Rig Penumpukan Fokus Binaan Mudah: 11 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Bahagian pencetak 3D yang diubahsuai dan perisian FastStacker berasaskan Arduino membolehkan pemasangan rig susun fokus penuh yang ringkas dan murah

Sergey Mashchenko (Pulsar124) telah melakukan tugas yang hebat untuk mengembangkan dan mendokumentasikan rel susun fokus berasaskan DIY Arduino seperti yang dijelaskan di wiki-nya (https://pulsar124.fandom.com/wiki/Fast_Stacker). Banyak orang telah membina projeknya dan ketika dia mencatat di wiki, projeknya telah banyak dibincangkan di forum-forum yang berkaitan. Saya baru-baru ini menyelesaikan versi binaan ini semasa saya mendokumentasikan komen di wiki-nya. Saya membina alat kawalan di sekitar reka bentuk Pulsar124 menggunakan Arduino, pad kekunci, pemacu stepper, dan paparan LCD Nokia 5110. Terdapat banyak solder yang terlibat dan LCD stok lama sangat bermasalah. Forum menunjukkan bahawa orang lain mempunyai masalah dengan LCD juga. Perisian projek Pulsar124 sangat bagus. Ia matang dan penuh ciri dan saya ingin mempermudah pembinaan sistem yang menggunakannya. Saya memindahkan perisiannya untuk berjalan pada platform kawalan pencetak 3D yang terdiri daripada Arduino mega, perisai RAMPS 1.4, dan panel LCD pengawal pintar grafik penuh dengan kabel yang berkaitan. Saya menyediakan perisian itu di sini dengan arahan untuk menyusun pengawal penumpuk yang boleh digunakan. Untuk rel itu sendiri, alih-alih memulai dengan rel Velbon komersial seperti dalam projek asal, saya merancang rel berasaskan pencetak 3D sederhana yang juga saya dokumentasikan di sini. Saya tidak bertanggungjawab untuk kod atau reka bentuk ini jika ada yang merosakkan kamera mereka atau apa sahaja.

Bekalan

Pengawal Stacker

Bahagian berikut dijual bersama dengan sangat murah sebagai "kit pencetak 3D" atau "kit RAMPS" tetapi anda boleh membelinya secara individu atau mengeluarkannya dari pencetak 3D yang tidak digunakan.

• Arduino mega
• RAMPS 1.4
• 1 pemandu stepper (kit biasanya dilengkapi dengan sekurang-kurangnya 4)
• Paparan LCD Pengawal Pintar Grafik penuh dengan papan penyambung dan kabel pita. Sekiranya membeli, pilih satu dengan potensiometer onboard untuk kawalan tahap lampu latar.
• penerjun header untuk mengkonfigurasi pemacu stepper
• suis had gaya repRap dan kabel yang berkaitan

Juga diperlukan untuk pengawal:

• Pad kekunci 4x4

• bahagian pembahagi voltan

  • Perintang 150K
  • Perintang 390K
  • Kapasitor 0.1 uf
  • 2 pin header lelaki tunggal (pilihan)
• Bahagian papan geganti antara muka kamera
  • Relay 2 buluh - gegelung 10ma, dibina dalam diod snubber
  • Soket phono 1/8"
  • Header 3 pin 0.1"
• Pek bateri AA 6 sel dengan bateri boleh dicas semula NiMH untuk operasi bertenaga bateri
• Bekalan kutil dinding memberikan nominal 9VDC untuk operasi AC
• Kabel jumper atau kawat wayar / pin / penyambung pin untuk membuat hubungan antara papan kekunci dan header RAMPS. Sambungan 8-pin hingga 2 X 4-pin diperlukan.
• Wayar atau kabel untuk menyambungkan suis had ke RAMPS header. Saya menggunakan kabel yang disertakan dengan suis had dalam kit RAMPS, memanjangkannya seperti yang dijelaskan di bawah.
• Kabel untuk menyambungkan stepper ke header RAMPS. Saya menggunakan kabel stepper 59 "dari Amazon.

• Kabel kawalan rana kamera manual yang berfungsi dengan jenis kamera anda - cari di ebay atau Amazon untuk beberapa dolar. Potong dan buang unit butang tekan tangan dan simpan kabel dan penyambung khusus untuk kamera anda.

