Dotter - Pencetak Dot Matrix Berasaskan Arduino Besar: 13 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Hai, selamat datang dalam arahan ini:) Saya adalah pembuat Nikodem Bartnik berusia 18 tahun. Saya membuat banyak perkara, robot, peranti sepanjang 4 tahun pembuatan saya. Tetapi projek ini mungkin yang paling besar dalam hal ukuran. Ia juga dirancang dengan sangat baik, saya rasa, masih ada perkara yang boleh diperbaiki tetapi bagi saya ia sangat mengagumkan. Saya sangat menyukai projek ini, kerana cara kerjanya, dan apa yang dapat dihasilkannya (saya suka grafik ini seperti pixel / titik), tetapi terdapat lebih banyak lagi dalam projek ini daripada hanya Dotter. Ada kisah bagaimana saya membuatnya, bagaimana saya menghasilkan idea untuk itu dan mengapa kegagalan menjadi sebahagian besar dari projek ini. Adakah anda sudah bersedia? Amaran mungkin ada banyak yang dapat dibaca dalam instruksional ini, tetapi jangan risau berikut adalah video mengenainya (anda juga boleh menemuinya di atas): LINK KE VIDEOLet Permulaan!

Langkah 1: Kisah Gagal: (dan Bagaimana Saya Sebenarnya Mendapat Idea untuk Ini

Anda mungkin bertanya mengapa kisah kegagalan sekiranya projek saya berfungsi? Kerana pada awalnya tidak ada Dotter. Saya mahu membuat sesuatu yang serupa tetapi lebih canggih - pencetak 3D. Perbezaan terbesar antara pencetak 3D yang ingin saya buat dan hampir semua pencetak 3D lain ialah bukannya motor stepper nema17 standard, ia akan menggunakan motor 28BYJ-48 murah yang boleh anda beli dengan harga sekitar $ 1 (ya satu dolar untuk motor stepper). Sudah tentu saya tahu bahawa ia akan menjadi lebih lemah dan kurang tepat daripada motor stepper standard (jika tepat, tidak sesederhana itu, kerana kebanyakan motor dalam pencetak 3D mempunyai 200 langkah per revolusi, dan 28BYJ48 mempunyai sekitar 2048 langkah per revolusi atau lebih banyak lagi bergantung pada cara anda menggunakannya, tetapi motor tersebut cenderung kehilangan langkah dan gear di dalamnya bukanlah yang terbaik, jadi sukar untuk dinyatakan jika ia lebih tepat atau kurang tepat). Tetapi saya percaya bahawa mereka akan melakukannya. Dan pada ketika itu anda mungkin mengatakan tunggu sudah ada pencetak 3D yang menggunakan motor tersebut, ya saya tahu malah ada sedikit dari mereka sebenarnya. Yang pertama terkenal ialah Micro oleh M3D, pencetak 3D kecil dan sangat cantik (saya suka reka bentuk ringkas ini). Terdapat juga ToyRep, Cherry dan mungkin banyak lagi yang saya tidak tahu. Oleh itu pencetak dengan motor tersebut sudah ada tetapi apa yang saya mahu buat berbeza dan lebih seperti cara saya sendiri adalah kod. Sebilangan besar orang menggunakan beberapa perisian sumber terbuka untuk pencetak 3D tetapi seperti yang anda tahu jika anda melihat projek drone Ludwik berasaskan Arduino saya, saya suka melakukan perkara dari awal dan belajar sehingga saya mahu membuat kod saya sendiri untuk pencetak ini. Saya sudah mengembangkan membaca dan mentafsirkan Gcode dari kad SD, memutar motor mengikut algoritma garis Gcode dan Bresenham. Sebilangan besar kod untuk projek ini sudah siap. Tetapi semasa mengujinya, saya perhatikan bahawa motor-motor itu terlalu panas, dan ia sangat perlahan. Tetapi saya masih mahu membuatnya jadi saya merancang bingkai untuknya di Fusion360 (anda boleh mendapatkan gambarnya di atas). Andaian lain dalam projek ini adalah menggunakan transistor dan bukannya pemandu motor stepper. Saya dapati beberapa kelebihan transistor berbanding pemacu stepper:

1. Mereka lebih murah
2. Lebih sukar untuk memecahkannya, saya sudah memecahkan beberapa pemandu stepper semasa membina DIY Arduino Controlled Egg-Bot kerana ketika anda memutuskan sambungan motor dari pemandu semasa menjalankannya mungkin akan pecah
3. Pemandu mudah dikawal, anda boleh menggunakan pin lebih sedikit untuk itu, tetapi saya mahu menggunakan Atmega32, ia mempunyai pin yang cukup untuk menggunakan transistor sehingga tidak penting bagi saya. (Saya ingin menggunakan atmega32 dalam projek pencetak 3D, akhirnya di dotter tidak perlu menggunakannya jadi saya hanya menggunakan Arduino Uno).
4. Kebahagiaan jauh lebih besar apabila anda membuat pemacu stepper sendiri dengan transistor daripada hanya membelinya.
5. Belajar bagaimana mereka berfungsi dengan bereksperimen, saya menggunakan beberapa transistor dalam projek sebelumnya, tetapi praktik menjadikannya sempurna dan cara terbaik untuk belajar adalah dengan bereksperimen. BTW tidak pelik bahawa kita tidak tahu bagaimana penemuan terbesar di dunia berfungsi? Kami menggunakan transistor setiap hari, setiap satu mempunyai berjuta-juta di dalam poket, dan kebanyakan orang tidak tahu bagaimana satu transistor berfungsi:)

Selama ini saya mendapat 2 pencetak 3D baru dan semasa mencetaknya, saya terus meningkatkan kelajuan pencetakan sepanjang masa untuk membuat cetakan secepat yang saya dapat. Saya mula menyedari bahawa pencetak 3D dengan motor 28BYJ-48 akan perlahan dan mungkin bukan idea terbaik. Mungkin saya harus menyedari itu lebih awal, tetapi saya begitu fokus pada kod projek ini dan belajar bagaimana sebenarnya pencetak 3D berfungsi, sehingga saya tidak dapat melihatnya. Terima kasih kepada perkara yang saya pelajari dengan membina perkara ini, saya tidak menyesal kerana meluangkan masa untuk projek ini.

Menyerah bukanlah pilihan untuk saya, dan saya mempunyai 5 orang anak tangga sehingga saya mula memikirkan apa yang boleh saya lakukan dengan bahagian-bahagian tersebut. Semasa menguburkan barang-barang lama di almari pakaian saya, saya dapati lukisan saya dari sekolah rendah dibuat menggunakan teknik melukis titik yang juga disebut Pointillism (anda dapat melihat gambar saya di atas). Ini bukan karya seni, bahkan tidak bagus:) Tetapi saya menyukai idea ini untuk membuat gambar daripada titik. Dan di sini saya memikirkan sesuatu yang pernah saya dengar sebelumnya, iaitu pencetak dot matrix, di Poland, anda boleh menemui jenis pencetak ini di setiap klinik yang mereka buat dengan suara kuat: D. Cukup jelas bagi saya bahawa mesti ada seseorang yang membuat sesuatu seperti ini, dan saya betul Robson Couto sudah membuat pencetak Arduino dot matrix, tetapi untuk membuatnya anda mesti mencari komponen sempurna yang sukar, tetapi kami mempunyai percetakan 2018 dan 3D menjadi semakin popular, jadi mengapa tidak membuat versi cetak 3D yang mudah ditiru, tetapi tetap serupa. Oleh itu, saya memutuskan untuk menjadikannya besar, atau bahkan BESAR! Agar dapat mencetak pada kertas besar yang dapat dibeli oleh semua orang - gulungan kertas dari Ikea:) dimensinya: 45cm x 30m. Sempurna!

