Dotter - Enorme Arduino -gebaseerde puntmatriksdrukker: 13 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Hallo, welkom in hierdie instruksies:) Ek is Nikodem Bartnik, 'n 18 -jarige vervaardiger. Ek het baie dinge, robotte, toestelle deur my 4 jaar vervaardig. Maar hierdie projek is waarskynlik die grootste wat grootte betref. Ek dink dit is ook baie goed ontwerp, natuurlik is daar nog dinge wat verbeter kan word, maar vir my is dit wonderlik. Ek hou baie van hierdie projek, vanweë hoe dit werk en wat dit kan produseer (ek hou van hierdie pixel/punt soos grafika), maar daar is baie meer in hierdie projek as net die Dotter. Daar is 'n verhaal oor hoe ek dit gemaak het, hoe ek 'n idee daarvoor gekry het en waarom mislukking 'n groot deel van hierdie projek was. Is jy gereed? Waarskuwing: daar kan baie in hierdie instruksies gelees word, maar moenie bekommerd wees nie, hier is die video daaroor (u kan dit ook hierbo vind): SKAKEL NA DIE VIDEOLet se begin!

Stap 1: Die verhaal van mislukking: (en hoe ek eintlik 'n idee hiervoor gekry het

U kan vra waarom die storie van mislukking as my projek werk? Want aan die begin was daar nie 'n Dotter nie. Ek wou 'n bietjie soortgelyke ding maak, maar baie meer gesofistikeerd - 'n 3D -drukker. Die grootste verskil tussen 3D-drukkers wat ek wou maak en byna enige ander 3D-drukker was dat dit in plaas van standaard nema17-stapmotors 'n goedkoop 28BYJ-48-motor sal gebruik wat u vir ongeveer $ 1 kan koop (ja een dollar vir 'n stapmotor). Ek het natuurlik geweet dat dit swakker en minder akkuraat sal wees as standaardstappermotors (wat die akkuraatheid betref, is dit nie so eenvoudig nie, want die meeste motors in 3D -drukkers het 200 treë per omwenteling en 28BYJ48 het ongeveer 2048 treë per omwenteling of selfs meer hang af van hoe u dit gebruik, maar die motors is meer geneig om trappe te verloor en ratte binne is nie die beste nie, so dit is moeilik om te sê of hulle min of meer akkuraat is). Maar ek het geglo dat hulle dit sou doen. En op daardie stadium kan u sê wag, daar is reeds 'n 3D -drukker wat die motors gebruik, ja, ek weet dat daar eintlik min is. Die eerste is bekend, Micro by M3D, 'n klein en baie mooi 3D -drukker (ek hou net van hierdie eenvoudige ontwerp). Daar is ook ToyRep, Cherry en waarskynlik nog baie meer waarvan ek nie weet nie. Daar is dus reeds 'n drukker met die motors, maar ek wou kodeer en anders as my eie manier maak. Die meeste mense gebruik 'n paar open source firmwares vir 3D -drukkers, maar soos u dalk weet, as u my op Arwino gebaseerde Ludwik -drone -projek gesien het, hou ek daarvan om dinge van nuuts af te doen en daardeur te leer, so ek wou my eie kode vir hierdie drukker maak. Ek het reeds Gcode van die SD -kaart gelees en geïnterpreteer en die motors gedraai volgens Gcode en Bresenham se lynalgoritme. 'N Groot deel van die kode vir hierdie projek was gereed. Maar terwyl ek dit toets, het ek opgemerk dat die motors baie oorverhit en dat hulle te stadig is. Maar ek wou dit nog steeds maak, en ek het 'n raam daarvoor ontwerp in Fusion360 (u kan die prent hierbo vind). 'N Ander aanname in hierdie projek was om transistors te gebruik in plaas van 'n stapmotorbestuurder. Ek het min voordele van transistors bo stepper -bestuurders gevind:

1. Hulle is goedkoper
2. Dit is moeiliker om hulle te breek, ek het al 'n paar stepper-bestuurders gebreek terwyl ek 'n DIY Arduino-beheerde eier-bot gebou het, want as u 'n motor van die bestuurder ontkoppel terwyl u hardloop, sal dit waarskynlik breek
3. Bestuurders is eenvoudig om te beheer; daarvoor kan u minder penne gebruik, maar ek wou Atmega32 gebruik, dit het genoeg penne om transistors te gebruik, so dit was nie vir my belangrik nie. (Ek wou atmega32 in 'n 3D -drukkerprojek gebruik, uiteindelik is dit nie nodig om dit te gebruik nie, so ek gebruik net Arduino Uno).
4. Geluk is baie groter as jy self 'n stepper driver met transistors skep as om dit net te koop.
5. Ek het geleer hoe hulle werk deur te eksperimenteer, en ek het in my vorige projekte 'n paar transistors gebruik, maar oefening maak perfek en die beste manier om te leer is om te eksperimenteer. BTW is dit nie so vreemd dat ons nie weet hoe die grootste uitvinding ter wêreld werk nie? Ons gebruik elke dag transistors, elkeen het miljoene in die sak, en die meeste mense weet nie hoe 'n enkele transistor werk nie:)

Gedurende hierdie tyd het ek 2 nuwe 3D -drukkers gekry en terwyl ek daarop gedruk het, het ek altyd die druksnelheid verhoog om die afdrukke so vinnig as moontlik te maak. Ek het besef dat 3D-drukkers met 28BYJ-48-motors te stadig sal wees en waarskynlik nie die beste idee is nie. Miskien moes ek dit vroeër besef, maar ek was so gefokus op die kode vir hierdie projek en het geleer hoe presies 3D -drukkers werk, dat ek dit nie op een of ander manier kon sien nie. Danksy die dinge wat ek geleer het deur hierdie ding te bou, is ek nie spyt oor die tyd wat ek aan hierdie projek bestee het nie.

Om op te gee is nie 'n opsie vir my nie, en ek het 5 stappers wat rondlê, en ek het begin dink wat ek met die dele kan doen. Terwyl ek ou dinge in my klerekas begrawe het, het ek my tekening van die laerskool gevind met behulp van punttekeningstegniek, ook genoem Pointillism (u kan my tekening hierbo sien). Dit is nie 'n kunswerk nie, dit is nie eens goed nie:) Maar ek hou van hierdie idee om 'n beeld uit kolletjies te maak. En hier het ek gedink aan iets waarvan ek voorheen gehoor het, 'n puntmatriksdrukker, in Pole kan u hierdie tipe drukkers vind in elke kliniek waar hulle 'n vreemde harde geluid maak: D. Dit was vir my duidelik dat daar iemand moes wees wat so iets gemaak het, en ek was reg Robson Couto het reeds 'n Arduino dot matrix printer gemaak, maar om dit te kan doen, moet u perfekte komponente vind wat moeilik kan wees, maar ons het 'n 2018 en 3D -drukwerk word al hoe meer gewild, so hoekom maak u nie 'n maklike 3D -gedrukte weergawe nie, maar dit lyk steeds dieselfde. Dus het ek besluit om dit groot te maak, of selfs GROOT! Om dit te kan druk op 'n groot papier wat almal kan koop - 'n rol papier van Ikea:) sy afmetings: 45cm x 30m. Perfek!

'N Paar uur se ontwerp en my projek was gereed om gedruk te word, dit is 60 cm lank, so te groot om op 'n standaarddrukker te druk, so ek deel dit in kleiner stukke wat danksy spesiale verbindings maklik kan word gekoppel. Boonop het ons 'n wa vir 'n merkpen, 'n paar katrolle vir 'n GT2 -gordel, rubberwiele om die papier vas te hou (ook 3D gedruk met TPU -filament). Maar omdat ons nie altyd op so 'n groot papier wil druk nie, het ek een van die Y -asmotors beweegbaar gemaak, sodat u dit maklik aan die grootte van die papier kan aanpas. Daar is twee motors op die Y -as en een op die X -as, om die pen op en af te beweeg, gebruik ek mikroservo. In die volgende stappe kan u skakels na die modelle en alles vind.

Toe ontwerp ek 'n PCB soos altyd, maar hierdie keer het ek besluit om dit by 'n professionele vervaardiger te bestel, om dit perfek te maak, makliker te soldeer en om net tyd te bespaar. PCBway, so ek het besluit om daarmee saam te gaan. Ek het gevind dat hulle 'n beursprogram het, waardeur u u planke gratis kan maak; ek laai my projek op hul webwerf op en aanvaar dit! Baie dankie PCBway dat u hierdie projek moontlik gemaak het:) Plate was perfek, maar in plaas daarvan om 'n mikrokontroleerder op hierdie bord te plaas, het ek besluit om 'n Arduino -skild te maak sodat ek dit eenvoudig kan gebruik, dit is ook makliker om te soldeer.