Rel Fokus

• Kepingan dicetak 3D menggunakan fail STL yang disediakan - hujung motor, ujung jauh, dan kereta luncur.
• Motor stepper NEMA 17 dengan skru petunjuk 300mm T8 ditunjukkan atau pilihan panjang anda. Sekiranya skru plumbum tidak disepadukan, gunakan pengganding untuk bergabung dengan anak tangga ke skru utama
• Mur tembaga untuk skru plumbum - anti-backlash yang dimuat polos atau pegas
• 4 galas LM8U
• 2 batang keluli 8mm panjang 340mm atau bersaiz ke petunjuk utama anda
• Plat asas 100mm x 355mm (atau panjang yang sesuai) Saya menggunakan sekeping stok aluminium 4 "x 14" dengan permukaan dibersihkan. Banyak pilihan asas lain mungkin.
• Baut untuk memasang kepingan hujung ke pangkal - Saya menggunakan 1/4-20
• Mur / bolt untuk memasang suis had - 4-40 atau 3mm
• Suis had gaya RepRap. Kit RAMPS sering disertakan dengan 3 atau 4 daripadanya. Penyihir mikro standard juga boleh digunakan dengan corak lubang pada bahagian akhir yang boleh diterima.

• Berikut ini, dari urutan atas ke bawah mulai dari kamera, digunakan untuk memasang kamera ke rel kereta api

  • Plat kasut cepat universal 50mm dengan skru 1/4, sesuai dengan standard Arca-Swiss (pemasangan ke kamera)
  • Plat rel fokus Nodal 200mm dengan penjepit pelepas cepat untuk pemasangan Arca (menerima plat di atas)
  • Pengapit Arca Swiss 50mm, penjepit plat pelepas cepat, sesuai dengan pelat gaya Arca (pasangkan plat nod gelongsor ke kereta luncur)
• Ikatan zip, 4"

Langkah 1: RAMPS dan Arduino

Gambar menunjukkan salah satu kit RAMPS biasa.

Perisian untuk binaan ini ada di sini:

Pasang perisian FastStacker ke papan mega. Sebelum menyusun dan memuat naik perisian Faststacker ke papan, gunakan pengurus perpustakaan Arduino IDE untuk memasang pustaka grafik u8g2lib ke persekitaran Arduino anda. Sekiranya anda menggunakan rel lain, suis had, dan lain-lain, rujuk Wiki binaan asli untuk mendapatkan nasihat penyesuaian.

Pasang ketiga-tiga jumper di tempat pemandu motor stepper X pada RAMPS seperti yang ditunjukkan dalam gambar kemudian pasang pemandu motor stepper di tempat ini. Ini dikonfigurasi untuk operasi 16 mikrostep. Pasang pelindung RAMPS ke mega Arduino. Sambungkan LCD grafik ke RAMPS dengan kad antara muka dan kabel pita yang disediakan dengan LCD memperhatikan label pada penyambung pada setiap hujungnya. Perhatikan bahawa LCD ini tidak menyokong pengaturcaraan lampu latar sehingga fungsi tersebut dihentikan pada port perisian.

Dalam langkah-langkah berikut, beberapa sambungan dibuat ke papan RAMPS dengan memasukkan ke pelbagai tajuk. Gambar rajah papan RAMPS merangkum sambungan ini untuk rujukan dengan perincian lebih lanjut yang diberikan dalam langkah-langkah kemudian.

Langkah 2: Pembahagi Voltan

Pengawal penumpuk merangkumi fungsi untuk memantau voltan bateri (atau apa sahaja sumber kuasa input). Pembahagi voltan terbentuk dari 2 perintang dan kapasitor penekan bunyi 0.1uf mengikut reka bentuk asal. Dalam binaan ini, pembahagi voltan dipasang ke pin header y stepper yang tidak digunakan. Rujukan voltan 2.56V dalaman mega digunakan untuk pengukuran.