Beberapa jam merancang dan projek saya siap untuk dicetak, panjangnya 60 cm sehingga terlalu besar untuk dicetak pada pencetak standard, jadi saya membahagikannya kepada kepingan yang lebih kecil kerana berkat penyambung khas akan mudah disambungkan. Selain itu kami mempunyai kereta untuk pen marker, beberapa takal untuk tali pinggang GT2, roda getah untuk memegang kertas (juga dicetak 3D dengan filamen TPU). Tetapi kerana kami tidak semestinya ingin mencetak pada kertas sebesar itu, saya menjadikan salah satu motor paksi Y boleh bergerak sehingga anda dapat menyesuaikannya dengan mudah pada ukuran kertas. Terdapat dua motor pada paksi Y dan satu pada paksi X, untuk menggerakkan pen ke atas dan ke bawah saya menggunakan servo mikro. Anda boleh mendapatkan pautan ke model dan semuanya dalam langkah seterusnya.

Kemudian saya merancang PCB seperti biasa, tetapi kali ini, bukannya membuatnya di rumah, saya memutuskan untuk memesannya di pengeluar profesional, untuk menjadikannya sempurna, lebih mudah dipateri dan hanya untuk menjimatkan masa, saya mendengar banyak pendapat baik mengenai PCBway jadi saya memutuskan untuk melakukannya. Saya mendapati bahawa mereka mempunyai program biasiswa berkat yang anda boleh buat papan anda secara percuma, saya memuat naik projek saya ke laman web mereka dan mereka menerimanya! Terima kasih banyak PCBway kerana membuat projek ini dapat dilaksanakan:) Papan yang sempurna, tetapi bukannya meletakkan mikrokontroler di papan ini, saya memutuskan untuk membuat perisai Arduino sehingga saya dapat menggunakannya, ia juga lebih mudah disolder kerana itu.

Kod dotter ditulis dalam Arduino, dan untuk menghantar arahan dari komputer ke Dotter saya menggunakan Pemprosesan.

Itu mungkin keseluruhan kisah bagaimana projek ini berkembang, dan bagaimana keadaannya sekarang, selamat sekiranya anda sampai di sana:)

Jangan bimbang sekarang akan lebih mudah, cukup buat arahan!

Saya harap anda dapat menikmati kisah projek The Dotter ini, jika ya jangan lupa untuk memahaminya.

* pada rendering di atas anda dapat melihat kereta X dengan 2 pen, ini adalah rekaan pertama saya, tetapi saya memutuskan untuk beralih ke versi yang lebih kecil dengan satu pen untuk membuatnya lebih ringan. Tetapi versi dengan 2 pen mungkin menarik kerana anda dapat membuat titik dalam pelbagai warna, bahkan ada tempat untuk servo kedua pada PCB sehingga ada yang perlu dipertimbangkan untuk dotter V2:)

Langkah 2: Apa yang Kita Perlu?

Apa yang kita perlukan untuk projek ini, itu adalah soalan yang bagus! Berikut adalah senarai semuanya dengan pautan jika boleh:

1. Bahagian bercetak 3D (pautan ke model pada langkah seterusnya)
2. Arduino GearBest | BangGood
3. Motor stepper 28BYJ48 (3 daripadanya) GearBest | BangGood
4. Motor servo mikro GearBest | BangGood
5. GT2 Belt (kira-kira 1.5 meter) GearBest | BangGood
6. Kabel GearBest | BangGood
7. Bearing GearBest | BangGood
8. Dua batang aluminium panjangnya masing-masing 60cm

9. Untuk membuat PCB:

   1. PCB jelas (anda boleh memesan, membuatnya sendiri atau membelinya dari saya, saya mempunyai beberapa papan yang ada di sekitar anda boleh membelinya di sini:
   2. Transistor BC639 atau yang serupa (8 daripadanya) GearBest | BangGood
   3. Diod penerus (8 daripadanya) GearBest | BangGood
   4. LED hijau dan merah GearBest | BangGood
   5. Beberapa tajuk GearBest terlepas | BangGood
   6. Kit Arduino Stackable Header GearBest | BangGood
   7. Beberapa perintang GearBest | BangGood