Die kode van die dotter word in Arduino geskryf, en om die opdragte van die rekenaar na die Dotter te stuur, het ek Processing gebruik.

Dit is waarskynlik 'n hele verhaal van hoe hierdie projek ontwikkel, en hoe dit nou lyk, baie geluk as u daar gekom het:)

Moenie bekommerd wees nie, dit sal makliker wees; bou net instruksies!

Ek hoop dat u hierdie verhaal van The Dotter -projek sal geniet, so vergeet dit nie.

*Op die weergawes hierbo kan u X -wa sien met 2 penne, dit was my eerste ontwerp, maar ek het besluit om met 'n pen na 'n kleiner weergawe oor te skakel om dit ligter te maak. Maar 'n weergawe met 2 penne kan interessant wees, want jy kan kolletjies in verskillende kleure maak, daar is selfs plek vir 'n tweede servo op die printplaat, so dit is iets om na te dink vir dotter V2:)

Stap 2: Wat benodig ons?

Wat ons nodig het vir hierdie projek, dit is 'n wonderlike vraag! Hier is 'n lys van alles met skakels indien moontlik:

1. 3D -gedrukte onderdele (skakels na modelle in die volgende stap)
2. Arduino GearBest | BangGood
3. 28BYJ48 stepper motors (3 daarvan) GearBest | BangGood
4. Mikro servomotor GearBest | BangGood
5. GT2 -gordel (ongeveer 1,5 meter) GearBest | BangGood
6. Kabels GearBest | BangGood
7. Bearing GearBest | BangGood
8. Twee aluminiumstawe elk ongeveer 60 cm lank

9. Om 'n PCB te maak:

   1. PCB natuurlik (u kan bestel, self maak of dit by my koop, ek het 'n paar borde wat u kan lê:
   2. Transistors BC639 of soortgelyk (8 daarvan) GearBest | BangGood
   3. Gelykrigterdiode (8 daarvan) GearBest | BangGood
   4. LED groen en rooi GearBest | BangGood
   5. Sommige breek die opskrifte uit GearBest | BangGood
   6. Arduino stapelkopstelstel GearBest | BangGood
   7. Sommige weerstande GearBest | BangGood

Waarskynlik die moeilikste om vir u te kry, is 3D -gedrukte onderdele, vra u vriende, by die skool of in 'n biblioteek, miskien het hulle 'n 3D -drukker. As u een wil koop, kan ek u die CR10 (skakel om te koop), CR10 mini (skakel om te koop) of Anet A8 (skakel om te koop) aan te beveel.

Stap 3: So groot as wat ek kan, so eenvoudig as wat ek kan (3D -modelle)

Aangesien ek gesê het dat die grootste deel van hierdie projek die grootte is, wou ek dit terselfdertyd eenvoudig maak. Om dit so te maak, spandeer ek baie tyd in Fusion360, gelukkig is hierdie program ongelooflik gebruikersvriendelik en ek hou daarvan om dit te gebruik, so dit was nie 'n groot probleem vir my nie. Om op die meeste 3D -drukkers te pas, het ek die hoofraam verdeel in 4 dele wat maklik verbind kan word danksy spesiale verbindings.

Katrolle vir GT2-gordels is ontwerp met hierdie hulpmiddel (dit is cool, kyk gerus):

Ek het die DXF -lêers van die twee katrolle bygevoeg, net vir u verwysing, u het dit nie nodig om hierdie projek te maak nie.

Nie een van hierdie modelle benodig steun nie; katrolle het ingeboude stutte, want dit sou onmoontlik wees om stutte aan die binnekant van die katrol te verwyder. Die modelle is redelik maklik om af te druk, maar dit neem tyd, want dit is redelik groot.

Wiele waarmee die papier beweeg word, moet met 'n buigsame filament gedruk word om dit beter te doen. Ek het 'n rand gemaak vir hierdie wiel wat met PLA gedruk moet word, en op hierdie wiel kan jy 'n rubberwiel sit.