Dua perintang pembahagi disebut sebagai R3 dan R4 dalam dokumentasi dan kod projek asal dan kami meneruskannya di sini. Dengan mengandaikan R3 adalah yang disambungkan secara langsung ke "+" bateri (pin header Y16) dan R4 disambungkan ke tanah (pin header Y 9), nisbah pembahagi adalah R4 / (R3 + R4). Binaan ini mengandaikan input nominal julat voltan 6.9V hingga 9V. Semasa beroperasi dari bateri, ia menggunakan 6 bateri boleh dicas semula AA NiMH. Semasa beroperasi dari AC, ia menggunakan kutil dinding nominal 9V. Kami akan skala 9.2V hingga 2.56V dengan perintang ini: R4 = 150K, R3 = 390K.

Bina pembahagi voltan seperti yang ditunjukkan. Pin tidak semestinya diperlukan, anda boleh pasangkan plumbum perintang terus ke pengepala. Walau bagaimanapun, petunjuk pada perintang yang saya nampak kecil dan saya takut mereka mungkin tidak boleh disisipkan dengan pasti, jadi saya menambah pin. Saya tidak pasti kapasitor benar-benar diperlukan - nampaknya berfungsi dengan baik tanpa seperti yang ditunjukkan dalam gambar pembahagi versi minimalis menggunakan sambungan solder tunggal.

Pasang pembahagi ke header Y-stepper pada RAMPS seperti berikut dan seperti yang ditunjukkan dalam gambar:

Pin 16 (Vcc) - plumbum bebas perintang 390K.

Pin 9 (gnd) - plumbum bebas perintang 150K

Pin 8 (Y stepper enabled, arduino A7) - ketuk pembahagi voltan

Langkah 3: Pad kekunci

2 jenis pad kekunci yang tersedia ditunjukkan. Fail stacker.h merangkumi pemetaan kunci untuk kedua-duanya dengan unit hitam / putih diaktifkan secara lalai. Jangan buat pemetaan yang lain jika anda menggunakan salah satu jenis membran merah / biru. Rujuk dokumentasi projek asal jika dokumen anda berbeza.

Sekiranya anda menghadapi masalah dengan beberapa kekunci tidak berfungsi, tetapi bukan baris atau lajur penuh, dan anda menggunakan salah satu unit hitam / putih, ukur rintangan sambungan lajur baris untuk semua kekunci. Pad kekunci gaya hitam / putih menggunakan semacam jejak karbon dicetak di papan di dalamnya yang menyebabkan beberapa sambungan lajur baris menjadi rintangan tinggi menyebabkan beberapa kekunci tidak dapat bertindak balas ketika digunakan dengan beberapa platform, misalnya, arduino pro mini.

Pad kekunci mempunyai penyambung 8 pin. 4 pin ini disambungkan ke satu header pada RAMPS dan 4 pin lain ke header yang lain. Saya membuat kabel pita 8 pin hingga dwi 4 pin untuk kedua-dua jenis pad kekunci seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Mereka sama kecuali jantina pin yang menyambung ke papan kekunci. Saya menggunakan pelindung pin dan kelim pada pin lelaki dan wanita bersama dengan wayar dan alat kelim untuk membuat kabel tetapi kabel jumper atau pilihan pra-berkrim lain dapat digunakan. Video dari Pololu ini menunjukkan banyak pilihan produk untuk membina kabel seperti ini: https://www.pololu.com/category/39/cables-and-wir…. Kabel pelompat dari jenis yang ditunjukkan adalah pilihan yang mudah.

Gunakan kabel untuk menyambungkan papan kekunci ke RAMPS setiap gambar dan seperti berikut (penomboran pin papan kekunci yang diberikan di bawah menganggap pin 1 berada di sebelah kiri ketika melihat bahagian depan papan kekunci, pin 8 ke kanan):

pin keypad 1-4 menyambung ke header RAMPS Servos, pin disenaraikan mengikut urutan, kiri ke kanan, bermula dari pin yang paling dekat dengan butang reset. Ini menghubungkan seperti berikut:

pad kekunci 1- D11

pad kekunci 2- D6

pad kekunci 3- D5

pad kekunci 4- D4

pin keypad 5-8 sambungkan ke header endstop RAMPS dan buat sambungan seperti berikut:

papan kekunci 5- Ymin- D14

papan kekunci 6- Ymax- D15

pad kekunci 7- Zmin - D18

pad kekunci 8, Zmax- D19

Langkah 4: Antara Muka Kamera

Papan kecil yang memegang relay 2 buluh, header 3 pin dan bicu audio 1/8 berfungsi sebagai antara muka antara RAMPS dan kamera. Saya cadangkan menggunakan relay dengan diod snubber yang terpasang. Tambahkan sendiri, jika tidak Pilih salah satu yang tidak memerlukan lebih dari 10ma untuk mengaktifkan (gegelung 500ohm). Saya kebetulan mempunyai beberapa relai Gordos 831A-4 yang saya gunakan, tetapi, sebagai contoh, DigiKey mempunyai Littlefuse # HE721A0510, Digi-Key Nombor Bahagian HE101-ND yang kelihatan sesuai. Skema ditunjukkan.

Kabel dibuat dari kawalan rana manual dengan memotong dan membuang kawalan butang tekan setelah mencatat kabel mana yang AF, rana, dan biasa. Kabel ini dipasang pada palam audio 1/8 yang disambungkan ke soket pada papan geganti.

Papan geganti menghubungkan ke RAMPS dengan kabel servo 3 wayar pendek seperti yang ditunjukkan. Anda boleh menggunakan kabel servo standard, menggunakan jumper, atau membuat sendiri. Papan geganti antara muka kamera disambungkan ke tajuk AUX-2 papan RAMPS, membuat sambungan berikut-

Aux 2, pin 8- GND

Aux 2, pin 7- AF- D63

Aux 2, pin 6 - rana - D40

Saya bereksperimen dengan menggunakan modul geganti untuk fungsi ini untuk mengelakkan daripada membuat papan, tetapi modul yang biasa saya cuba menghabiskan arus terlalu banyak dari rel 5V.

Langkah 5: Sambungan Stepper

Pasangkan kabel stepper ke header X stepper. Saya menggunakan kabel sambungan stepper 59 seperti yang ditunjukkan pada gambar 2. Jika stepper berpusing ke arah yang salah, balikkan penyambung stepper yang dipasang ke papan RAMPS.

Langkah 6: Suis Had

Perisian FastStacker tidak membeza-bezakan kedua-dua penghentian akhir dan tidak peduli mana yang terkena. Perisian RAMPS stacker dikonfigurasikan untuk dapat berfungsi secara langsung dengan 2 suis had repRap standard dan kabel yang berkaitan yang dipasang ke posisi header Xmin dan Xmax endstop pada RAMPS. Gambar menunjukkan di mana palam ini masuk. Dalam konfigurasi ini, setiap suis had pada rel dihubungkan dengan + 5V, GND, dan wayar isyarat individu dijalankan untuk setiap suis had. Perisian ATAU dua input bersama. Ini membolehkan penggunaan semula kabel plug and play yang mudah disertakan dengan kit RAMPS dan ini membolehkan penunjuk LED pada papan endstop repRap menyala ketika berhenti dipicu. Garis isyarat kedua suis repRap tidak dapat dihubungkan bersama ketika papan menerima +5, jika ada, memicu satu dan bukan yang lain akan pendek +5 ke GND. Saya membuat tali pinggang kabel yang ditunjukkan dari kabel asal, menghantar sepasang kuasa tunggal ke suis tetapi mengekalkan wayar isyarat masing-masing dan memanjangkan semua wayar. Ini masih menggunakan 4 wayar di jalan antara pengawal dan rel.

Pendekatan yang lebih mudah hanya menggunakan 2 wayar- GND dan salah satu pin header hujung Xmin atau Xmax yang dijalankan ke dua suis hujung biasa Terbuka, yang disambungkan secara selari. Sekiranya suis endstop dipicu, garis isyarat ditarik ke tanah. Kawat lebih sedikit, tetapi tidak ada lampu LED ketika suis dipicu.

Corak lubang pada bahagian hujung rel juga menyokong penyihir mikro ukuran standard (bukan yang mini seperti pada papan repRap) dalam hal ini, gunakan konfigurasi 2-wayar.

