Maklike boufokusstapel: 11 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Hergebruikte 3D -drukkeronderdele en op Arduino gebaseerde FastStacker -sagteware maak 'n eenvoudige en goedkoop bou van 'n volledige fokusstapelrigger moontlik

Sergey Mashchenko (Pulsar124) het 'n uitstekende taak verrig om 'n DIY Arduino -gebaseerde fokusstapel te ontwikkel en te dokumenteer, soos beskryf op sy wiki (https://pulsar124.fandom.com/wiki/Fast_Stacker). Baie mense het sy projek gebou en soos hy op sy wiki opmerk, is sy projek wyd bespreek in relevante forums. Ek het onlangs self 'n weergawe van hierdie gebou voltooi, soos ek in 'n opmerking op sy wiki dokumenteer. Ek het 'n kontroleerder gebou rondom die ontwerp van Pulsar124 met 'n Arduino, toetsbord, stepper driver en 'n Nokia 5110 LCD -skerm. Daar was baie soldeerwerk betrokke en die ou voorraad LCD was baie problematies. Die forums het getoon dat ander ook probleme ondervind met die LCD. Die sagteware van die projek van Pulsar124 is baie mooi. Dit is volwasse en volledig en ek wou dit makliker maak om 'n stelsel te bou wat dit gebruik. Ek het sy sagteware oorgedra om op 'n 3D -drukkerbeheerplatform te werk, bestaande uit 'n Arduino -mega, 'n RAMPS 1.4 -skild en 'n volledige grafiese slimbeheer -LCD -paneel met gepaardgaande kabels. Ek gee die sagteware hier instruksies om die stapelbeheerder saam te stel waarop dit werk. Vir die spoor self, in plaas van om te begin met 'n kommersiële Velbon -spoor, soos in die oorspronklike projek, het ek 'n eenvoudige spoor op 3D -drukker ontwerp wat ek ook hier dokumenteer. Ek neem geen verantwoordelikheid vir hierdie kode of ontwerp as iemand hul kamera of iets anders deurmekaar maak nie.

Voorrade

Stapelaarbeheerder

Die volgende onderdele word baie goedkoop saam verkoop as 'n "3D -drukkit" of "RAMPS -stel", maar u kan dit afsonderlik koop of dit van 'n ongebruikte 3D -drukker verwyder.

• Arduino mega
• RAMPS 1.4
• 1 stepper driver (die kits bevat gewoonlik ten minste 4)
• Volledige grafika Smart Controller LCD -skerm met aansluitbord en lintkabels. As u koop, kies een met 'n ingeboude potensiometer vir die beheer van die agterlig.
• kopspringers vir die opstel van stepper -bestuurder
• repRap styl limiet skakelaars en gepaardgaande kabels

Ook nodig vir die beheerder:

• 4x4 skakelaar klavier

• spanningsverdeler dele

  • 150K weerstand
  • 390K weerstand
  • 0.1 uf kapasitor
  • 2 enkele manlike kopspelde (opsioneel)

• Kamerakoppelvlak -relaisbordonderdele

  • 2 riet relais- 10ma spoel, ingeboude snubber diodes
  • 1/8 "phono -aansluiting
  • 3 -pen 0.1 "kop
• 6-sel AA-batterypak met NiMH-herlaaibare batterye vir batterykrag
• Muurvratvoorraad lewer nominale 9VDC vir wisselstroomwerking
• Jumper drade of drade/penne/connector pen huise om die verbinding tussen die klavier en RAMPS headers te maak. 8-pen tot 2 X 4-pins verbinding nodig.
• Drade of kabel om eindskakelaars aan die RAMPS -kop te koppel. Ek gebruik die kabels wat by die eindskakelaars in die RAMPS -kit kom, en brei dit uit soos hieronder beskryf.
• Kabel om die stepper aan die RAMPS -kop te koppel. Ek het 'n 59 "stepper -kabel van Amazon gebruik.

• Handmatige kamera-sluiter-beheerkabel wat saam met u tipe kamera werk- vind 'n paar dollar op eBay of Amazon. Knip die handknoppie -eenheid weg en gooi dit weg en behou die kabel en aansluiting wat spesifiek vir u kamera is.

