The PrintBot: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

PrintBot adalah pencetak dot-matrix yang dipasang di iRobotCreate. PrintBot mencetak menggunakan serbuk Talcum di permukaan tanah mana pun. Menggunakan robot untuk pangkalan membolehkan robot mencetak ukuran yang hampir tidak terhad. Fikirkan permainan bola sepak atau gelanggang bola keranjang. Mungkin saingan mesti mencari kumpulan hujung minggu kesyukuran tahun depan. robot juga membenarkan pergerakan pencetak, yang membolehkannya pergi ke lokasi untuk mencetak, kemudian beralih ke tempat lain. Wayarles disertakan, jadi kawalan jauh juga boleh dilakukan. Seni dan pengiklanan trotoar juga menjadi sasaran pasaran untuk peranti ini.

Langkah 1: Buat IRobot

IRobot Create sangat mirip dengan iRobot's Roomba, tetapi tanpa kekosongan dalaman. Ini membolehkan kita menambah muatan yang lebih besar dan memberi kita lubang pemasangan yang mudah. iRobot juga menyediakan antara muka pengaturcaraan yang lengkap untuk Buat yang mengendalikan robot sangat mudah. Antaramuka adalah sekumpulan perintah dan parameter sederhana yang dihantar ke robot secara bersiri. Baca spesifikasi Open Interface untuk maklumat lebih lanjut. Untuk penggunaan mudah kami hanya memerlukan beberapa arahan. Setelah memulakan, perintah 128 mesti dihantar untuk memberitahu robot untuk mula menerima kawalan luaran. Seterusnya mod mesti dipilih. Untuk kawalan penuh kami menghantar arahan 132 ke Buat. Perhatikan bahawa anda mesti menghantar semua data ke Buat sebagai bilangan bulat, bukan teks ascii biasa. Setiap opcode arahan adalah satu bait, nilai bait itu adalah nilai integer 128 atau apa sahaja. Sekiranya anda menghantar teks ascii atau ansi, setiap watak dalam 128 akan menjadi bait. Untuk ujian atau kawalan melalui PC, kami mengesyorkan Realterm kerana semuanya menjadikan semuanya sangat mudah. Anda juga perlu menetapkan kadar Baud ke 57600 seperti yang dinyatakan dalam dokumentasi Open Interface. Sekarang bahawa Buat diinisialisasi, kami menggunakan perintah 137 untuk menggerakkan robot ke depan. Tunggu Jarak, 156 digunakan untuk menghentikan robot setelah jarak yang ditentukan. Perintah skrip 152 dan 153 menyatukan semuanya dan membuat skrip mudah yang dapat dijalankan berulang-ulang. IRobot menjual apa yang mereka sebut sebagai Modul Perintah yang pada dasarnya adalah pengawal mikro yang dapat diprogramkan dan beberapa port bersiri yang mungkin anda gunakan untuk mengawal Buat anda. Sebagai gantinya, kami menggunakan Cypress Programmable System-on-a-Chip (PSoC) yang digabungkan dengan PC x86 yang sangat kecil yang disebut eBox 2300. Robot ini mempunyai bateri 18V yang akan kami gunakan untuk mengaktifkan semua periferal kami.

