Dotter - Büyük Arduino Tabanlı Nokta Vuruşlu Yazıcı: 13 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Merhaba, bu talimata hoş geldiniz:) Ben Nikodem Bartnik 18 yaşında bir yapımcıyım. 4 yıllık yapımım boyunca birçok şey, robotlar, cihazlar yaptım. Ancak bu proje, boyut söz konusu olduğunda muhtemelen en büyüğüdür. Ayrıca çok iyi tasarlanmış bence, elbette hala geliştirilebilecek şeyler var ama benim için harika. Nasıl çalıştığı ve ne üretebileceği nedeniyle bu projeyi gerçekten seviyorum (bu piksel/nokta benzeri grafikleri seviyorum), ancak bu projede sadece Dotter'dan çok daha fazlası var. Bunu nasıl yaptığımın, bunun için nasıl bir fikir bulduğumun ve başarısızlığın neden bu projenin büyük bir parçası olduğuna dair bir hikaye var. Hazır mısın? Uyarı, bu talimatta okunacak çok şey olabilir, ancak endişelenmeyin, bununla ilgili video burada (yukarıda da bulabilirsiniz): VİDEOLE BAĞLANTISI başlıyor!

Adım 1: Başarısızlığın Öyküsü:(ve Aslında Bunun İçin Nasıl Bir Fikir Buldum

Projem çalışıyorsa neden başarısızlık hikayesini sorabilirsiniz? Çünkü başlangıçta bir Dotter yoktu. Belki biraz benzer ama çok daha karmaşık bir şey yapmak istedim - bir 3D yazıcı. Yapmak istediğim 3D yazıcı ile neredeyse diğer tüm 3D yazıcılar arasındaki en büyük fark, standart nema17 step motorlar yerine yaklaşık 1 dolara satın alabileceğiniz ucuz bir 28BYJ-48 motor kullanmasıydı (evet bir step motor için bir dolar). Elbette standart step motorlardan daha zayıf ve daha az doğru olacağını biliyordum (doğruluk söz konusu olduğunda bu o kadar basit değil, çünkü 3D yazıcılardaki motorların çoğu devir başına 200 adıma sahiptir ve 28BYJ48'de yaklaşık 2048 adım vardır. devrim veya daha fazlası, onları nasıl kullandığınıza bağlıdır, ancak bu motorların adım kaybetme olasılığı daha yüksektir ve içlerindeki dişliler en iyisi değildir, bu nedenle aşağı yukarı doğru olup olmadıklarını söylemek zor). Ama yapacaklarına inanıyordum. Ve o noktada bekle diyebilirsiniz zaten o motorları kullanan 3D yazıcı var, evet biliyorum aslında çok az var. İlki çok iyi biliniyor ki Micro by M3D, küçük ve gerçekten güzel 3D yazıcı (sadece bu basit tasarımı seviyorum). Ayrıca ToyRep, Cherry ve muhtemelen bilmediğim çok daha fazlası var. Yani bu motorlara sahip yazıcılar zaten var ama benim farklı ve daha çok kendi tarzım gibi yapmak istediğim şey koddu. İnsanların çoğu 3D yazıcılar için bazı açık kaynaklı yazılımlar kullanıyor ama bildiğiniz gibi Arduino tabanlı Ludwik drone projemi gördüyseniz, sıfırdan bir şeyler yapmayı ve bununla öğrenmeyi seviyorum, bu yüzden bu yazıcı için kendi kodumu yapmak istedim. Motorları Gcode ve Bresenham'ın çizgi algoritmasına göre döndürerek SD karttan Gcode okuma ve yorumlamayı zaten geliştirdim. Bu proje için kodun oldukça büyük bir kısmı hazırdı. Ancak test ederken bu motorların çok fazla ısındığını ve çok yavaş olduklarını fark ettim. Ama yine de yapmak istedim, bu yüzden Fusion360'ta bir çerçeve tasarladım (yukarıda resmini bulabilirsiniz). Bu projedeki bir diğer varsayım da step motor sürücüsü yerine transistör kullanılmasıydı. Transistörlerin step sürücülere göre birkaç avantajını buldum:

1. onlar daha ucuz
2. Onları kırmak daha zor, DIY Arduino Kontrollü Yumurta Botu oluştururken zaten birkaç step sürücü kırdım çünkü çalışırken bir motoru sürücüden ayırdığınızda muhtemelen kırılacaktır.
3. Sürücülerin kontrolü basit, bunun için daha az pin kullanabilirsiniz ama ben Atmega32 kullanmak istedim, transistör kullanmak için yeterli pini var bu yüzden benim için önemli değildi. (Bir 3D yazıcı projesinde atmega32 kullanmak istedim, nihayet dotter'da kullanmaya gerek kalmadı, bu yüzden sadece Arduino Uno kullanıyorum).
4. Transistörlü bir step sürücü oluşturduğunuzda, sadece satın almaktan çok mutluluk çok daha büyüktür.
5. Nasıl çalıştıklarını deneyerek öğrenerek önceki projelerimde bazı transistörler kullandım ama pratik mükemmelleştirir ve öğrenmenin en iyi yolu deney yapmaktır. BTW, dünyanın en büyük icadının nasıl çalıştığını bilmememiz garip değil mi? Her gün transistör kullanıyoruz, her birinin cebinde milyonlarcası var ve çoğu insan tek bir transistörün nasıl çalıştığını bilmiyor:)

Bu süre zarfında 2 yeni 3D yazıcım oldu ve üzerlerine yazdırırken olabildiğince hızlı baskı yapmak için baskı hızını her zaman artırdım. 28BYJ-48 motorlu 3D yazıcının yavaş olacağını ve muhtemelen en iyi fikir olmadığını anlamaya başladım. Belki bunu daha önce fark etmeliydim, ancak bu projenin koduna ve 3D yazıcıların tam olarak nasıl çalıştığını öğrenmeye o kadar odaklandım ki, bir şekilde göremedim. Bu şeyi yaparak öğrendiğim şeyler sayesinde, bu projeye harcadığım zamandan pişman değilim.

Vazgeçmek benim için bir seçenek değil ve etrafta 5 tane stepper var, bu yüzden o parçalarla ne yapabilirim diye düşünmeye başladım. Gardırobumdaki eski şeyleri gömerken, ilkokuldan kalma nokta çizim tekniğiyle yapılmış, Noktacılık denilen bir çizim buldum (çizimimi yukarıda görebilirsiniz). Sanat eseri değil, iyi bile değil:) Ama noktalardan bir görüntü yaratma fikri hoşuma gitti. Ve burada daha önce duyduğum bir noktayı düşündüm, bir nokta vuruşlu yazıcı, Polonya'da bu tip yazıcıları her klinikte bulabilirsiniz, garip yüksek ses çıkarıyorlar:D. Bunun gibi bir şey yapan birinin olması gerektiği benim için çok açıktı ve haklıydım Robson Couto zaten bir Arduino nokta vuruşlu yazıcı yaptı, ancak bunu yapmak için zor olabilecek mükemmel bileşenleri bulmanız gerekiyor, ama biz 2018'e sahip olmak ve 3D baskı giderek daha popüler hale geliyor, bu yüzden neden kopyalanması kolay bir 3D baskı versiyonu yapmıyorsunuz, ancak yine de benzer olurdu. Bu yüzden büyük, hatta BÜYÜK yapmaya karar verdim! Herkesin satın alabileceği büyük bir kağıda baskı yapabilmesi için - Ikea'dan rulo kağıt:) boyutları: 45cm x 30m. Kusursuz!

Birkaç saat tasarım ve projem baskıya hazırdı, 60 cm uzunluğunda, standart bir yazıcıda basmak için çok büyük, bu yüzden özel konektörler sayesinde bağlanması kolay olacak daha küçük parçalara böldüm. Ek olarak, bir keçeli kalem için bir arabamız, GT2 kayışı için bazı kasnaklar, kağıdı tutmak için lastik tekerlekler (ayrıca TPU filamenti ile 3D olarak basılmış) var. Ancak her zaman bu kadar büyük bir kağıda yazdırmak istemeyeceğimiz için, Y ekseni motorlarından birini hareketli yaptım, böylece kağıdın boyutuna kolayca ayarlayabilirsiniz. Y ekseninde iki adet ve X ekseninde bir adet motor var, kalemi yukarı aşağı hareket ettirmek için mikro servo kullanıyorum. Sonraki adımlarda modellere ve her şeye bağlantılar bulabilirsiniz.

Sonra her zamanki gibi bir PCB tasarladım, ancak bu sefer evde yapmak yerine profesyonel bir üreticiden sipariş etmeye karar verdim, mükemmel hale getirmek, lehimlemeyi kolaylaştırmak ve sadece biraz zaman kazanmak için, hakkında çok iyi görüşler duydum. PCBway bu yüzden onunla gitmeye karar verdim. Panolarınızı ücretsiz yapabileceğiniz bir burs programı olduğunu öğrendim, projemi web sitelerine yüklüyorum ve kabul ediyorlar! Bu projeyi mümkün kıldığınız için çok teşekkür ederim PCBway:) Kartlar mükemmeldi ama bu karta mikrodenetleyici koymak yerine Arduino kalkanı yapmaya karar verdim, böylece kolayca kullanabiliyorum, bu yüzden lehimlemesi de daha kolay.

