PrintBot: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

PrintBot היא מדפסת מטריצת נקודות המותקנת ב- iRobotCreate. ה- PrintBot מדפיס באמצעות אבקת טלק על כל משטח טחון. השימוש ברובוט לבסיס מאפשר לרובוט להדפיס גודל כמעט בלתי מוגבל. חשבו על חיות כדורגל או מגרשי כדורסל. אולי היריבות צריכות לחפש אחר נחיל של סוף השבוע להודיה בשנה הבאה. הרובוט גם מאפשר לניידות המדפסת, ומאפשר לו לנסוע למקום להדפסה ולאחר מכן לעבור למקום אחר. אלחוטי כלול, כך שניתן גם לשלוט מרחוק. אמנות ופרסום על מדרכה מהווים גם שוק יעד למכשיר זה.

שלב 1: צור IRobot

ה- iRobot Create דומה מאוד לרומבה של iRobot, אך ללא הוואקום הפנימי. זה מאפשר לנו להוסיף מטען גדול יותר ונותן לנו חורי הרכבה נוחים. iRobot מספק גם ממשק תכנות מלא ל- Create שהופך את השליטה ברובוט לפשוטה מאוד. הממשק הוא קבוצה פשוטה של פקודות ופרמטרים שנשלחים לרובוט באופן סדרתי. קרא את מפרט הממשק הפתוח למידע נוסף. לצורך השימוש הפשוט שלנו נדרשנו רק כמה פקודות. עם האתחול יש לשלוח את הפקודה 128 כדי להגיד לרובוט להתחיל לקבל שליטה חיצונית. בשלב הבא יש לבחור מצב. לשליטה מלאה אנו שולחים את הפקודה 132 ל- Create. שים לב שאתה חייב לשלוח את כל הנתונים ליצירת כמספרים שלמים, לא לטקסט ascii רגיל. כל קוד הפקודה הוא בתים אחד, הערך של אותו בתים הוא הערך שלם 128 או כל דבר אחר. אם היית משדר בטקסט ascii או ansi, כל תו ב- 128 יהיה בת. לבדיקה או שליטה באמצעות מחשב אנו ממליצים על Realterm מכיוון שהיא הופכת את הכל לדומה מאוד. יהיה עליך גם להגדיר את קצב ה- Baud ל- 57600 כאמור בתיעוד הממשק הפתוח. כעת לאחר יצירת האתחול, אנו משתמשים בפקודה 137 כדי להניע את הרובוט קדימה. מרחק המתן, 156 משמש לעצירת הרובוט לאחר מרחק שצוין. פקודות הסקריפט 152 ו -153 מרכיבים הכל ויוצרים סקריפט פשוט שניתן להריץ שוב ושוב. IRobot מוכר את מה שהם מכנים מודול הפקודה שהוא בעצם בקר מיקרו הניתן לתכנות וכמה יציאות טוריות בהן תוכלו להשתמש כדי לשלוט ב- Create שלכם.. במקום זאת השתמשנו במערכת מתכנתת-על-שבב (PSoC) בשילוב עם מחשב x86 קטן מאוד בשם eBox 2300. לרובוט יש סוללה של 18V בה נשתמש כדי להפעיל את כל ציוד ההיקף שלנו.

