Dotter - Огромен матричен принтер на базата на Arduino: 13 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Здравейте, добре дошли в тази инструкция:) Аз съм Никодем Бартник 18 -годишен производител. Направих много неща, роботи, устройства през 4 -годишното си създаване. Но този проект е може би най -големият, що се отнася до размера. Също така е много добре проектиран, мисля, разбира се, че все още има неща, които могат да бъдат подобрени, но за мен това е страхотно. Наистина ми харесва този проект, поради начина, по който работи и какво може да произведе (харесва ми този пиксел/точка като графика), но в този проект има много повече от просто Dotter. Има история за това как го направих, как ми хрумна идеята и защо провалът беше голяма част от този проект. Готов ли си? Предупреждение, че в тези инструкции може да има много за четене, но не се притеснявайте, тук е видеото за това (можете да го намерите и по -горе): ВРЪЗКА КЪМ ВИДЕОТО Започнете!

Стъпка 1: Историята на неуспеха: (и как всъщност измислих идея за това

Може да попитате защо историята на провала, ако проектът ми работи? Защото в началото нямаше Дотер. Исках да направя може би малко подобно нещо, но много по -сложно - 3D принтер. Най-голямата разлика между 3D принтера, който исках да направя, и почти всеки друг 3D принтер беше, че вместо стандартни стъпалови двигатели nema17, той ще използва евтини двигатели 28BYJ-48, които можете да закупите за около $ 1 (да, един долар за стъпков двигател). Разбира се, знаех, че той ще бъде по -слаб и по -малко точен от стандартните стъпкови двигатели (що се отнася до точността, това не е толкова просто, защото повечето двигатели в 3D принтери имат 200 стъпки на оборот, а 28BYJ48 има около 2048 стъпки на революция или дори повече зависи от това как ги използвате, но е по -вероятно тези двигатели да загубят стъпки и предавките в тях не са най -добрите, така че е трудно да се каже дали са повече или по -малко точни). Но вярвах, че ще го направят. И в този момент можете да кажете, че вече има 3D принтер, който използва тези двигатели, да, знам, че всъщност дори има малко от тях. Първият е добре известен, това е Micro от M3D, малък и наистина красив 3D принтер (просто обичам този прост дизайн). Има и ToyRep, Cherry и вероятно много повече, за които не знам. Така че принтерът с тези двигатели вече съществува, но това, което исках да направя различен и по -подобен на моя собствен начин, беше код. Повечето хора използват някои фърмуери с отворен код за 3D принтери, но както може би знаете, ако сте виждали моя базиран на Arduino проект за безпилотни самолети Ludwik, обичам да правя неща от нулата и да се уча по този начин, затова исках да направя свой собствен код за този принтер. Вече разработих четене и интерпретиране на Gcode от SD карта, въртейки двигателите според Gcode и линейния алгоритъм на Bresenham. Доста голяма част от кода за този проект беше готова. Но докато го тествах, забелязах, че тези двигатели прегряват много и са много бавни. Но все пак исках да го направя, затова проектирах рамка за него във Fusion360 (можете да намерите изображение по -горе). Друго предположение в този проект е да се използват транзистори вместо драйвер за стъпков двигател. Открих няколко предимства на транзисторите пред стъпкови драйвери:

1. Те са по -евтини
2. По-трудно е да ги счупите, вече счупих няколко стъпкови драйвери, докато създавах DIY Arduino Controlled Egg-Bot, защото когато изключите мотор от водача по време на работа, той вероятно ще се счупи
3. Драйверите са лесни за управление, можете да използвате по -малко щифтове за това, но аз исках да използвам Atmega32, той има достатъчно щифтове за използване на транзистори, така че не беше важно за мен. (Исках да използвам atmega32 в проект за 3D принтер, накрая в точката няма нужда да го използвам, затова използвам само Arduino Uno).
4. Щастието е много по -голямо, когато сами създадете стъпков драйвер с транзистори, отколкото просто да го купите.
5. Научавайки как работят чрез експериментиране, използвах някои транзистори в предишните си проекти, но практиката е перфектна и най -добрият начин да се научите е да експериментирате. Между другото не е ли толкова странно, че не знаем как работи най -голямото изобретение в света? Ние използваме транзистори всеки ден, всеки има милиони от тях в джоба си и повечето хора не знаят как работи един транзистор:)

През това време получих 2 нови 3D принтера и докато печатах върху тях просто увеличавах скоростта на печат през цялото време, за да правя отпечатъци възможно най -бързо. Започнах да осъзнавам, че 3D принтерът с двигатели 28BYJ-48 ще се забави и вероятно не е най-добрата идея. Може би трябваше да осъзная това по -рано, но бях толкова фокусиран върху кода за този проект и научих как точно работят 3D принтерите, че не успях да видя това по някакъв начин. Благодарение на нещата, които научих, като изградих това нещо, не съжалявам за времето, инвестирано в този проект.