Dotter'ın kodu Arduino'da yazılmıştır ve bilgisayardan Dotter'a komutları göndermek için Processing kullandım.

Muhtemelen bu projenin nasıl geliştiğinin ve şimdi nasıl göründüğünün tüm hikayesi budur, oraya ulaştıysanız tebrikler:)

Endişelenme şimdi daha kolay olacak, sadece talimatları oluştur!

Umarım The Dotter projesinin bu hikayesini beğenirsiniz, öyleyse beğenmeyi unutmayın.

*yukarıdaki renderlerde 2 kalemli X arabasını görebilirsiniz, bu benim ilk tasarımımdı, ancak daha hafif olması için tek kalemle daha küçük versiyona geçmeye karar verdim. Ancak 2 kalemli versiyon ilginç olabilir çünkü farklı renklerde noktalar yapabilirsiniz, PCB üzerinde ikinci servo için bile yer var, bu yüzden dotter V2 için dikkate alınması gereken bir şey:)

Adım 2: Neye İhtiyacımız Olacak?

Bu proje için neye ihtiyacımız olacak, bu harika bir soru! Mümkünse bağlantıları olan her şeyin listesi:

1. 3D baskılı parçalar (bir sonraki adımdaki modellere bağlantılar)
2. Arduino GearBest | BangGood
3. 28BYJ48 step motor (3 adet) GearBest | BangGood
4. Mikro servo motor GearBest | BangGood
5. GT2 Kemer (yaklaşık 1,5 metre) GearBest | BangGood
6. Kablolar GearBest | BangGood
7. Rulman GearBest | BangGood
8. Her biri yaklaşık 60 cm uzunluğunda iki alüminyum çubuk

9. PCB yapmak için:

   1. PCB açıkçası (sipariş edebilir, kendiniz yapabilir veya benden satın alabilirsiniz, etrafımda bazı panolar var, buradan satın alabilirsiniz:
   2. Transistörler BC639 veya benzeri (8 tanesi) GearBest | BangGood
   3. Doğrultucu diyot (8 adet) GearBest | BangGood
   4. LED yeşil ve kırmızı GearBest | BangGood
   5. Bazı ayrılık başlıkları GearBest | BangGood
   6. Arduino İstiflenebilir Başlık kiti GearBest | BangGood
   7. Bazı dirençler GearBest | BangGood

Muhtemelen sizin için elde edilmesi en zor şey 3D baskılı parçalardır, arkadaşlarınıza sorun, okulda veya kütüphanede 3D yazıcıları olabilir. Almak isterseniz size CR10 (satın alma linki), CR10 mini (satın alma linki) veya Anet A8 (satın alma linki) önerebilirim.

Adım 3: Olabildiğince Büyük, Olabildiğince Basit (3B Modeller)

Bu projenin büyük bir kısmı boyut olduğunu söylediğim gibi, aynı zamanda büyük yapmak ve aynı zamanda basit tutmak istedim. Bunu yapmak için Fusion360'ta çok zaman harcıyorum, neyse ki bu program inanılmaz derecede kullanıcı dostu ve kullanmayı seviyorum, bu yüzden benim için çok önemli değildi. 3D yazıcıların çoğuna sığması için ana çerçeveyi özel konektörler sayesinde kolayca bağlanabilen 4 parçaya böldüm.

GT2 kayışları için kasnaklar bu araçla tasarlandı (harika, kontrol edin):

Bu 2 makaranın DXF dosyalarını sadece referans olması için ekledim, bu projeyi yapmak için onlara ihtiyacınız yok.

Bu modellerin hiçbiri desteğe ihtiyaç duymaz, kasnaklar yerleşik desteklere sahiptir, çünkü destekleri kasnağın içinden çıkarmak imkansız olacaktır. Bu modellerin basımı oldukça kolaydır, ancak oldukça büyük oldukları için biraz zaman alır.

Kağıdı hareket ettirecek tekerlekler, bunu daha iyi yapmak için flex filament ile basılmalıdır. Bu tekerlek için PLA ile basılması gereken bir jant yaptım ve bu tekerleğe lastik bir tekerlek koyabilirsiniz.

Adım 4: Montaj

Bu kolay ama aynı zamanda çok hoş bir adım. Yapmanız gereken tek şey, tüm 3D baskılı parçaları birbirine bağlamak, motorları ve servoları yerlerine yerleştirmek. Sonunda, üzerinde araba bulunan 3D baskılı çerçeveye alüminyum çubuklar koymanız gerekiyor.