Fokusrail

• 3D-gedrukte stukke met behulp van die meegeleverde STL-lêers- motor einde, ver einde en slee.
• NEMA 17 -stapmotor met 'n 300 mm T8 -loodskroef, of u lengte -voorkeur. As loodskroef nie geïntegreer is nie, gebruik koppelstuk om stepper by loodskroef aan te sluit
• Messingmoer vir loodskroef - vlakte- of veerbelaste anti -terugslag
• 4 LM8U -laers
• 2 8 mm staalstawe 340 mm lank of die grootte van u loodskroef
• Basisplaat 100 mm x 355 mm (of gepaste lengte) Ek het 'n stuk aluminiumfondus van 4 "x 14" gebruik terwyl die oppervlak skoongemaak is. Baie ander basisopsies is moontlik.
• Boute om eindstukke aan die basis vas te maak - ek het 1/4-20 gebruik
• Moere/boute vir die bevestiging van eindskakelaars - 4-40 of 3 mm
• RepRap styl limiet skakelaars. Die RAMPS -kits bevat dikwels 3 of 4 hiervan. Standaard mikroskakelaars kan ook gebruik word met die gatpatrone op die eindstukke wat ook aanvaar word.

• Die volgende, van bo na onder, vanaf die kamera, om u kamera aan die relingslee te monteer

  • 50 mm universele vinnige skoenplaat met 1/4 skroef, pas by die Arca-Switserse standaard (op kamera vasgemaak)
  • 200 mm Nodal Slide -fokusrailplaat met snelsluitingsklem vir Arca -montering (aanvaar plaat hierbo)
  • 50 mm Arca Swiss -klem, snelklem -plaatklem, pas in Arca -stylplaat (monteer skuifknopplaat op slee)
• Ritssluitings, 4"

Stap 1: RAMPS en Arduino

Die foto toon een van die tipiese RAMPS -kits.

Die sagteware vir hierdie build is hier:

Installeer die FastStacker -sagteware op die megaplank. Voordat u die Faststacker -sagteware op die bord opstel en oplaai, gebruik die Arduino IDE -biblioteekbestuurder om die u8g2lib -grafiese biblioteek in u Arduino -omgewing te installeer. As u 'n ander spoor, eindskakelaars, ens. Gebruik, raadpleeg die oorspronklike Wiki -weergawe vir advies oor aanpassing.

Installeer al drie springers in die X -stapmotorbestuurderplek van die RAMPS, soos op die foto getoon, en installeer dan 'n stapmotorbestuurder op hierdie plek. Dit stel in vir 16 mikrostappe. Steek die RAMPS -skild in die Arduino mega. Koppel die grafiese LCD aan die RAMPS met die koppelvlakkaart en lintkabels wat by die LCD verskyn, met aandag aan die etikette op die verbindings aan elke kant. Let daarop dat hierdie LCD nie programmatiese beheer van die agtergrond ondersteun nie, sodat die funksie in die sagtewarepoort uitgeskakel word.

In die volgende stappe word verskeie verbindings met die RAMPS -bord gemaak deur aan te sluit op verskillende koppe. Die diagram van die RAMPS -bord gee 'n opsomming van hierdie verbindings vir verwysing, met verdere besonderhede in latere stappe.

Stap 2: Spanningsverdeler

Die stapelbeheerder bevat funksies om die batteryspanning (of wat ook al die ingangskragbron is) te monitor. 'N Spanningsverdeler word gevorm uit 2 weerstande en 'n 0.1uf ruisonderdrukkingskondensator volgens die oorspronklike ontwerp. In hierdie opset word die spanningsverdeler in penne van die andersins ongebruikte y stepper -kopstuk ingeprop. Die mega se interne 2.56V spanningsverwysing word gebruik vir die metings.

