას შემდეგ რაც ყველაფერი დაიშალა, ჩვენ უნდა გავარკვიოთ როგორ უნდა მართოს ეს ძრავა. ვინაიდან ჩვენ ყველაფერი დავანგრიეთ სანამ რამეს შევამოწმებდით, ჩვენ გვჭირდებოდა ძრავის სათანადო ძაბვის პოვნა. თქვენ შეგიძლიათ სცადოთ მოძებნოთ ძრავის მახასიათებლები ინტერნეტში, თუ შეგიძლიათ იპოვოთ მოდელის ნომერი, მაგრამ ამის ნაკლებობა, შეაერთეთ იგი დენის წყაროსთან და ნელ -ნელა გაზარდეთ ძაბვა ძრავაზე. ჩვენ გაგვიმართლა და აღმოვაჩინეთ, რომ ჩვენს ძრავას შეუძლია იმუშაოს 12-42 ვ-ზე, მაგრამ დარწმუნებული უნდა იყოს, რომ ჩვენ ხელით გამოვცადეთ, როგორც ეს აღწერილია. ჩვენ სწრაფად აღმოვაჩინეთ თუნდაც 12 ვ -ზე, ძრავა ძალიან სწრაფად იმუშავებს. გამოსავალი აქ არის პულსის სიგანე-მოდულაციის (PWM) გამოყენება. ძირითადად ეს ძრავას ძალიან სწრაფად აქრობს და გამორთავს, რომ ძრავა უფრო ნელი სიჩქარით დატრიალდეს. ჩვენი ბატარეა ამარაგებს 18V- ს, ასე რომ ცხოვრება ადვილი იქნება ჩვენ ძრავას ერთნაირად გავუშვებთ. DC ძრავების გამოყენებისას, რომლებიც უნდა შეტრიალდეს სქემებში, თქვენ იგრძნობთ დიდ უკანა დენს თქვენს წრეში ძრავის უკუქცევისას. არსებითად თქვენი ძრავა მოქმედებს როგორც გენერატორი სანამ ის ჩერდება და ბრუნდება. იმისათვის, რომ დაიცვათ თქვენი კონტროლერი, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ის, რასაც ჰქვია H-Bridge. ეს არის არსებითად 4 ტრანზისტორი, რომელიც შედგენილია H- ფორმით. ჩვენ გამოვიყენეთ პროდუქტი Acroname– დან. დარწმუნდით, რომ თქვენს მიერ არჩეულ მძღოლს შეუძლია გაუმკლავდეს თქვენს ძრავას საჭირო დენს. ჩვენი ძრავა შეფასებული იყო 1A უწყვეტად, ამიტომ 3A კონტროლერი იყო საკმარისი თავით. ეს დაფა ასევე გვაძლევს საშუალებას გავაკონტროლოთ ძრავის მიმართულება უბრალოდ შეყვანის მაღალი ან დაბალი მოძრაობით და ასევე დამუხრუჭებით (ძრავის გაჩერება და მისი პოზიციის დაჭერა) ძრავის ანალოგიურად.

ნაბიჯი 3: ბეჭდვის თავი

იმდენი ორიგინალური ბეჭდვის თავის ასამბლეა, რომელიც შეიძლებოდა ამოღებულიყო. დაგვრჩა პლასტიკური ყუთი, რომლის საშუალებითაც ადვილი იყო ჩვენი ბეჭდვის თავის მიმაგრება. პატარა 5V DC ძრავა იყო დამაგრებული საბურღი ბიტით. ბიტი შეირჩა რაც შეიძლება ახლოს იმავე დიამეტრთან, როგორც ძაბრი. ეს საშუალებას მისცემს საბურღი შეავსოს ძაბრის მთელი გასასვლელი. როდესაც ბიტი ტრიალებს, ფხვნილი შედის ღარებში და ბრუნავს ქვემოთ გასასვლელისკენ. ერთი ბრუნვის ბრუნვით ჩვენ შეგვიძლია შევქმნათ მუდმივად ზომის პიქსელი. ფრთხილად მორგება იქნება საჭირო იმისათვის, რომ ყველაფერი ზუსტად მოერგოს. თავდაპირველად ჩვენ გვქონდა პრობლემები ფხვნილის უბრალოდ შესხურებით მთელ ადგილზე, მაგრამ მეორე ძაბრის დამატებით და ბურღვის ამაღლებით, უფრო გრძელი ვარდნით, როდესაც ძაბრზე შეზღუდული იყო სუფთა პიქსელი.