Y motor tutucusunun arkasına, yerinde tutmak için hareketli olan bir vida yazdırdım ancak çerçevenin altı çok yumuşak ve vidayı sıktığınızda bükülüyor. Bu vida yerine bu parçayı yerinde tutmak için bir lastik bant kullanıyorum. Bunu yapmanın en profesyonel yolu bu değil ama en azından işe yarıyor:)

Bu proje için kullandığım kalemin boyutunu görebilirsiniz (ya da belki daha çok bir işaretleyici gibi). X arabasıyla mükemmel şekilde çalışması için aynı boyutu veya olabildiğince yakını kullanmalısınız. Ayrıca servonun yukarı aşağı hareket etmesini sağlamak için kalemin üzerine bir bileziği takmanız gerekiyor, yandaki vidayı sıkarak sabitleyebilirsiniz.

Açıklanacak çok şey yok, bu yüzden yukarıdaki fotoğraflara bir göz atın ve daha fazla bir şey bilmeniz gerekiyorsa aşağıya bir yorum bırakın!

Adım 5: Elektronik Şematik

Bir PCB satın almak veya yapmak istiyorsanız, şema hakkında endişelenmenize gerek yok, bu proje için elektronik şemayı bulabilirsiniz, eğer devre tahtasına bağlamak istiyorsanız, bunu yapmak için bu şemayı kullanabilirsiniz. Bu breadboard üzerinde oldukça dağınık olacağı konusunda sizi yıprattım, çok sayıda bağlantı ve küçük bileşen var, bu yüzden eğer yapabiliyorsanız, bir PCB kullanmak çok daha iyi bir seçenek. PCB ile ilgili herhangi bir sorununuz varsa veya projeniz çalışmıyorsa, bu şema ile sorunu giderebilirsiniz.. SCH dosyasını bir sonraki adımda bulabilirsiniz.

Adım 6: Profesyonel Olarak PCB

Muhtemelen bu projenin benim için en iyi kısmı bu. Evde çok sayıda PCB yaptım ama asla profesyonel bir üreticiden sipariş etmeye çalışmadım. Harika bir karardı, çok zaman kazandırıyor ve bu panolar çok daha iyi, lehim maskeleri var, lehimlemeleri daha kolay, daha iyi görünüyorlar ve satmak istediğiniz bir şey yapmak istiyorsanız, bunun hiçbir yolu yok. PCB'yi evde yapacağım, bu yüzden gelecekte üretebileceğim bir şey yaratmaya bir adım daha yakınım, en azından PCB'leri nasıl yapacağımı ve sipariş edeceğimi biliyorum. Yukarıdaki panoların güzel fotoğraflarının keyfini çıkarabilirsiniz ve işte PCBWay.com'a bağlantı

Bazı yedek panolarım var, bu yüzden onları benden satın almak istersen tindie'den satın alabilirsin:

Adım 7: Lehimleme, Bağlama…

Harika bir PCB'miz var ama çalışmasını sağlamak için üzerindeki bileşenleri lehimlemeliyiz. Merak etmeyin çok kolay! Sadece THT bileşenleri kullandım, bu yüzden herhangi bir süper hassas lehimleme yok. Bileşenler büyüktür ve lehimlenmesi kolaydır. Ayrıca herhangi bir elektronik mağazasında satın almak kolaydır. Bu PCB sadece bir kalkan olduğundan, bir mikrodenetleyiciyi lehimlemek zorunda değilsiniz, biz sadece kalkanı Arduino kartına bağlayacağız.

PCB yapmak istemiyorsanız, tüm bağlantıların olduğu şemayı yukarıda bulabilirsiniz. Bunu breadboard'a bağlamanızı önermiyorum, gerçekten dağınık görünecek, çok fazla kablo var. PCB bunu yapmanın çok daha profesyonel ve daha güvenli bir yoludur. Ancak başka seçeneğiniz yoksa, breadboard'a bağlanmak hiç bağlanmamaktan daha iyidir.

