Die PrintBot: 6 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:28

Die PrintBot is 'n iRobotCreate-gematteerde matriksdrukker. Die PrintBot druk met behulp van talkpoeier op enige grondoppervlak. Deur die robot as basis te gebruik, kan die robot 'n feitlik onbeperkte grootte druk. Dink aan voetbalveldjies of basketbalbane. Miskien moet die mededingers volgende jaar op die uitkyk wees vir 'n swerm van hierdie dankseggingsnaweek. die robot laat ook die drukker se mobiliteit toe, sodat hy na 'n plek kan gaan om af te druk, en dan na 'n ander te gaan. Draadloos is ingesluit, sodat afstandbeheer ook moontlik is. Sypaadjie kuns en advertensies is ook 'n teikenmark vir hierdie toestel.

Stap 1: IRobot Create

Die iRobot Create is baie soortgelyk aan Roomba van iRobot, maar sonder die interne vakuum. Dit stel ons in staat om 'n groter loonvrag by te voeg en bied ons maklike monteergate. iRobot bied ook 'n volledige programmeerkoppelvlak aan die Create, wat die beheer van die robot baie eenvoudig maak. Die koppelvlak is 'n eenvoudige stel opdragte en parameters wat serieel na die robot gestuur word. Lees die Open Interface -spesifikasies vir meer inligting. Vir ons eenvoudige gebruik het ons slegs 'n paar opdragte nodig. By die inisialisering moet die 128 -opdrag gestuur word om die robot te vertel om eksterne beheer te aanvaar. Vervolgens moet 'n modus gekies word. Vir volledige beheer stuur ons die 132 -opdrag na die Create. Let daarop dat u alle data na die Create as heel numbers moet stuur, nie die gewone ascii -teks nie. Elke opdragkode is een byte, die waarde van die byte is die heelgetalwaarde 128 of wat ook al. As u ascii of ansi -teks sou oordra, sou elke karakter in 128 'n greep wees. Ons beveel Realterm aan vir toetsing of beheer via 'n rekenaar, aangesien dit alles baie dieselfde maak. U moet ook die Baud -koers op 57600 stel soos aangedui in die Open Interface -dokumentasie. Nadat die skep geïnitialiseer is, gebruik ons die opdrag 137 om die robot vorentoe te dryf. Wagafstand, 156 word gebruik om die robot na 'n bepaalde afstand te stop. Die scriptopdragte 152 en 153 sit alles saam en maak 'n eenvoudige script wat oor en oor uitgevoer kan word. IRobot verkoop wat hulle die Command Module noem, wat basies 'n programmeerbare mikrobeheerder is en 'n paar seriële poorte wat u kan gebruik om u Create te beheer. In plaas daarvan gebruik ons 'n Cypress Programmable System-on-a-Chip (PSoC) gekombineer met 'n baie klein x86-rekenaar genaamd eBox 2300. Die robot het 'n 18V-battery wat ons sal gebruik om al ons randapparatuur aan te dryf.