Stap 4: Monteer

Dit is 'n maklike, maar ook baie aangename stap. Al wat u hoef te doen is om al die 3D -gedrukte onderdele aanmekaar te koppel, motors en servo op hul plek te plaas. Aan die einde moet u aluminiumstawe in die 3D -gedrukte raam met koets sit.

Ek het 'n skroef aan die agterkant van die Y -motorhouer gedruk wat beweegbaar is om dit vas te hou, maar dit blyk dat die onderkant van die raam te sag is en buig as u die skroef draai. Dus, in plaas van hierdie skroef, gebruik ek 'n rekkie om hierdie deel vas te hou. Dit is nie die mees professionele manier om dit te maak nie, maar dit werk ten minste:)

U kan die grootte van die pen sien wat ek vir hierdie projek gebruik het (of miskien is dit meer soos 'n merker). U moet dieselfde grootte of so na as moontlik gebruik, sodat dit perfek kan werk met X -koets. U moet ook 'n kraag op die pen monteer om die servo op en af te laat beweeg; u kan dit regmaak deur 'n skroef aan die kant vas te trek.

Daar is nie veel om te verduidelik nie, dus kyk net na die foto's hierbo en as u nog iets wil weet, lewer 'n opmerking hieronder!

Stap 5: Elektroniese skema

Hierbo kan u 'n elektroniese skema vir hierdie projek vind, as u 'n PCB wil koop of hoef te maak, hoef u nie bekommerd te wees oor die skema nie; as u dit op die broodbord wil koppel, kan u hierdie skema hiervoor gebruik. Ek het jou gedra dat dit nogal morsig op hierdie broodbord sal wees; daar is baie verbindings en klein komponente, so as jy kan, is die gebruik van 'n PCB 'n baie beter opsie. As u probleme met die PCB ondervind of as u projek nie werk nie, kan u dit met hierdie skematiese probleem oplos. U kan die. SCH -lêer in die volgende stap vind.

Stap 6: PCB as 'n pro

Dit is waarskynlik die beste deel van hierdie projek vir my. Ek het baie PCB's tuis gemaak, maar het dit nooit by 'n professionele vervaardiger probeer bestel nie. Dit was 'n goeie besluit, dit spaar baie tyd, en die borde is net baie beter, hulle het 'n soldeermasker, dit is makliker om te soldeer, dit lyk beter en as u iets wil maak wat u wil verkoop, kan u dit nie sal PCB tuis maak, so ek is 'n stap nader aan die skep van iets wat ek in die toekoms kan produseer, ten minste weet ek hoe om PCB's te maak en te bestel. U kan geniet van pragtige foto's van die borde hierbo, en hier is 'n skakel na PCBWay.com

Ek het 'n paar ekstra borde, so as u dit by my wil koop, kan u dit op tindie koop:

Stap 7: soldeer, verbind …

Ons het 'n uitstekende PCB, maar om dit te laat werk, moet ons die komponente daarop soldeer. Moenie bekommerd wees nie, dit is baie maklik! Ek het slegs THT -komponente gebruik, sodat daar geen soliede presisie is nie. Komponente is groot en maklik om te soldeer. Dit is ook maklik om dit in enige elektroniese winkel te koop. Omdat hierdie PCB net 'n skild is, hoef u nie 'n mikrobeheerder te soldeer nie, verbind ons die skild net met die Arduino -bord.

As u nie 'n PCB wil maak nie, kan u 'n skema hierbo met alle verbindings vind. Ek beveel nie aan om dit op die broodbord aan te sluit nie; dit sal regtig morsig lyk, daar is baie kabels. PCB is 'n baie meer professionele en veiliger manier om dit te doen. Maar as u geen ander opsie het nie, is dit beter om aan te sluit op 'n broodbord as om glad nie aan te sluit nie.

As al die komponente op die printplaat gesoldeer is, kan ons motors en servo's daaraan koppel. En laat ons na die volgende stap gaan! Maar voor dit, stop 'n oomblik en kyk na hierdie pragtige PCB met al die komponente daarop; ek hou net van hoe die elektroniese stroombane lyk! Ok, laat ons verder gaan:)

Stap 8: Arduino -kode

As die skild gereed is, is alles verbind en saamgestel, ons kan kode na die Arduino oplaai. U hoef nie hierdie skild aan die Arduino te koppel nie. U kan die program vind in die aanhangsel hieronder. Hier is 'n vinnige verduideliking van hoe dit werk:

Dit kry die data van die seriële monitor (verwerkingskode), en as daar 1 is, maak dit 'n kol as daar 0 is, nie. Nadat elke data ontvang is, beweeg dit vir 'n paar stappe. As 'n nuwe lynsignaal ontvang word, gaan dit terug na die beginposisie, beweeg die papier in die Y -as en maak 'n nuwe lyn. Dit is 'n baie eenvoudige program; as u nie verstaan hoe dit werk nie, moenie bekommerd wees nie, laai dit net op u Arduino op, en dit sal werk!