Отказването не е опция за мен и имам 5 стъпала да лежа наоколо, така че започнах да мисля какво мога да направя с тези части. Докато заравях стари неща в гардероба си, намерих рисунката си от началното училище, направена с техника на рисуване с точки, наричана още пуантилизъм (можете да видите моята рисунка по -горе). Това не е произведение на изкуството, дори не е добро:) Но тази идея за създаване на изображение от точки ми хареса. И тук се замислих за нещо, за което бях чувал преди, за матричен принтер, в Полша можете да намерите такъв тип принтер във всяка клиника, където издават странен силен звук: D. За мен беше очевидно, че трябва да има някой, който е направил нещо подобно, и бях прав Робсън Куто вече направи матричен принтер Arduino, но за да го направите, трябва да намерите перфектни компоненти, които могат да бъдат трудни, но ние имат 2018 и 3D печатът става все по -популярен, така че защо да не направите лесна за възпроизвеждане 3D печатна версия, но все пак би било подобно. Затова реших да го направя голям или дори ОГРОМЕН! За да може да печата на голяма хартия, която всеки може да купи - ролка хартия от Ikea:) нейните размери: 45см x 30м. Перфектно!

Няколко часа проектиране и проектът ми беше готов за печат, той е дълъг 60 см, толкова голям, че да се печата на стандартен принтер, така че го разделям на по -малки парчета, които благодарение на специални съединители ще бъдат лесни за свързване. Освен това имаме каретка за маркера, някои ролки за колан GT2, гумени колела за задържане на хартията (също 3D отпечатани с нишка TPU). Но тъй като не винаги може да искаме да печатаме на толкова голяма хартия, направих един от двигателите по оста Y подвижен, така че лесно можете да го регулирате според размера на хартията. Има два двигателя по оста Y и един по оста X, за да премествам писалката нагоре и надолу използвам микро серво. Можете да намерите връзки към моделите и всичко в следващите стъпки.

След това проектирах печатна платка както винаги, но този път, вместо да я правя у дома, реших да я поръчам при професионален производител, за да я направя перфектна, по -лесна за запояване и просто за да спестя малко време, чух много добри мнения за PCBway, затова реших да отида с това. Открих, че те имат програма за стипендии, благодарение на която можете да направите своите табла безплатно, качвам проекта си на техния уебсайт и те го приемат! Благодаря ви много PCBway, че направихте този проект възможен:) Платките бяха перфектни, но вместо да сложа микроконтролер на тази платка, реших да направя Arduino щит, така че да мога просто да го използвам, също е по -лесно да се запоява поради това.

Кодът на точката е написан на Arduino и за изпращане на командите от компютъра до Dotter използвах Processing.

Това вероятно е цялата история за това как се развива този проект и как изглежда сега, поздравления, ако сте стигнали до там:)

Не се притеснявайте, сега ще бъде по -лесно, просто изградете инструкции!

Надявам се да ви хареса тази история на проекта The Dotter, ако е така, не забравяйте да я вземете присърце.

*на рендерите по -горе можете да видите X каретка с 2 химикалки, това беше първият ми дизайн, но реших да премина към по -малка версия с една писалка, за да я олекотя. Но версията с 2 химикалки може да бъде интересна, защото бихте могли да правите точки в различни цветове, има дори място за второ серво на печатната платка, така че това е нещо, което трябва да се вземе предвид за dotter V2:)

Стъпка 2: Какво ще ни трябва?

Какво ще ни трябва за този проект, това е страхотен въпрос! Ето списък на всичко с връзки, ако е възможно:

1. 3D отпечатани части (връзки към модели в следващата стъпка)
2. Arduino GearBest | BangGood
3. 28BYJ48 стъпкови двигатели (3 от тях) GearBest | BangGood
4. Микро серво мотор GearBest | BangGood
5. Колан GT2 (около 1,5 метра) GearBest | BangGood
6. Кабели GearBest | BangGood
7. Лагер GearBest | BangGood
8. Две алуминиеви пръти с дължина около 60 см всяка

9. За да направите печатна платка:

   1. Очевидно печатна платка (можете да поръчате, да ги направите сами или да я купите от мен, имам няколко дъски, които можете да ги купите тук:
   2. Транзистори BC639 или подобни (8 от тях) GearBest | BangGood
   3. Токоизправител (8 от тях) GearBest | BangGood
   4. LED зелен и червен GearBest | BangGood
   5. Някои откъснати заглавки GearBest | BangGood
   6. Arduino Stackable Header Kit GearBest | BangGood
   7. Някои резистори GearBest | BangGood

Вероятно най -трудното нещо, което можете да получите за вас, са 3D отпечатани части, попитайте приятелите си, в училище или в библиотека, те може да имат 3D принтер. Ако искате да закупите такъв, мога да ви препоръчам CR10 (линк за покупка), CR10 mini (линк за покупка) или Anet A8 (линк за покупка).