Stap 2: Demontage van die drukker en motorbeheer

Ons het 'n ou Epson ink-jet printer gebruik vir die horisontale beweging van die printer en die montering van die printkop. Die eerste ding wat u hier moes doen, was om die drukker versigtig uitmekaar te haal. Dit het vereis dat alle nie-noodsaaklike komponente verwyder is totdat die spoor, die motor, die drukkophouer en die dryfband net oorgebly het. Wees versigtig om nie die gordel of sy motor te breek nie. Dit kan ook 'n klipper wees om met 'n voltmeter rond te steek voordat jy al die kragborde skeur, maar ons was 'n bietjie te opgewonde daarvoor. Let daarop dat u nie die bladsyinvoer, die werklike drukkoppe of patrone of enige printplate nodig het nie. Nadat alles uitmekaar gehaal is, moet ons uitvind hoe u hierdie motor bestuur. Aangesien ons alles uitmekaar geskeur het voordat ons iets getoets het, moes ons die regte spanning vind om die motor te voorsien. U kan probeer om die spesifikasies van die motor aanlyn te vind as u 'n modelnommer kan vind, maar as u dit nie het nie, koppel dit aan 'n GS -kragtoevoer en verhoog die spanning na die motor stadig. Ons was gelukkig en het gevind dat ons motor op 12-42V kan werk, maar om seker te wees, het ons dit met die hand getoets, soos beskryf. Ons het vinnig ontdek, selfs by 12V sal die motor te vinnig loop. Die oplossing hier is om Pulse-Width-Modulation (PWM) te gebruik. Eintlik skakel dit die motor baie vinnig aan en af om die motor teen 'n laer snelheid te draai. Ons battery lewer 18V, sodat ons die motor makliker kan laat werk. As u DC-motors gebruik wat in kringe moet omdraai, sal u 'n groot terugstroom in u stroombaan ervaar as u die motor omkeer. In wese dien u motor as 'n kragopwekker terwyl dit stop en omdraai. Om u beheerder hierteen te beskerm, kan u 'n H-brug gebruik. Dit is in wese 4-transistors in 'n H-vorm. Ons het 'n produk van Acroname gebruik. Maak seker dat die bestuurder wat u kies die stroom wat nodig is vir u motor kan hanteer. Ons motor het 'n deurlopende nommer van 1A, sodat die 3A -kontroleerder genoeg ruimte gehad het. Met hierdie bord kan ons ook die rigting van die motor beheer deur eenvoudig 'n inset hoog of laag te dryf, sowel as om die motor op dieselfde manier te rem (om die motor te stop en in posisie te hou).

Stap 3: Die drukkop

Net soveel van die oorspronklike drukkop wat verwyder kon word, is verwyder. Ons het 'n plastiekboks agtergelaat wat dit maklik gemaak het om ons drukkop vas te maak. 'N Klein 5V DC -motor is met 'n boorpunt aangebring. Die bietjie is gekies om so na as moontlik dieselfde deursnee as 'n tregter te hê. Hierdeur kan die boor die hele uitlaat van die tregter vul. As die biet draai, kom poeier in die groewe en draai dit af na die uitgang. Deur die bietjie een rotasie te draai, kan ons 'n pixel van konstant grootte skep. Noukeurige afstemming is nodig om alles reg te laat pas. Aanvanklik het ons probleme ondervind met die poeier wat eenvoudig oral gespuit is, maar deur 'n tweede trechter by te voeg en die boorpunt op te lig, het die langer val, terwyl dit beperk was tot die tregter, 'n skoon pixel gemaak.

Aangesien hierdie motor slegs aan of af gestuur moet word, was 'n H-brug hier nie nodig nie. In plaas daarvan gebruik ons 'n eenvoudige transistor in serie met die grondaansluiting van die motor. Die hek van die transistor is beheer deur 'n digitale uitset van ons mikrobeheerder, dieselfde as die digitale insette van die H-brug. Die klein PCB langs die GS -motor is 'n infrarooi swart en wit sensor. Hierdie bord gee eenvoudig 'n digitale hoë of lae sein uit wanneer die sensor onderskeidelik swart of wit sien. Gekombineer met die swart en wit encoderstrook, kan ons altyd die posisie van die drukkop ken deur swart tot wit oorgange te tel.

Stap 4: Die mikrobeheerder

Die Cypress PSoC integreer al die aparte stukke hardeware. 'N Cypress -ontwikkelingsbord bied 'n maklike koppelvlak om met die PSoC te werk en randapparatuur aan te sluit. Die PSoC is 'n programmeerbare chip, sodat ons eintlik fisiese hardeware in die chip kan skep, soos 'n FPGA. Cypress PSoC Designer het voorafgemaakte modules vir algemene komponente soos PWM-kragopwekkers, digitale insette en uitsette en seriële RS-232-com-poorte.