In die oorspronklike projekdokumentasie en -kode word na die twee verdelingsweerstande verwys as R3 en R4, en ons gaan hier voort. As ons aanvaar dat R3 die een is wat direk gekoppel is aan die "+" van die battery (Y -koppen 16) en R4 aan die grond gekoppel is (Y -koppen 9), is die verdelingsverhouding R4/(R3+R4). Hierdie opbou veronderstel 'n nominale inset spanningsbereik van 6,9V tot 9V. As dit met batterye werk, gebruik dit 6 AA NiMH -herlaaibare batterye. As dit van AC gebruik word, gebruik dit 'n 9V nominale muurwrat. Ons skaal 9.2V tot 2.56V met hierdie weerstande: R4 = 150K, R3 = 390K.

Bou die spanningsverdeler soos aangedui. Die penne is nie streng nodig nie; u kan die weerstandskabels in die kopstuk aansluit. Die leidrade op die weerstande wat ek gehad het, het egter klein gelyk en ek was bang dat hulle nie betroubaar ingesteek sou bly nie, en ek het die penne bygevoeg. Ek is nie seker of die kapasitor regtig nodig is nie- dit lyk asof dit goed werk sonder om te sien in die prentjie van die minimalistiese weergawe van die verdeler met 'n enkele soldeeraansluiting.

Koppel die verdeler soos volg in die Y-stepper-kop op die RAMPS en soos op die foto getoon:

Pen 16 (Vcc)- vrye lood van 390K-weerstand.

Speld 9 (gnd) - vrye lood van 150K weerstand

Speld 8 (Y-stepper-aktivering, arduino A7)- kraan van spanningsverdeler

Stap 3: Toetsenbord

Daar word 2 soorte klavierblaaie wat algemeen beskikbaar is, vertoon. Die stacker.h -lêer bevat sleuteltoewysings vir albei met die swart/wit -eenheid standaard aangeskakel. Los die ander kartering in plaas daarvan as u een van die rooi/blou membraantipe gebruik. Raadpleeg die oorspronklike projekdokumentasie as u s'n anders is.

As u probleme ondervind omdat sommige sleutels nie werk nie, maar nie 'n volledige ry of kolom nie, en u gebruik een van die swart/wit eenhede, meet die weerstand van die ry-kolomverbindings vir al die sleutels. Die swart/wit stylklavier gebruik 'n soort gedrukte koolstofspore op die bord binne, wat veroorsaak dat sommige ry-kolomverbindings 'n hoë weerstand het, wat veroorsaak dat sommige sleutels nie reageer as dit op sommige platforms gebruik word nie, byvoorbeeld arduino pro mini.

Die klavier het 'n 8 -pins aansluiting. 4 van hierdie penne maak verbinding met een kop op die RAMPS en die ander 4 koppel aan 'n ander kop. Ek het 8 -tot dubbel -4 -lint lintkabels gemaak vir beide soorte klavier soos op die foto's. Hulle is dieselfde, behalwe die geslag van die penne wat met die bedieningspaneel verbind word. Ek gebruik penhuise en krimp op manlike en vroulike penne saam met draad en 'n krimpgereedskap om die kabels te maak, maar jumperdrade of ander vooraf gekrimpte opsies kan gebruik word. Hierdie video van Pololu toon baie produkopsies om hierdie soort kabels te bou: https://www.pololu.com/category/39/cables-and-wir…. Springdrade van die getoonde tipe is 'n maklike opsie.

Gebruik die kabel om die bedieningspaneel aan te sluit op die RAMPS volgens die foto's en soos volg (die nommer van die sleutelbordpen hieronder word aangeneem dat pen 1 links is as u na die voorkant van die sleutelbord kyk, pen 8 na regs):

Toetsenbordpenne 1-4 sluit aan op die RAMPS Servos-kop, die penne in volgorde, links na regs, begin by die pen wat die naaste aan die resetknoppie is. Dit sluit soos volg aan:

klavier 1- D11

klavier 2- D6

klavier 3- D5

klavier 4- D4

Toetsenbordpenne 5-8 maak verbinding met die RAMPS-eindstopkop en maak die volgende verbindings:

klavier 5- Ymin- D14

klavier 6- Ymax- D15

klavier 7- Zmin - D18

klavier 8, Zmax- D19

Stap 4: Kamera -koppelvlak

'N Klein bordjie met 2 riet relais, 'n 3-pins kopstuk en 'n 1/8 klankaansluiting dien as die koppelvlak tussen die RAMPS en die kamera.. Kies een wat nie meer as 10ma nodig het om te aktiveer nie (spoel van 500ohm). Ek het toevallig 'n paar Gordos 831A-4-relais gehad, maar DigiKey het byvoorbeeld die Littlefuse #HE721A0510, Digi-Key onderdeelnommer HE101-ND wat geskik lyk. Die skematiese word getoon.