Стъпка 3: Колкото мога, толкова просто, колкото мога (3D модели)

Както казах, голяма част от този проект беше размерът, исках да го направя голям и в същото време да съм прост. За да стане по този начин, прекарвам много време във Fusion360, за щастие тази програма е невероятно удобна за потребителя и обичам да я използвам, така че не беше голяма работа за мен. За да се побере на повечето 3D принтери, разделих основната рамка на 4 части, които могат лесно да се свържат благодарение на специални съединители.

Ролките за ремъци GT2 са проектирани с този инструмент (готино е, проверете го):

Добавих DXF файловете на тези 2 ролки само за ваше сведение, че нямате нужда от тях, за да направите този проект.

Нито един от тези модели не се нуждае от опори, ролките имат вградени опори, защото би било невъзможно да се премахнат подпорите от вътрешната страна на ролката. Тези модели са доста лесни за отпечатване, но отнема известно време, защото са доста големи.

Колелата, които преместват хартията, трябва да бъдат отпечатани с гъвкава нишка, за да стане по -добре. Направих джанта за това колело, която трябва да бъде отпечатана с PLA и върху това колело можете да поставите гумено колело.

Стъпка 4: Сглобяване

Това е лесна, но и много приятна стъпка. Всичко, което трябва да направите, е да свържете всички 3D отпечатани части заедно, да поставите двигатели и серво на място. В края трябва да поставите алуминиеви пръти в 3D отпечатаната рамка с карета върху нея.

Отпечатах винт на гърба на държача на двигателя Y, който е подвижен, за да го държи на място, но се оказва, че долната част на рамката е твърде мека и се огъва, когато затегнете винта. Така че вместо този винт използвам гумена лента, за да задържа тази част на място. Това не е най -професионалният начин да направите това, но поне работи:)

Можете да видите размера на химикалката, която използвах за този проект (или може би е по -скоро като маркер). Трябва да използвате същия размер или възможно най -близо, за да работи перфектно с X каретка. Също така трябва да монтирате яка за писалката, за да позволите на серво да я движи нагоре и надолу, можете да я фиксирате, като затегнете винт отстрани.

Няма много за обяснение, така че просто разгледайте снимките по -горе и ако трябва да знаете нещо повече, оставете коментар по -долу!

Стъпка 5: Електронна схема

По -горе можете да намерите електронна схема за този проект, ако искате да закупите печатна платка или да я направите, не е нужно да се притеснявате за схемата, ако искате да я свържете към макета, можете да използвате тази схема, за да направите това. Износих ви, че ще бъде доста объркано на тази схема, има много връзки и малки компоненти, така че ако можете, използването на печатна платка е много по -добър вариант. Ако имате някакви проблеми с печатни платки или вашият проект не работи, можете да го отстраните с тази схема. Можете да намерите. SCH файл в следващата стъпка.

Стъпка 6: ПХБ като професионалист

Това е може би най -добрата част от този проект за мен. Направих много печатни платки у дома, но никога не се опитах да ги поръчам в професионален производител. Това беше страхотно решение, спестява много време, а тези платки са просто много по -добри, имат маска за запояване, по -лесно се запояват, изглеждат по -добре и ако искате да направите нещо, което искате да продадете, няма начин ще направя печатни платки у дома, така че съм една крачка по -близо до създаването на нещо, което ще мога да произвеждам в бъдеще, поне знам как да правя и поръчвам печатни платки. Можете да се насладите на красиви снимки на тези дъски по -горе, а ето и връзка към PCBWay.com

Имам няколко резервни дъски, така че ако искате да ги купите от мен, можете да ги купите на tindie:

Стъпка 7: Запояване, свързване …

Имаме страхотна печатна платка, но за да работи, трябва да запояваме компоненти върху нея. Не се притеснявайте, че е много лесно! Използвах само THT компоненти, така че няма супер прецизно запояване. Компонентите са големи и лесни за запояване. Те също така са лесни за закупуване във всеки електронен магазин. Тъй като тази печатна платка е просто щит, не е нужно да запоявате микроконтролер, ние просто ще свържем щита към платката Arduino.