Langkah 7: Ujian Kuasa dan Bangku

Terapkan nominal 7-9V pada penyambung input kuasa RAMPS. Perhatikan dalam gambar, set terminal mana pada penyambung kuasa yang digunakan. Ini adalah set kuasa rendah input Vcc, bukan input kuasa tinggi yang mendorong RAMPS MOSFETS. Sistem harus boot dan memberitahu anda untuk menekan sebarang kekunci untuk memulakan penentukuran. Apabila anda melakukannya, stepper akan mula berpusing. Biarkan selama beberapa saat, kemudian cetuskan salah satu suis had. Motor harus berpusing. Biarkan berjalan selama beberapa saat, kemudian tekan suis had sekali lagi. Motor akan berpusing semula dan bergerak ke kedudukan yang difikirkannya ialah kedudukan 4mm. Pada tahap ini, jalankan operasi pelbagai kekunci pada papan kekunci, merujuk kepada dokumentasi projek asal, untuk memastikan kunci semuanya dibaca dengan betul. Perhatikan bahawa fungsi kawalan lampu latar dari projek asal tidak disokong pada sistem ini - LCD tidak menyokongnya. Jalankan beberapa timbunan dan dengarkan klik geganti yang diaktifkan dan apabila semuanya kelihatan baik, sahkan antara muka ke kamera anda. Itu mesti untuk elektronik.

Langkah 8: Rel

Ketiga-tiga cetakan 3D adalah cetakan mudah dan lapisan halus tidak diperlukan- Saya menggunakan.28mm. Ia sama seperti dalam gambar. Sila ambil perhatian bahawa beberapa gambar dalam Instructable ini menunjukkan lelaran sebelumnya mengenai reka bentuk rel sebelum saya mengalihkan suis hujung berhenti dari atas kepingan hujung ke bahagian dalam bahagian akhir. Kereta luncur menampung kacang anti-backlash seperti yang ditunjukkan atau kacang standard. Mulakan di hujung motor, pasangkan motor dan hujung hujung, tambahkan rel, kemudian geser kereta luncur dan putar skru petunjuk dengan tangan untuk mengikatnya pada mur. Tolak bahagian ujung ke rel, tambahkan ikatan ritsleting, dan pemasangannya sebahagian besarnya dilakukan kecuali untuk mengunci ke dasar apa sahaja yang anda pilih. Terdapat banyak pilihan untuk asas. Plat aluminium yang saya gunakan kuat dan mudah diketuk untuk dipasang ke tripod. Penyemperitan aluminium atau kayu adalah kemungkinan lain.

Langkah 9: Penutup

Terdapat banyak kemungkinan cara pembungkusan elektronik yang ditunjukkan dalam gambar pertama. Terdapat banyak reka bentuk di Thingiverse untuk kotak yang memegang kombo RAMPS / mega / LCD yang boleh menjadi permulaan untuk versi cetak 3D. Saya menggunakan laser untuk membuat kotak gaya konsol akrilik dari reka bentuk yang diberikan dalam fail SVG yang dilampirkan. Kotak itu dibuat menggunakan Boxes.py dan corak lubang ditambahkan dalam Lightburn. Ia bertujuan untuk bahan 2.8mm. Saya merancang kotak untuk memegang pek bateri di belakang elektronik dan memberi makan output kuasanya yang keluar di kedudukan belakang. Tudung berengsel membolehkan bateri dikeluarkan dengan mudah. Soket input kuasa untuk sistem dibawa ke lubang di bahagian belakang kotak di mana ia sangat terpaku. Ketika berjalan dari bateri, kabel bateri dipasang ke soket seperti yang ditunjukkan. Penyesuai AC dipasang ke soket yang sama semasa beroperasi dari AC. Pek bateri boleh diisi tanpa mengeluarkannya dari kotak seperti yang ditunjukkan dalam gambar.

Langkah 10: Operasi

Di sini saya merujuk anda kembali kepada panduan pengguna Pulsar124 yang sangat baik: https://pulsar124.fandom.com/wiki/User_guide. Saya membuat lembaran cheat berlapis seperti yang ditunjukkan untuk membantu saya mengingat arahan papan kekunci sehingga saya membiasakannya. Seperti yang disebutkan sebelumnya, LCD tidak menyokong kawalan lampu latar kawalan, jadi perintah # -4 tidak berfungsi.

Lihat video yang dilampirkan untuk demo yang sangat cepat dari beberapa operasi asas.