'N Kabel word van die handmatige sluiterbeheer gemaak deur die drukknopknoppie te sny en te gooi nadat u opgemerk het watter drade AF, sluiter en algemeen is. Hierdie kabel is gekoppel aan 'n 1/8 klankprop wat in die aansluiting op die relaibord aansluit.

Die aflosbord kan met die RAMPS verbind word met 'n kort 3 -draads servokabel soos aangedui. U kan 'n standaard servokabel gebruik, springers gebruik of u eie maak. Die relaisbord van die kamera-koppelvlak sluit aan op die AUX-2-kop van die RAMPS-kaart, wat die volgende verbindings maak:

Aux 2, pen 8- GND

Aux 2, pen 7- AF- D63

Aux 2, pen 6 - sluiter- D40

Ek het geëksperimenteer met die gebruik van 'n aflosmodule vir hierdie funksie om te voorkom dat ek 'n bord moes bou, maar die algemeen beskikbare module het te veel stroom van die 5V -spoor gebruik.

Stap 5: Stepper -verbinding

Steek die stepper kabel in die X stepper kop. Ek het 'n 59 stepper -verlengkabel gebruik, soos op die 2de foto getoon. As die stepper in die verkeerde rigting draai, draai die stepper -aansluiting wat by die RAMPS -bord ingeprop is, om.

Stap 6: Beperk skakelaars

Die FastStacker -sagteware maak nie 'n onderskeid tussen die twee eindstoppe nie, en dit gee nie om watter een daar raak nie. Die RAMPS -stapelaarsagteware is ingestel om direk te kan werk met 2 standaard repRap -eindskakelaars en hul gepaardgaande kabels wat in die Xmin- en Xmax -eindstopkopposisies op die RAMPS aansluit. Die prentjie toon waar hierdie inskakel. In hierdie opset is elke eindskakelaar op die spoor gekoppel aan +5V, GND, en word 'n individuele seindraad vir elke eindskakelaar aangelê. Die sagteware OR die twee insette saam. Dit maak dit moontlik om die kabels wat by die RAMPS -kit bygevoeg is, weer te gebruik, en dit laat die LED -aanwysers op die repRap -eindstopborde aan die brand wanneer die stop stop. Die seinlyne van die twee repRap -skakelaars kan nie aan mekaar gekoppel word as die borde +5 ontvang nie, as dit die een veroorsaak, en nie die ander nie, +5 tot GND. Ek het die kabelboom gemaak wat uit die oorspronklike kabels getoon is, 'n enkele kragpaar na die skakelaars gestuur, maar hul individuele seindrade behou en al die drade verleng. Dit gebruik steeds 4 drade tussen die beheerder en die spoor.

'N Eenvoudiger benadering gebruik net 2 drade- GND en een van die Xmin- of Xmax-eindstopkoppenne wat na die twee normaalweg oop eindstopskakelaars loop, wat parallel bedraad is. As 'n eindstopskakelaar geaktiveer word, word die seinlyn grond toe getrek. Minder drade, maar geen LED -beligting as 'n skakelaar aangeskakel word nie.

Die gatpatrone op die spoor-eindstukke ondersteun ook mikroskakelaars van standaardgrootte (nie die mini's soos op die repRap-borde nie). Gebruik in hierdie geval die tweedraads konfigurasie.