Mungkin yang paling sukar untuk anda ialah bahagian cetak 3D, tanya rakan anda, di sekolah atau di perpustakaan, mereka mungkin mempunyai pencetak 3D. Sekiranya anda ingin membelinya, saya boleh mengesyorkan kepada anda CR10 (pautan untuk membeli), CR10 mini (pautan untuk membeli) atau Anet A8 (pautan untuk membeli).

Langkah 3: Sebesar yang Saya Boleh, Sesederhana Saya (Model 3D)

Oleh kerana saya mengatakan sebahagian besar projek ini adalah ukuran, saya mahu menjadikannya besar dan tetap sederhana pada masa yang sama. Untuk membuatnya dengan cara ini saya menghabiskan banyak masa di Fusion360, untungnya program ini luar biasa mesra pengguna dan saya suka menggunakannya sehingga bukan masalah besar bagi saya. Untuk memuatkan sebahagian besar pencetak 3D, saya membahagikan bingkai utama kepada 4 bahagian yang dapat disambungkan dengan mudah berkat penyambung khas.

Pulley untuk tali pinggang GT2 direka dengan alat ini (sangat bagus, periksa):

Saya menambah fail DXF dari 2 takal tersebut hanya untuk rujukan anda, anda tidak memerlukannya untuk membuat projek ini.

Tidak ada model ini yang memerlukan sokongan, katrol mempunyai sokongan yang disokong, kerana mustahil untuk mengeluarkan sokongan dari bahagian dalam takal. Model tersebut agak mudah dicetak, tetapi memerlukan sedikit masa, kerana modelnya cukup besar.

Roda yang akan menggerakkan kertas harus dicetak dengan filamen lentur agar lebih baik. Saya membuat pelek untuk roda ini yang harus dicetak dengan PLA dan pada roda ini anda boleh meletakkan roda getah.

Langkah 4: Berkumpul

Itu adalah langkah yang mudah tetapi juga sangat menyenangkan. Yang perlu anda lakukan ialah menyambungkan semua bahagian bercetak 3D bersama-sama, pasangkan motor dan servo. Pada akhir anda harus meletakkan batang aluminium di bingkai dicetak 3D dengan kereta di atasnya.

Saya mencetak skru di bahagian belakang pemegang motor Y yang boleh digerakkan untuk menahannya di tempat tetapi ternyata bahagian bawah bingkai terlalu lembut dan bengkok ketika anda mengetatkan skru. Oleh itu, bukannya skru ini, saya menggunakan gelang getah untuk memegang bahagian ini di tempatnya. Itu bukan kaedah yang paling profesional untuk membuatnya tetapi sekurang-kurangnya ia berfungsi:)

Anda dapat melihat ukuran pen yang saya gunakan untuk projek ini (atau mungkin ia lebih seperti penanda). Anda harus menggunakan ukuran yang sama atau sedekat mungkin, untuk membuatnya berfungsi dengan sempurna dengan kereta X. Anda juga harus memasang kerah pada pen untuk membiarkan servo menggerakkannya ke atas dan ke bawah, anda boleh memperbaikinya dengan mengetatkan skru di sisi.

Tidak banyak yang perlu dijelaskan, jadi lihatlah gambar di atas dan jika anda perlu mengetahui apa-apa lagi tinggalkan komen di bawah!