Langkah 11: Bina Catatan dan Pemikiran

Pelabuhan dimulakan dengan FastStacker V1.16. Ini terutama kerana itulah versi yang saya gunakan untuk binaan berasaskan pro-mini saya. Itu kerana saya tidak dapat memasang V1.17 pada pro-mini dan saya tidak begitu peduli dengan kemampuan kawalan teleskop 1.17. Pada mega, versi ini, yang saya sebut 1.16a memerlukan kurang daripada 20% memori, jadi terdapat banyak ruang untuk V1.17 dan lebih banyak lagi. Port RAMPS melibatkan pemetaan pin dan penggantian pemacu LCD lama dengan pemacu grafik u8g2lib. LCD yang lebih besar memberikan kemewahan watak tambahan yang saya gunakan untuk label, mesej, dan unit UI yang ada untuk menjadikannya sedikit lebih mudah diakses oleh pengguna sekali-sekala. Seperti yang dinyatakan, LCD tidak menyokong kawalan lampu latar yang diprogramkan, sehingga perintah dihentikan. Saya membuat beberapa perubahan di kawasan pemantauan voltan, menggunakan rujukan voltan dalaman dan menambahkan pemalar voltan had kritikal lain yang digunakan untuk mengesahkan voltan rendah sebelum mematikan rel. Saya juga menyasarkan reka bentuk untuk dijalankan dari 6 sel dan bukan 8 seperti pada binaan asal. 6 sel lebih cekap tenaga, mengambil lebih sedikit ruang, dan mengurangkan tekanan pada pengatur 5V pada mega tanpa memberi kesan pada prestasi fizikal. Saya menggunakan bip di LCD untuk memberikan bunyi bip pendek ketika memaparkan salah satu mesej ralat. Saya meletakkan nombor backlash lalai pada 0.2mm seperti semula, walaupun saya mengesyaki ia kurang dengan kacang anti-backlash, tetapi saya belum cuba mengukurnya. Sekiranya anda mematikan kompensasi balas dan bekerja pada sudut curam, matikan penjimatan kuasa sehingga anda pasti dapat mengekalkan kedudukan. Salah satu ciri yang saya mahukan dalam perisian adalah kawalan papan kekunci arah pampasan serangan balik (tanpa membalikkan arah operasi operasi rel menggunakan perintah * -1). Ini dapat dipetakan ke tekan tombol kawalan lampu latar yang tidak digunakan. Bergantung pada orientasi operasi, saya tidak pasti arah pampasan semasa selalu betul, iaitu bahawa anda selalu dapat menganggap bahawa kereta luncur yang menjauh dari motor selalu menjadi arah yang tidak memerlukan pampasan. Saya rasa ia tidak penting untuk timbunan besar. Kod dikonfigurasikan untuk 16 mcrosteps. Terdapat kestabilan dalam kod yang digunakan untuk memeriksa kerangka # yang wajar untuk tumpukan 1pt yang telah saya tentukan dalam stacker.h sebagai RAIL_LENGTH dan tetapkan ke 180 yang merupakan jarak perjalanan untuk rel ini. Tukar jika rel anda berbeza.

Platform ini menawarkan keupayaan tambahan lain selain memori yang tidak diketuk oleh binaan ini. Keupayaan grafik LCD dapat digunakan lebih dari sekadar menarik petunjuk SOC bateri. Tombol pengekod optik sangat menggoda dan saya cuba memasukkannya ke dalam projek. Saya menjumpai pemacu yang baik, mengintegrasikannya ke dalam gelung binaan dan utama, dan cuba memalsukan perisian sehingga memikirkan kekunci "1" dan "A" ditekan ketika tombol dipusingkan. Ia agak berjaya, tetapi sangat menyakitkan dan tidak memberikan kemampuan berguna sehingga saya menariknya. Terdapat beberapa tempat pemacu stepper yang tidak digunakan di papan RAMPS yang dapat digunakan untuk mengendalikan stepper tambahan, jika itu dapat berguna.

Pengawal pencetak 3D seperti RAMPS memberikan titik permulaan yang baik untuk binaan seperti ini dan saya berharap beberapa orang lagi dapat memanfaatkan perisian hebat Pulsar124 yang dihoskan di platform yang mudah disatukan ini.