Stap 7: Krag en bank toets

Pas nominaal 7-9V toe op die ingangskoppelstuk van die RAMPS. Let op die prentjie watter stel terminale op die kragkonnektor gebruik word. Dit is die lae -kragstel van Vcc -insette, nie die insette met hoë krag wat die RAMPS MOSFETS aandryf nie. Die stelsel moet begin en vir u sê om op enige sleutel te druk om die kalibrasie te begin. As u dit doen, begin die stepper draai. Laat dit 'n paar sekondes lank doen, en aktiveer dan een van die limietskakelaars. Die motor moet omdraai. Laat dit 'n paar sekondes loop, en druk dan weer op 'n limietskakelaar. Die motor sal weer omdraai en beweeg na wat volgens hom die 4 mm -posisie is. Voer op hierdie stadium die werking van die verskillende sleutels op die sleutelbord uit, met verwysing na die oorspronklike projekdokumentasie, om seker te maak dat die sleutels korrek gelees word. Let daarop dat die funksie van die agtergrondbeheer van die oorspronklike projek nie op hierdie stelsel ondersteun word nie- die LCD ondersteun dit nie. Begin 'n paar stapels en luister na die klik van die relais wat aktiveer, en as alles goed lyk, verifieer u die koppelvlak van u kamera. Dit behoort die elektronika te wees.

Stap 8: Spoor

Die drie 3D-afdrukke is maklike afdrukke en fyn lae is nie nodig nie- ek het.28mm gebruik. Dit pas bymekaar, soos op die foto's. Let asseblief daarop dat sommige foto's in hierdie instruksie 'n vorige weergawe van die spoorontwerp toon voordat ek die eindstopskakelaars van bo -op die eindstukke na die binnekant van die eindstukke verskuif het. Die slee is geskik vir óf die teen-terugslagmoer soos aangedui óf die standaardmoer. Begin by die motorkant, bevestig die motor en eindstop, voeg die relings by, skuif die slee aan en draai die loodskroef met die hand om dit op die moer te ryg. Druk die verste stuk op die relings, voeg die rits vas, en die samestelling word grootliks gedoen, behalwe om vas te maak aan die basis wat u kies. Daar is baie opsies vir 'n basis. Die aluminiumplaat wat ek gebruik het, is sterk en kan maklik vasgemaak word om aan 'n driepoot te monteer. Aluminium -ekstrudering of hout is ander moontlikhede.

Stap 9: Omhulsel

Daar is baie moontlike maniere om die elektronika in die eerste prentjie te verpak. Daar is baie ontwerpe op Thingiverse vir bokse wat die RAMPS/mega/LCD -kombinasie bevat, wat 'n begin kan wees vir 'n 3D -gedrukte weergawe. Ek het 'n laser gebruik om 'n boks in akrielkonsole te maak uit die ontwerp wat in die aangehegte SVG -lêer gegee word. Die boks is geskep met Boxes.py en die gatpatrone is bygevoeg in Lightburn. Dit is bedoel vir 2,8 mm materiaal. Ek het die boks ontwerp om die battery agter die elektronika te hou, en ek het 'n kerf agter in die kragopbrengs gelei. Met 'n skarnierdeksel kan die battery maklik verwyder word. Die ingangsaansluiting vir die stelsel word na 'n gaatjie aan die agterkant van die boks gebring, waar dit vasgeplak word. As die battery uit die battery loop, word die batterykabel in die aansluiting geplaas, soos getoon. Die wisselstroomadapter word in dieselfde aansluiting gekoppel as dit van wisselstroom gebruik word. Die battery kan opgelaai word sonder om dit uit die boks te haal, soos op die foto getoon.

Stap 10: werking

Hier verwys ek u terug na die uitstekende gebruikersgids van Pulsar124: https://pulsar124.fandom.com/wiki/User_guide. Ek het 'n gelamineerde cheat sheet gemaak soos getoon om my te help om sleutelbordopdragte te onthou totdat ek dit leer ken het. Soos voorheen genoem, ondersteun die LCD nie die beheer van die agtergrond nie, dus werk die opdrag #-4 nie.

Sien die aangehegte video vir 'n baie vinnige demonstrasie van 'n paar basiese operasies.