Langkah 5: Skematik Elektronik

Di atas anda boleh mencari skema elektronik untuk projek ini jika anda ingin membeli PCB atau membuatnya, anda tidak perlu risau tentang skema, jika anda ingin menyambungkannya di papan roti, anda boleh menggunakan skema ini untuk melakukannya. Saya mengenakan anda bahawa ia akan agak tidak kemas di papan roti ini, terdapat banyak sambungan dan komponen kecil jadi jika anda dapat, menggunakan PCB adalah pilihan yang jauh lebih baik. Sekiranya anda mempunyai masalah dengan PCB, atau projek anda tidak berfungsi, anda boleh menyelesaikannya dengan skema ini. Anda boleh menemui fail. SCH pada langkah seterusnya.

Langkah 6: PCB Sebagai Pro

Itu mungkin bahagian terbaik projek ini untuk saya. Saya membuat banyak PCB di rumah, tetapi tidak pernah mencuba memesannya dalam pengeluar profesional. Ini adalah keputusan yang bagus, ia menjimatkan banyak masa, dan papan itu jauh lebih baik, mereka mempunyai topeng solder, mereka lebih mudah disolder, kelihatan lebih baik dan jika anda ingin membuat sesuatu yang anda ingin jual, tidak mungkin anda akan membuat PCB di rumah jadi saya selangkah lebih dekat untuk mencipta sesuatu yang akan dapat saya hasilkan pada masa akan datang, sekurang-kurangnya saya tahu bagaimana membuat dan memesan PCB. Anda boleh menikmati gambar yang indah dari papan kenyataan di atas, dan di sini adalah pautan ke PCBWay.com

Saya mempunyai beberapa papan ganti, jadi jika anda ingin membelinya dari saya, anda boleh membelinya di tindie:

Langkah 7: Memateri, Menyambung …

Kami mempunyai PCB yang hebat tetapi untuk membuatnya berfungsi, kami harus menyolder komponen di atasnya. Jangan bimbang itu sangat mudah! Saya hanya menggunakan komponen THT sehingga tidak ada pematerian yang tepat. Komponennya besar dan senang dipateri. Mereka juga mudah dibeli di mana-mana kedai elektronik. Kerana PCB ini hanyalah perisai, anda tidak perlu menyolder mikrokontroler, kami hanya akan menghubungkan perisai ke papan Arduino.

Sekiranya anda tidak mahu membuat PCB, anda dapat mencari skema di atas dengan semua sambungan. Saya tidak mengesyorkan menyambungkannya di papan roti, ia akan kelihatan tidak kemas, terdapat banyak kabel. PCB adalah cara yang lebih profesional dan lebih selamat untuk melakukan ini. Tetapi jika anda tidak mempunyai pilihan lain, menyambung di papan roti lebih baik daripada tidak menyambung sama sekali.

Apabila semua komponen disolder pada PCB, kita dapat menyambungkan motor dan servo padanya. Dan mari kita melangkah ke langkah seterusnya! Tetapi sebelum itu, berhenti sebentar dan lihatlah PCB yang indah ini dengan semua komponen di dalamnya, saya suka bagaimana litar elektronik itu kelihatan! Ok, mari kita teruskan:)

Langkah 8: Kod Arduino

Apabila perisai sudah siap, semuanya disambungkan dan dipasang, kita boleh memuat naik kod ke Arduino. Anda tidak perlu menyambung perisai ke Arduino pada langkah ini. Anda boleh mendapatkan program di lampiran di bawah. Berikut adalah penjelasan cepat mengenai cara kerjanya:

Ia mendapatkan data dari monitor bersiri (kod pemprosesan) dan setiap kali ada 1 ia membuat titik ketika ada 0 tidak. Setelah setiap data diterima, data bergerak untuk beberapa langkah. Apabila isyarat garis baru diterima, ia kembali ke kedudukan permulaannya, gerakkan kertas di paksi Y dan buat garis baru. Itu adalah program yang sangat mudah, jika anda tidak mendapat cara kerjanya, jangan risau hanya muat naik ke Arduino anda dan ia akan berjaya!