ვინაიდან ეს ძრავა უნდა იყოს მხოლოდ ჩართული ან გამორთული, H- ხიდი აქ არ იყო საჭირო. სამაგიეროდ ჩვენ გამოვიყენეთ მარტივი ტრანზისტორი სერიულად ძრავის სახმელეთო კავშირით. ტრანზისტორის კარიბჭე კონტროლდებოდა ჩვენი მიკრო კონტროლერის ციფრული გამომუშავებით, ისევე როგორც ციფრული შეყვანა H- ხიდიდან. პატარა PCB DC ძრავის გვერდით არის ინფრაწითელი შავი და თეთრი სენსორი. ეს დაფა უბრალოდ გამოაქვს ციფრული მაღალი ან დაბალი სიგნალი, როდესაც სენსორი ხედავს შავს ან თეთრს შესაბამისად. შავ -თეთრი კოდირების ზოლთან ერთად, ჩვენ შეგვიძლია ვიცოდეთ ბეჭდვის თავის პოზიცია ნებისმიერ დროს შავიდან თეთრზე გადასვლის დათვლით.

ნაბიჯი 4: მიკროკონტროლი

Cypress PSoC აერთიანებს ტექნიკის ყველა ცალკეულ ნაწილს. Cypress– ის განვითარების დაფა უზრუნველყოფდა მარტივ ინტერფეისს PSoC– თან მუშაობისთვის და პერიფერიული მოწყობილობების დასაკავშირებლად. PSoC არის პროგრამირებადი ჩიპი, ასე რომ ჩვენ შეგვიძლია რეალურად შევქმნათ ფიზიკური აპარატურა ჩიპში, როგორც FPGA. Cypress PSoC დიზაინერს აქვს წინასწარ დამზადებული მოდულები საერთო კომპონენტებისთვის, როგორიცაა PWM გენერატორები, ციფრული საშუალებები და გამომავლები და სერიული RS-232 com პორტები.

დეველოპერულ დაფას ასევე აქვს ინტეგრირებული პროტო დაფა, რომლის საშუალებითაც შესაძლებელია ჩვენი საავტომობილო კონტროლერების მარტივი მონტაჟი. PSoC– ის კოდი აერთიანებს ყველაფერს. ის ელოდება სერიული ბრძანების მიღებას. ეს არის ფორმატირებული, როგორც 0 და 1 წმ -ის ერთი ხაზი, რომელიც მიუთითებს თითოეული პიქსელის ბეჭდვაზე ან არა. კოდი შემდეგ ხვდება თითოეულ პიქსელს, იწყებს წამყვანი ძრავას. ზღვარზე მგრძნობიარე შეფერხება შავი/თეთრი სენსორის შეყვანისას იწვევს ამინდის შეფასებას ან არ დაბეჭდვას თითოეულ პიქსელზე. თუ პიქსელი ჩართულია, სამუხრუჭე გამომუშავება მაღლა იწევს ტაიმერით. ქრონომეტრზე შეფერხება ელოდება.5 წამი, შემდეგ დისპენსერის გამომუშავებას მაღლა აყენებს, რაც იწვევს ტრანზისტორის ჩართვას და ბურღვის ტრიალს, ტაიმერის მრიცხველის გადატვირთვა. მეორე ნახევრის შემდეგ, შეფერხება იწვევს ძრავის გაჩერებას და წამყვანი ძრავის კვლავ მოძრაობას. როდესაც დაბეჭდვის პირობა ყალბია, უბრალოდ არაფერი ხდება მანამ, სანამ კოდირება არ წაიკითხავს სხვა შავ - თეთრ კიდეებს. ეს საშუალებას აძლევს ხელმძღვანელს შეუფერხებლად იმოძრაოს მანამ, სანამ არ სჭირდება ბეჭდვის გაჩერება. როდესაც სტრიქონის დასასრული მიიღწევა ("\ r / n") "\ n" იგზავნება სერიულ პორტზე, რათა მიუთითოს კომპიუტერზე, რომ ის მზად არის ახალი ხაზისთვის. მიმართულების კონტროლი H- ხიდზე ასევე საპირისპიროა. შექმნას ეგზავნება სიგნალი 5 მმ წინ წასვლისთვის. ეს ხდება სხვა ციფრული გამომავალი საშუალებით, რომელიც დაკავშირებულია ციფრული შეყვანის საშუალებით Creat's DSub25 კონექტორზე. ორივე მოწყობილობა იყენებს სტანდარტულ 5V TTL ლოგიკას, ამიტომ სრული სერიული ინტერფეისი ზედმეტია.