Stap 11: Bou aantekeninge en gedagtes

Die poort het begin met FastStacker V1.16. Dit is hoofsaaklik omdat dit die weergawe is wat ek gebruik het vir my pro-mini-gebou. Dit was omdat ek nie die V1.17 op die pro-mini kon pas nie, en ek het nie regtig omgee vir die teleskoopbeheer van 1.17 nie. Op die mega neem hierdie weergawe, wat ek 1.16a genoem het, minder as 20% van die geheue in beslag, so daar is genoeg ruimte vir V1.17 en meer. Die RAMPS -poort behels penkartering en vervanging van die ou LCD -bestuurder met die u8g2lib -grafiese bestuurder. Die groter LCD bied die luukse van ekstra karakters wat ek vir etikette, boodskappe en eenhede van die bestaande UI gebruik het, om dit 'n bietjie meer toeganklik te maak vir af en toe gebruikers. Soos aangedui, ondersteun die LCD nie programmatiese beheer van die agtergrond nie, sodat die opdrag uitgeskakel word. Ek het 'n paar veranderinge aangebring in die spanningsmoniteringsgebied, met behulp van die interne spanningsverwysing en nog 'n kritieke limiet spanningskonstante bygevoeg wat gebruik word om lae spanning te verifieer voordat die spoor gesluit word. Ek het ook daarop gemik dat die ontwerp vanaf 6 selle eerder as 8, soos in die oorspronklike gebou, uitgevoer moet word. Die 6 selle is meer energie -doeltreffend, neem minder ruimte in beslag en verminder spanning op die 5V -reguleerder op die mega, sonder enige invloed op fisiese prestasie. Ek het die pieper op die LCD gebruik om 'n kort piep te gee wanneer een van die foutboodskappe verskyn. Ek het die standaard terugslaggetal op 0.2mm gelaat soos dit oorspronklik was, alhoewel ek vermoed dat dit minder is met die teen-terugslagmoer, maar ek het dit nie probeer meet nie. As u die terugslagvergoeding uitskakel en in 'n steil hoek werk, skakel die kragbesparing uit, sodat u seker is dat u die posisie behou. Een funksie wat ek in die sagteware wou hê, is die toetsbordbeheer van die rigting van terugslagvergoeding (sonder om die werkingsrigting van die spooroperasie om te keer met behulp van die *-1-opdrag). Dit kan gekarteer word na die ongebruikte druk op die toetslig. Afhangende van die oriëntasie van die werking, is ek nie seker dat die huidige kompensasierigting altyd korrek is nie, dit wil sê dat u altyd kan aanneem dat die slee wat van die motor wegbeweeg, altyd die rigting is wat nie kompensasie nodig het nie. Ek dink dit maak regtig nie saak vir groot stapels nie. Die kode is opgestel vir 16 mcstappe. Daar was 'n konstante in die kode wat gebruik word om die redelike aantal rame vir 1pt -stapels wat ek in stacker.h as RAIL_LENGTH gedefinieer het, na te gaan en dit op 180 te stel, wat die geskatte reisafstand vir hierdie spoor is. Verander as u spoor anders is.

Hierdie platform bied ander addisionele funksies behalwe geheue wat hierdie build nie kan benut nie. Die grafiese vermoëns van die LCD kan meer gebruik word as om die SOC -aanwyser van die battery te teken. Die optiese knopknop is aanloklik, en ek het probeer om dit in die projek te integreer. Ek het 'n goeie bestuurder gevind, dit in die bou- en hooflus geïntegreer en die sagteware probeer uitvee deur te dink dat die "1" en "A" sleutels ingedruk word toe die knop gedraai word. Dit het effens gewerk, maar was skelm en het geen nuttige funksies nie, so ek het dit uitgetrek. Daar is verskeie ongebruikte stepper driver -plekke op die RAMPS -bord wat gebruik kan word om addisionele steppers te beheer, as dit van nut kan wees.

Die 3D -drukkersbeheerders soos RAMPS bied uitstekende beginpunte vir sulke konstruksies, en ek hoop dat nog 'n paar mense kan baat by die cool sagteware van Pulsar124 op hierdie maklik om te integreer -platform.