В случай, че не искате да правите печатна платка, можете да намерите схема по -горе с всички връзки. Не препоръчвам да свързвате това на макета, ще изглежда наистина разхвърлян, има много кабели. PCB е много по -професионален и по -безопасен начин да направите това. Но ако нямате друга опция, свързването на макет е по -добре, отколкото изобщо да не се свързвате.

Когато всички компоненти са запоени на платката, можем да свържем двигатели и серво към нея. И да преминем към следващата стъпка! Но преди това, спрете за секунда и разгледайте тази красива печатна платка с всички компоненти върху нея, просто ми харесва как изглеждат тези електронни схеми! Добре, да продължим:)

Стъпка 8: Код на Arduino

Когато щитът е готов, всичко е свързано и сглобено, можем да качим код в Arduino. Не е нужно да свързвате щита към Arduino на тази стъпка. Можете да намерите програма в прикачения файл по -долу. Ето кратко обяснение как работи:

Той получава данните от серийния монитор (код за обработка) и винаги, когато има 1, прави точка, когато има 0, не го прави. След всяка получена информация се премества за няколко стъпки. Когато се получи нов линеен сигнал, той се връща в изходна позиция, премества хартията по оста Y и прави нов ред. Това е много проста програма, ако не разбирате как работи, не се притеснявайте, просто я качете на вашия Arduino и тя ще работи!

Стъпка 9: Обработка на код

Обработващият код чете изображението и изпраща данните към Arduino. Изображението трябва да е с определен размер, за да бъде върху хартията. За мен максималният размер за хартия А4 е около 80 точки x 50 точки. Ако промените стъпките на оборот, ще получите повече точки на ред, но и много по -голямо време за печат. В тази програма няма много бутони, не исках да я направя красива, тя просто работи. Ако искате да го подобрите, не се колебайте да го направите!

Стъпка 10: В началото имаше точка

Последен тест на Dotter!

Точка, точка, точка …….

Десетки точки по -късно нещо се обърка! Какво точно? Изглежда, че Arduino се нулира и забрави броя на стъпките, започна много добре, но в един момент имаме проблем. Какво може да не е наред? След два дни отстраняване на грешки намерих решение за това. Беше някак просто и очевидно, но не мислех за това в началото. Какво е? Ще разберем в следващата стъпка.

Стъпка 11: Провалът не е опция, той е част от процес

Мразя да се отказвам, затова никога не го правя. Започнах да търся решение на проблема си. Докато изключвах кабел от моя Arduino напоследък през нощта, усетих, че е наистина горещо. Тогава разбрах какъв е проблемът. Тъй като оставям включени двигателите по оста Y (на намотката на тези двигатели), линейният стабилизатор на моя Arduino става много горещ поради доста голям постоянен ток. Какво е решението за това? Просто изключете тези бобини, докато не се нуждаем от тях. Супер просто решение за този проблем, това е страхотно и аз съм на път да завърша този проект!

Стъпка 12: Победа

Победата ли е? Моят проект работи, най -накрая! Отне ми много време, но най -накрая проектът ми е готов, работи точно както исках. Сега изпитвам чисто щастие заради завършването на този проект! Можете да видите някои от изображенията, които отпечатах върху него! Има много повече за печат, така че очаквайте да видите някои актуализации за това.

Стъпка 13: Краят или началото?

Това е краят на инструкциите за изграждане, но не и краят на този проект! Той е с отворен код, всичко, което споделих тук, можете да използвате, за да изградите това нещо, ако добавите някакви подобрения, не се колебайте да ги споделите, но не забравяйте да поставите връзка към тази инструкция, също така ме уведомете, че сте подобрили моя проект:) Това ще бъде готино, ако някой го направи. Може би някой ден, ако намеря време за това, ще го подобря и ще публикувам Dotter V2, но точно сега не съм сигурен.

Не забравяйте да ме последвате по инструкции, ако искате да сте в крак с моите проекти, можете също да се абонирате за канала ми в YouTube, защото публикувам тук някои страхотни видеоклипове за създаването и не само:

goo.gl/x6Y32E

и ето моите акаунти в социалните медии:

Facebook:

Instagram:

Twitter:

Благодаря ви много за четенето, надявам се да имате страхотен ден!

Приятно правене!

P. S.

Ако наистина харесвате моя проект, моля, гласувайте за него в конкурсите: D

Вицешампион в Epilog Challenge 9

Втора награда в конкурса Arduino 2017