Langkah 2: Pembongkaran Pencetak dan Kawalan Motor

Kami menggunakan pencetak ink-jet Epson lama untuk gerakan mendatar pencetak dan unit pemasangan kepala cetak. Perkara pertama yang perlu dilakukan di sini ialah mencabut pencetak dengan teliti. Ini memerlukan mengeluarkan semua komponen yang tidak penting sehingga yang tinggal hanyalah pemasangan trek, motor, pemegang kepala cetak dan tali pinggang pemacu. Hati-hati jangan sampai putus tali pinggang ini atau motor pemandunya. Mungkin juga pandai untuk memutar dengan volt meter sebelum anda merobek semua papan kuasa, tetapi kami terlalu teruja untuk itu. Perhatikan bahawa anda tidak memerlukan pemasangan suapan halaman, kepala cetak atau kartrij sebenar, atau papan litar apa pun. Setelah semuanya dibongkar, kita mesti mengetahui cara memandu motor ini. Oleh kerana kita merobek semuanya sebelum menguji apa-apa, kita perlu mencari voltan yang sesuai untuk membekalkan motor. Anda boleh mencuba spesifikasi motor secara dalam talian jika anda dapat menemui nombor model, tetapi kekurangannya, sambungkannya ke bekalan kuasa DC dan perlahan-lahan meningkatkan voltan ke motor. Kami bernasib baik dan mendapati motor kami dapat berjalan pada 12-42V, tetapi yang pasti kami mengujinya secara manual seperti yang dijelaskan. Kami dengan cepat mendapati walaupun pada 12V motor akan berjalan terlalu pantas. Penyelesaian di sini adalah dengan menggunakan Pulse-Width-Modulation (PWM). Pada asasnya ini menghidupkan dan mematikan motor dengan cepat untuk memutar motor pada kelajuan yang lebih perlahan. Bateri kita membekalkan 18V jadi untuk menjadikan hidup mudah kita akan mematikan motor dengan cara yang sama. Semasa menggunakan motor DC yang mesti berpusing dalam litar, anda akan mengalami arus balik yang besar di litar anda semasa membalikkan motor. Pada dasarnya motor anda berfungsi sebagai penjana semasa ia berhenti dan berpusing. Untuk melindungi pengawal anda dari ini, anda boleh menggunakan apa yang dipanggil H-Bridge. Ini pada asasnya 4-transistor disusun dalam bentuk H. Kami menggunakan produk dari Acroname. Pastikan pemandu yang anda pilih dapat menangani arus yang diperlukan untuk motor anda. Motor kami dinilai untuk 1A berterusan, jadi pengawal 3A mempunyai banyak ruang kepala. Papan ini juga membolehkan kita mengawal arah motor hanya dengan menggerakkan input tinggi atau rendah serta brek (menghentikan motor dan menahannya) motor dengan cara yang sama.

Langkah 3: Kepala Cetak

Sebilangan besar unit kepala cetak asal yang dapat dilepaskan. Kami ditinggalkan dengan kotak plastik yang memudahkan melekatkan kepala cetak kami. Motor DC 5V kecil dipasang dengan bit gerudi. Bit dipilih untuk sedekat mungkin dengan corong yang sama. Ini akan membolehkan latihan mengisi seluruh saluran corong. Apabila bit berputar, serbuk memasuki alur dan memutar bit ke arah pintu keluar. Dengan memutar putaran bit one, kita dapat membuat piksel bersaiz tetap. Penalaan yang teliti akan diperlukan agar semuanya sesuai dengan betul. Pada mulanya kami menghadapi masalah dengan serbuk hanya menyemburkan ke seluruh tempat, tetapi dengan menambahkan corong kedua dan menaikkan gerudi, jatuhan yang lebih lama sementara dikekang ke corong membuat piksel bersih.

Oleh kerana motor ini hanya perlu dikawal dalam atau tidak, jambatan H tidak diperlukan di sini. Sebagai gantinya, kami menggunakan transistor ringkas secara bersiri dengan sambungan ground motor. Pintu transistor dikendalikan oleh output digital dari pengawal mikro kami sama dengan input digital H-bridge. PCB kecil di sebelah motor DC adalah sensor hitam dan putih inframerah. Papan ini hanya mengeluarkan isyarat tinggi atau rendah digital apabila sensor masing-masing melihat hitam atau putih. Digabungkan dengan jalur pengekod hitam dan putih membolehkan kita mengetahui kedudukan kepala cetak setiap masa dengan mengira peralihan hitam ke putih.

Langkah 4: Pengawal Mikro

Cypress PSoC mengintegrasikan semua perkakasan yang terpisah. Papan pengembangan Cypress menyediakan antara muka yang mudah untuk bekerja dengan PSoC dan menghubungkan periferal. PSoC adalah cip yang dapat diprogramkan sehingga kita dapat membuat perkakasan fizikal dalam cip seperti FPGA. Cypress PSoC Designer mempunyai modul pra-dibuat untuk komponen umum seperti penjana PWM, input dan output digital, dan port com RS-232 bersiri.