שלב 2: פירוק מדפסת ושליטה במנועים

השתמשנו במדפסת ישנה של Epson להדפסת התנועה האופקית של המדפסת ומכלול הרכבה של ראש ההדפסה. הדבר הראשון שצריך לעשות כאן היה לפרק את המדפסת בזהירות. הדבר נדרש להסיר את כל הרכיבים הלא חיוניים עד שנותר רק מכלול המסלול, המנוע, מחזיק ראש ההדפסה וחגורת ההנעה. היזהר שלא לשבור את החגורה הזו או את מנוע הנהיגה שלה. זה יכול להיות גם קוצץ להסתובב עם מד וולט לפני שאתה קורע את כל לוחות החשמל, אבל היינו קצת נרגשים מדי בשביל זה. שים לב שאתה לא צריך את כל מכלול הזנת הדפים, ראשי ההדפסה או המחסניות בפועל, או כל מעגלים. לאחר שהכל מפורק, עלינו להבין כיצד להניע את המנוע הזה. מכיוון שקרענו הכל לפני שבדקנו משהו, היינו צריכים למצוא את המתח המתאים לאספקת המנוע. אתה יכול לנסות למצוא את מפרט המנוע באינטרנט אם אתה יכול למצוא מספר דגם, אך אם אין לך את זה, חבר אותו לחשמל DC והגדיל לאט את המתח למנוע. היה לנו מזל ומצאנו שהמנוע שלנו יכול לפעול על 12-42V, אך מה שבטוח בדקנו אותו ידנית כמתואר. גילינו במהירות גם ב 12V המנוע יפעל מהר מדי. הפתרון כאן הוא שימוש באפנון רוחב הדופק (PWM). בעיקרון זה מפעיל ומכבה את המנוע במהירות רבה כדי לסובב את המנוע במהירות איטית יותר. הסוללה שלנו מספקת 18V כך שכדי להקל על החיים נפעיל את המנוע אותו דבר. בעת שימוש במנועי DC שחייבים להפוך לאחור במעגלים, תחוו זרם אחורי גדול במעגל שלכם בעת היפוך המנוע. בעיקרו המנוע שלך פועל כגנרטור בזמן שהוא עוצר והופך לאחור. כדי להגן על הבקר שלך מפני זה אתה יכול להשתמש במה שנקרא H-Bridge. זהו בעצם 4-טרנזיסטורים מסודרים בצורת H. השתמשנו במוצר של Acroname. וודא שהנהג שבחרת יכול להתמודד עם הזרם הדרוש למנוע שלך. המנוע שלנו דורג עבור 1A רציף, כך שבקר 3A היה מספיק מקום בראש. לוח זה גם מאפשר לנו לשלוט על כיוון המנוע פשוט על ידי הנעה של קלט גבוה או נמוך כמו גם בלימה (עצירת המנוע והחזקתו במקומה) המנוע באותו אופן.

שלב 3: ראש ההדפסה

חלק גדול ממכלול ראש ההדפסה המקורי שאפשר היה להסיר הוסר. נשארנו עם קופסת פלסטיק שהקלה על חיבור ראש ההדפסה שלנו. מנוע קטן 5V DC הוצמד עם מקדח. הבורר נבחר להיות קרוב לאותו קוטר כמו משפך ככל האפשר. זה יאפשר למקדח למלא את כל השקע של המשפך. כאשר הסיבוב מסתובב, האבקה נכנסת לחריצים ומסתובבת כלפי מטה לכיוון היציאה. על ידי סיבוב הסיבוב סיבוב אחד נוכל ליצור פיקסל בגודל מתמיד. יידרש כוונון קפדני בכדי שהכל יתאים בדיוק. בהתחלה היו לנו בעיות עם האבקה פשוט ריסוס בכל מקום, אבל על ידי הוספת משפך שני והרמת המקדח, הנפילה הארוכה יותר כשהיא מוגבלת למשפך יצרה פיקסל נקי.

מכיוון שחייבים לשלוט במנוע זה רק או לא, לא היה צורך כאן בגשר H. במקום זאת השתמשנו בטרנזיסטור פשוט בסדרה עם חיבור הארקה של המנוע. השער של הטרנזיסטור נשלט על ידי פלט דיגיטלי מבקר המיקרו שלנו זהה לכניסות הדיגיטליות של גשר ה- H. הלוח הקטן ליד מנוע ה- DC הוא חיישן אינפרא אדום בשחור לבן. לוח זה פשוט פולט אות דיגיטלי גבוה או נמוך כאשר החיישן רואה שחור או לבן בהתאמה. בשילוב עם רצועת המקודד בשחור -לבן מאפשר לנו לדעת את המיקום של ראש ההדפסה בכל עת על ידי ספירת מעברים בשחור עד לבן.

שלב 4: המיקרו -בקר

ברוש PSoC משלב את כל פיסי החומרה הנפרדים. לוח פיתוח ברוש סיפק ממשק קל לעבודה עם PSoC וחיבור ציוד היקפי. ה- PSoC הוא שבב הניתן לתכנות, כך שנוכל למעשה ליצור חומרה פיזית בשבב כמו FPGA. לברוש PSoC Designer יש מודולים מוכנים מראש לרכיבים נפוצים כגון מחוללי PWM, כניסות ויציאות דיגיטליות ויציאות RS-232 טוריות טוריות.