Langkah 9: Memproses Kod

Memproses kod membaca gambar dan menghantar data ke Arduino. Gambar mestilah ukuran tertentu untuk membuatnya di atas kertas. Bagi saya ukuran maksimum untuk kertas A4 adalah sekitar 80 titik x 50 titik Jika anda mengubah langkah per revolusi, anda akan mendapat lebih banyak titik per baris tetapi juga masa percetakan yang jauh lebih besar. Tidak ada banyak butang dalam program ini, saya tidak mahu menjadikannya cantik, ia hanya berfungsi. Sekiranya anda ingin memperbaikinya, jangan ragu untuk melakukannya!

Langkah 10: Pada Permulaan Terdapat Titik

Ujian akhir Dotter!

Dot, Dot, Dot…..

Puluhan titik kemudian berlaku sesuatu yang tidak kena! Apa sebenarnya? Nampaknya Arduino mengatur semula dirinya sendiri dan lupa jumlah langkahnya. Ia bermula dengan baik tetapi pada suatu ketika kita menghadapi masalah. Apa yang salah? Dua hari penyahpepijatan kemudian saya menemui penyelesaian untuk itu. Itu agak sederhana dan jelas tetapi saya tidak memikirkannya pada awalnya. Apa itu? Kita akan tahu pada langkah seterusnya.

Langkah 11: Kegagalan Bukan Pilihan, Ini adalah Bahagian Proses

Saya tidak suka berputus asa, jadi saya tidak pernah berbuat demikian. Saya mula mencari jalan keluar untuk masalah saya. Semasa mencabut kabel dari Arduino saya akhir-akhir ini pada waktu malam, saya merasakan bahawa ia sangat panas. Kemudian saya menyedari apa itu masalah. Kerana saya membiarkan motor paksi Y dihidupkan (pada gegelung motor tersebut) penstabil linear pada Arduino saya menjadi sangat panas kerana arus tetap yang cukup besar. Apa jalan penyelesaiannya? Matikan gegelung itu sementara kita tidak memerlukannya. Penyelesaian yang sangat mudah untuk masalah ini, sangat bagus dan saya kembali ke landasan untuk menyelesaikan projek ini!

Langkah 12: Kemenangan

Adakah kemenangan itu? Projek saya berjaya, akhirnya! Saya memerlukan banyak masa tetapi akhirnya projek saya siap, ia berjalan seperti yang saya mahukan. Sekarang saya merasakan kebahagiaan yang tulen kerana menyelesaikan projek ini! Anda dapat melihat beberapa gambar yang saya cetak di atasnya! Masih banyak lagi yang perlu dicetak, jadi nantikan beberapa kemas kini.

Langkah 13: Akhir, atau Permulaan?

Itulah akhir arahan membina tetapi bukan akhir projek ini! Ini adalah sumber terbuka, semua yang saya kongsi di sini yang boleh anda gunakan untuk membina perkara ini, jika anda akan menambah sebarang peningkatan, sila kongsikannya tetapi ingat untuk meletakkan pautan ke arahan ini juga, beritahu saya bahawa anda telah memperbaiki projek saya:) Itu akan menjadi sejuk sekiranya ada yang berbuat demikian. Mungkin suatu hari nanti sekiranya saya dapat mencari masa untuk itu saya akan memperbaikinya dan menghantar Dotter V2 tetapi sekarang saya tidak pasti.

Jangan lupa untuk mengikuti arahan saya sekiranya anda ingin mengetahui perkembangan projek saya, anda juga boleh melanggan saluran YouTube saya kerana saya menyiarkan di sini beberapa video menarik mengenai pembuatan dan bukan hanya:

goo.gl/x6Y32E

dan inilah akaun media sosial saya:

Facebook:

Instagram:

Twitter:

Terima kasih banyak membaca, saya harap anda mempunyai hari yang hebat!

Selamat membuat!

P. S.

Sekiranya anda sangat menyukai projek saya, sila pilih dalam peraduan: D

Naib Johan dalam Cabaran Epilog 9

Hadiah Kedua dalam Peraduan Arduino 2017