Tüm bileşenler PCB'ye lehimlendiğinde, motorları ve servoları PCB'ye bağlayabiliriz. Ve bir sonraki adıma geçelim! Ama ondan önce, bir saniye durun ve üzerindeki tüm bileşenlerin bulunduğu bu güzel PCB'ye bir bakın, bu elektronik devrelerin nasıl göründüğüne bayılıyorum! Tamam devam edelim:)

Adım 8: Arduino Kodu

Shield hazır olduğunda, her şey bağlı ve monte edildiğinde Arduino'ya kod yükleyebiliriz. Bu adımda Arduino'ya kalkan bağlamanız gerekmez. Programı aşağıdaki ekte bulabilirsiniz. İşte nasıl çalıştığına dair hızlı bir açıklama:

Seri monitörden (işleme kodu) verileri alır ve 1 olduğunda nokta yapar, 0 olduğunda yapmaz. Her veri alındıktan sonra bazı adımlar için hareket eder. Yeni hat sinyali alındığında başlangıç konumuna geri döner, kağıdı Y ekseninde hareket ettirerek yeni bir satır yapın. Bu çok basit bir program, nasıl çalıştığını anlamadıysanız endişelenmeyin, Arduino'nuza yükleyin ve çalışacaktır!

9. Adım: Kodun İşlenmesi

İşlem kodu görüntüyü okur ve verileri Arduino'ya gönderir. Resmin kağıt üzerinde olması için belirli bir boyutta olması gerekir. Benim için A4 kağıdı için maksimum boyut yaklaşık 80 nokta x 50 noktadır Devir başına adımları değiştirirseniz, satır başına daha fazla nokta elde edersiniz, ancak aynı zamanda çok daha uzun yazdırma süresi elde edersiniz. Bu programda çok fazla düğme yok, güzelleştirmek istemedim, sadece çalışıyor. Geliştirmek istiyorsanız, yapmaktan çekinmeyin!

Adım 10: Başlangıçta Bir Nokta Vardı

Dotter'ın son testi!

Nokta nokta nokta…..

Düzinelerce nokta sonra bir şeyler ters gitti! Tam olarak ne? Arduino kendini resetlemiş ve adım sayısını unutmuş gibi görünüyor. Çok iyi başladı ama bir noktada bir sorunumuz var. Ne yanlış olabilir? İki gün sonra hata ayıklamanın ardından bunun için bir çözüm buldum. Biraz basit ve açıktı ama başlangıçta bunu düşünmedim. Nedir? Bir sonraki adımda öğreneceğiz.

Adım 11: Başarısızlık Bir Seçenek Değil, Bir Sürecin Parçasıdır

Vazgeçmekten nefret ederim, bu yüzden bunu asla yapmam. Sorunuma çözüm aramaya başladım. Gece geç saatlerde Arduino'mdan bir kabloyu çıkarırken gerçekten sıcak olduğunu hissettim. Sonra sorunun ne olduğunu anladım. Y ekseni motorlarını açık bıraktığım için (bu motorların bobininin üzerinde) Arduino'mdaki lineer stabilizatör oldukça büyük sabit akım nedeniyle gerçekten ısınıyor. Bunun çözümü nedir? İhtiyacımız yokken o bobinleri kapat. Bu sorun için süper basit bir çözüm, bu harika ve bu projeyi bitirmek için tekrar yoldayım!

Adım 12: Zafer

Zafer mi? Projem sonunda çalışıyor! Çok zamanımı aldı ama sonunda projem hazır, tam istediğim gibi çalışıyor. Şimdi bu projeyi bitirdiğim için saf bir mutluluk hissediyorum! Üzerine bastığım bazı resimleri görebilirsiniz! Yazdırılacak daha çok şey var, bununla ilgili bazı güncellemeleri görmek için bizi izlemeye devam edin.

Adım 13: Son mu, Başlangıç mı?

Bu, yapım talimatının sonu ama bu projenin sonu değil! Açık kaynak, burada paylaştığım her şey, bu şeyi oluşturmak için kullanabilirsiniz, herhangi bir yükseltme eklerseniz, bunları paylaşmaktan çekinmeyin, ancak bu talimata bir bağlantı koymayı unutmayın, ayrıca projemi geliştirdiğinizi bana bildirin:) biri bunu yaparsa güzel olur. Belki bir gün bunun için zaman bulursam, onu geliştirip bir Dotter V2 yayınlarım ama şu anda emin değilim.

Projelerimden haberdar olmak istiyorsanız beni talimatlarda takip etmeyi unutmayın, ayrıca YouTube kanalıma da abone olabilirsiniz çünkü burada sadece yapımla ilgili harika videolar yayınlıyorum:

goo.gl/x6Y32E

ve işte sosyal medya hesaplarım:

Facebook:

Instagram:

Twitter:

Okuduğunuz için çok teşekkür ederim, iyi günler dilerim!

Mutlu yapım!

not

Projemi gerçekten beğendiyseniz lütfen yarışmalarda oy verin:D

Epilog Challenge 9'da İkincilik

Arduino Yarışması 2017'de İkincilik Ödülü