ללוח הפיתוח יש גם לוח פרוטו משולב המאפשר הרכבה קלה של בקרי המנוע שלנו. הקוד ב- PSoC מפגיש הכל. הוא מחכה לקבל פקודה סדרתית. זה מעוצב כשורה אחת של 0 ו -1 שמציינים להדפיס או לא לכל פיקסל. הקוד עובר לאחר מכן דרך כל פיקסל ומתחיל את מנוע הכונן. הפרעה רגישה לקצה בקלט מהחיישן שחור/לבן מעוררת הערכה של מזג האוויר או לא להדפיס בכל פיקסל. אם פיקסל מופעל, תפוקת הבלם מופעלת גבוה ומפעיל טיימר. הפרעה בטיימר ממתינה ל -5 שניות ואז מפעילה את תפוקת המתקן גבוה, וגורמת לטרנזיסטור להידלק ולמקד להסתובב, מונה הטיימר מתאפס. לאחר חצי שנייה נוספת, הפרעה גורמת למנוע לעצור ולנוע המנוע לנוע שוב. כאשר התנאי להדפסה שקר, פשוט לא קורה כלום עד שהמקודד קורא קצה אחר שחור עד לבן. זה מאפשר לראש לנוע בצורה חלקה עד שהוא צריך להפסיק להדפיס. כאשר מגיעים לסוף השורה ("\ r / n") נשלח "\ n" ביציאה הטורית כדי לציין למחשב שהוא מוכן לקו חדש. בקרת הכיוון בגשר H הינה גם הפוכה. ה- Create שולח את האות להתקדם 5 מ"מ. הדבר נעשה באמצעות פלט דיגיטלי אחר המחובר לכניסה דיגיטלית במחבר DSub25 של Create. שני המכשירים משתמשים בהיגיון TTL סטנדרטי של 5V, כך שממשק סידורי מלא אינו נחוץ.

שלב 5: המחשב האישי

ליצירת התקן עצמאי לחלוטין, נעשה שימוש במחשב קטן x86 שנקרא eBox 2300. לגמישות מרבית הותקנה בנייה מותאמת אישית של Windows CE Embedded ב- eBox. יישום פותח ב- C לקריאת מפת סיביות אפורה של 8 סיביות מכונן USB. לאחר מכן הדגימה היישום מחדש את התמונה ולאחר מכן פלטה שורה אחת בכל פעם ל- PSoC באמצעות יציאת com סידורי.

השימוש ב- eBox יכול לאפשר פיתוחים רבים נוספים. שרת אינטרנט יכול לאפשר העלאת תמונות מרחוק באמצעות אלחוטית משולבת. ניתן ליישם שלט רחוק, בין הרבה דברים אחרים. ניתן ליצור עיבוד תמונה נוסף, אולי אפילו מנהל התקן הדפסה מתאים כדי לאפשר למכשיר להדפיס מיישומים כגון פנקס רשימות. דבר אחרון שכמעט פספסנו היה כוח. ה- Create Supplies 18V. אבל רוב המכשירים שלנו פועלים על 5V. ספק כוח DC-DC של Texas Instruments שימש להמרה פעילה של המתח מבלי לבזבז את הכוח לחום, ובכך להאריך את חיי הסוללה. הצלחנו לממש יותר משעה של זמן הדפסה. לוח מעגלים מותאם אישית הפך את הרכבה של מכשיר זה ואת הנגדים והקבלים הנדרשים לקלים.

שלב 6: זהו

ובכן זהו זה עבור PrintBot שלנו שנוצר בסתיו 07 לשיעור ECE 4180 Embedded Design של ד ר המבלן ב- Georgia Tech. להלן כמה תמונות שהדפסנו בעזרת הרובוט שלנו. אנו מקווים שתאהבו את הפרויקט שלנו ואולי הוא יעורר השראה לחקירה נוספת! תודה רבה ל- PosterBot ולכל שאר iRobot Create Instructables על ההשראה וההכוונה שלהם.