Die ontwikkelingsbord het ook 'n geïntegreerde protobord waarmee ons motorbeheerders maklik gemonteer kon word. Die kode op die PSoC bring alles bymekaar. Dit wag om 'n reeksopdrag te ontvang. Dit is geformateer as 'n enkele reël van 0 en 1s wat aandui dat dit vir elke pixel al dan nie gedruk moet word. Die kode loop dan deur elke pixel en begin die dryfmotor. 'N Randgevoelige onderbreking op die invoer van die swart/wit sensor veroorsaak dat die weer geëvalueer word of nie by elke pixel gedruk word nie. As 'n pixel aangeskakel is, word die remuitset hoog aangeskakel, 'n timer begin. 'N Onderbreking van die tydteller wag vir 0,5 sekondes, dan word die afvoer van die dispenser hoog, wat veroorsaak dat die transistor aanskakel en die boor draai, die tydteller word teruggestel. Na nog 'n halwe sekonde veroorsaak 'n onderbreking dat die motor stop en die dryfmotor weer beweeg. As die voorwaarde om te druk onwaar is, gebeur daar eenvoudig niks totdat die encoder nog 'n swart tot wit rand lees nie. Dit laat die kop glad beweeg totdat dit moet stop om te druk. As die einde van 'n reël bereik is ("\ r / n"), word 'n '\ n' na die seriële poort gestuur om aan die rekenaar aan te dui dat dit gereed is vir 'n nuwe reël. Die rigtingbeheer op die H-brug word ook omgekeer. Die skep word die sein gestuur om 5 mm vorentoe te beweeg. Dit word gedoen via 'n ander digitale uitset wat gekoppel is aan 'n digitale ingang op die Create's DSub25 -aansluiting. Beide toestelle gebruik standaard 5V TTL -logika, dus is 'n volledige seriële koppelvlak onnodig.

Stap 5: Die rekenaar

Om 'n volledig onafhanklike toestel te skep, is 'n klein x86 -rekenaar gebruik wat die eBox 2300 genoem word. Vir maksimum buigsaamheid is 'n pasgemaakte Windows CE Embedded -installasie op die eBox geïnstalleer. 'N Toepassing is in C ontwikkel om 'n 8-bis grysskaal-bitmap van 'n USB-stasie af te lees. Die aansoek het dan weer 'n voorbeeld van die beeld geneem en dit dan een reël op 'n slag na die PSoC gestuur via die seriële com-poort.

Die gebruik van die eBox kan baie verdere ontwikkelings moontlik maak. Met 'n webbediener kan beelde op afstand via geïntegreerde draadloos opgelaai word. Afstandsbediening kan onder meer geïmplementeer word. Daar kan verder beeldverwerking, moontlik selfs 'n behoorlike drukbestuurder, geskep word sodat die toestel kan afdruk vanaf toepassings soos 'n notaboek. 'N Laaste ding wat ons amper gemis het, was krag. Die skep benodig 18V. Maar die meeste van ons toestelle werk op 5V. 'N DC-DC-kragtoevoer van Texas Instruments is gebruik om die spanning aktief om te skakel sonder om die krag te vermy, sodat die batterylewe verleng word. Ons kon meer as 'n uur druktyd besef. 'N Pasgemaakte printplaat het die installering van hierdie toestel en die nodige weerstande en kapasitors maklik gemaak.

Stap 6: Dit is dit

Dit is die geval met ons PrintBot -herfs 07 vir Dr. Hamblen se ECE 4180 Embedded Design -klas by Georgia Tech. Hier is 'n paar beelde wat ons met ons robot gedruk het. Ons hoop dat u van ons projek hou en dat dit moontlik verdere verkenning sal inspireer! Baie dankie aan die PosterBot en al die ander iRobot Create Instructables vir hul inspirasie en leiding.