ნაბიჯი 5: კომპიუტერი

სრულად დამოუკიდებელი მოწყობილობის შესაქმნელად გამოიყენეს პატარა x86 კომპიუტერი, სახელად eBox 2300. მაქსიმალური მოქნილობისათვის eBox– ზე დაინსტალირდა Windows CE Embedded– ის პერსონალური დიზაინი. C– ში შემუშავდა პროგრამა USB დრაივიდან 8 – ბიტიანი ნაცრისფერი მასშტაბის ბიტმაპის წაკითხვის მიზნით. შემდეგ აპლიკაციამ ხელახლა აიღო სურათი და შემდეგ გამოუშვა ის ერთი ხაზით PSoC– ში სერიული კომ პორტის საშუალებით.

EBox– ის გამოყენებამ შეიძლება მრავალი შემდგომი განვითარება დაუშვას. ვებ სერვერს შეუძლია სურათების ატვირთვა დისტანციურად ინტეგრირებული უკაბელო საშუალებით. დისტანციური მართვა შეიძლება განხორციელდეს, სხვა საკითხებთან ერთად. სურათის შემდგომი დამუშავება, შესაძლოა შესაბამისი ბეჭდვის დრაივერიც კი შეიქმნას, რომელიც საშუალებას მისცემს მოწყობილობას დაბეჭდოს ისეთი პროგრამებიდან, როგორიცაა ბლოკნოტი. ბოლო რაც ჩვენ თითქმის გამოგვრჩა იყო ძალა. შექმნა წყაროები 18V. მაგრამ ჩვენი მოწყობილობების უმეტესობა მუშაობს 5 ვოლტზე. Texas Instruments DC-DC ელექტრომომარაგება გამოიყენებოდა ძაბვის აქტიურად გარდასაქმნელად ენერგიის გათბობის ხარჯვის გარეშე, რითაც ბატარეის ხანგრძლივობა გახანგრძლივდა. ჩვენ შევძელით ერთ საათზე მეტი ხნის ბეჭდვის დროის რეალიზება. საბაჟო მიკროსქემის დაფა ამ მოწყობილობის დამონტაჟებას ამარტივებს და საჭიროებს რეზისტორებსა და კონდენსატორებს.

ნაბიჯი 6: ეს არის ის

ეს ასეა ჩვენი PrintBot– ისთვის, შემოდგომა 07, რომელიც შეიქმნა Dr. Hamblen– ის ECE 4180 Embedded Design კლასში, Georgia Tech– ში. აქ არის რამოდენიმე სურათი, რომელიც დავბეჭდეთ ჩვენს რობოტთან ერთად. ჩვენ ვიმედოვნებთ, რომ მოგეწონებათ ჩვენი პროექტი და შესაძლოა ის გააჩინოს შემდგომი კვლევა! დიდი მადლობა PosterBot- ს და ყველა სხვა iRobot- ს შექმნა Instructables მათი შთაგონებისა და ხელმძღვანელობისთვის.