Stap 9: Verwerkingskode

Die verwerkingskode lees die beeld en stuur die data na die Arduino. Die prentjie moet die spesifieke grootte wees om dit op die papier te maak. Vir my is die maksimum grootte van die A4 -papier ongeveer 80 dots x 50 dots. As u die stappe per omwenteling verander, kry u meer kolletjies per reël, maar ook 'n baie groter druktyd. Daar is nie baie knoppies in hierdie program nie, ek wou dit nie mooi maak nie; dit werk net. As u dit wil verbeter, doen dit gerus!

Stap 10: Aan die begin was daar 'n punt

Laaste toets van die Dotter!

Kolletjie, Kolletjie, Kolletjie ….

Tientalle kolletjies later het iets skeefgeloop! Wat presies? Dit lyk asof Arduino homself herstel het en vergeet het van die aantal stappe. Dit het baie goed begin, maar op 'n stadium het ons 'n probleem. Wat kan verkeerd wees? Twee dae van ontfouting later het ek 'n oplossing daarvoor gevind. Dit was eenvoudig en duidelik, maar ek het nie eers daaraan gedink nie. Wat is dit? Ons sal in die volgende stap weet.

Stap 11: Mislukking is nie 'n opsie nie, dit is deel van 'n proses

Ek haat dit om op te gee, so ek doen dit nooit. Ek het begin soek na 'n oplossing vir my probleem. Terwyl ek die afgelope tyd 'n kabel van my Arduino ontkoppel het, het ek gevoel dat dit baie warm is. Toe besef ek wat 'n probleem is. Omdat ek die Y -asmotors laat aanskakel (op die spoel van die motors), word die lineêre stabiliseerder op my Arduino baie warm as gevolg van 'n redelik groot konstante stroom. Wat is die oplossing daarvoor? Skakel net die spoele af terwyl ons dit nie nodig het nie. Super eenvoudige oplossing vir hierdie probleem, dit is wonderlik en ek is weer op die regte pad om hierdie projek te voltooi!

Stap 12: Oorwinning

Is dit die oorwinning? My projek werk, uiteindelik! Dit het my baie tyd geneem, maar uiteindelik is my projek gereed, dit werk net soos ek wou hê dit moes werk. Nou voel ek pure geluk omdat ek hierdie projek voltooi het! U kan 'n paar van die beelde sien wat ek daarop gedruk het! Daar is nog baie meer om uit te druk, dus hou gerus 'n paar opdaterings hiervan dop.

Stap 13: Die einde, of die begin?

Dit is die einde van die bou -instruksie, maar nie die einde van hierdie projek nie! Dit is open source, alles wat ek hier gedeel het, kan u gebruik om hierdie ding te bou; as u enige opgraderings wil byvoeg, deel dit gerus, maar onthou om 'n skakel na hierdie instruksies te plaas, laat my ook weet dat u my projek verbeter het:) Dit dit sal gaaf wees as iemand dit doen. Miskien sal ek dit eendag, as ek tyd daarvoor kry, dit verbeter en 'n Dotter V2 plaas, maar op die oomblik is ek nie seker nie.

Moenie vergeet om my op instruksies te volg as u op hoogte wil bly van my projekte nie; u kan ook inteken op my YouTube -kanaal, want ek plaas hier 'n paar goeie video's oor maak en nie net:

goo.gl/x6Y32E

en hier is my sosiale media -rekeninge:

Facebook:

Instagram:

Twitter:

Baie dankie dat u gelees het, ek hoop u het 'n wonderlike dag!

Lekker maak!

P. S.

As jy regtig van my projek hou, stem asseblief daarvoor in die wedstryde: D

Naaswenner in die Epilog -uitdaging 9

Tweede prys in die Arduino -wedstryd 2017