Papan pengembangan juga mempunyai papan proto bersepadu yang membolehkan pemasangan pengendali motor kami dengan mudah. Kod di PSoC menyatukan semuanya. Ia menunggu untuk menerima arahan bersiri. Ini diformat sebagai satu baris 0 dan 1 yang menunjukkan untuk mencetak atau tidak untuk setiap piksel. Kod tersebut kemudian melintasi setiap piksel, memulakan motor pemacu. Gangguan sensitif tepi pada input dari sensor hitam / putih mencetuskan penilaian cuaca atau tidak mencetak pada setiap piksel. Sekiranya piksel dihidupkan, output brek digerakkan tinggi, pemasa dimulakan. Gangguan pada pemasa menunggu.5 saat kemudian mendorong output dispenser tinggi, menyebabkan transistor dihidupkan dan bit gerudi berputar, pembilang pemasa diset semula. Selepas setengah saat lagi, gangguan memicu motor berhenti dan motor pemacu bergerak lagi. Apabila syarat untuk mencetak adalah salah, tidak ada yang berlaku sehingga pengekod membaca satu lagi warna hitam hingga putih. Ini membolehkan kepala bergerak dengan lancar sehingga perlu berhenti untuk mencetak. Apabila akhir baris dicapai ("\ r / n") "\ n" dihantar pada port bersiri untuk menunjukkan kepada PC bahawa ia sudah siap untuk baris baru. Kawalan arah pada jambatan H juga terbalik. Buat dihantar isyarat untuk bergerak ke hadapan 5mm. Ini dilakukan melalui output digital lain yang disambungkan ke input digital pada penyambung Buat DSub25. Kedua-dua peranti menggunakan logik TTL 5V standard, jadi antara muka bersiri penuh tidak diperlukan.

Langkah 5: PC

Untuk membuat peranti yang bebas sepenuhnya, PC x86 kecil digunakan yang disebut eBox 2300. Untuk fleksibiliti maksimum, binaan khas Windows CE Embedded telah dipasang di eBox. Aplikasi dikembangkan di C untuk membaca bitmap skala kelabu 8-bit dari pemacu USB. Aplikasi ini kemudian mengambil sampel semula gambar dan kemudian mengeluarkannya satu baris pada satu masa ke PSoC melalui port com bersiri.

Menggunakan eBox boleh memungkinkan banyak perkembangan selanjutnya. Pelayan web boleh membenarkan gambar dimuat naik dari jarak jauh melalui wayarles bersepadu. Alat kawalan jauh dapat dilaksanakan, antara lain. Pemprosesan gambar selanjutnya, mungkin juga pemacu cetak yang tepat dapat dibuat untuk membolehkan peranti mencetak dari aplikasi seperti notepad. Satu perkara terakhir yang hampir kita terlepas adalah kekuatan. The Create membekalkan 18V. Tetapi kebanyakan peranti kami berjalan pada 5V. Bekalan kuasa Texas Instruments DC-DC digunakan untuk menukar voltan secara aktif tanpa membuang kuasa menjadi panas, sehingga memanjangkan hayat bateri. Kami dapat menyedari lebih dari satu jam masa percetakan. Papan litar tersuai menjadikan pemasangan peranti ini dan perintang dan kapasitor yang diperlukan mudah.

Langkah 6: Itu sahaja

Baiklah untuk PrintBot kami yang dibuat pada musim gugur 07 untuk kelas Reka Bentuk Terbenam ECE 4180 Dr. Hamblen di Georgia Tech. Berikut adalah beberapa gambar yang kami cetak dengan robot kami. Kami harap anda menyukai projek kami dan mungkin ia akan memberi inspirasi kepada penerokaan lebih lanjut! Terima kasih banyak kepada PosterBot dan semua Instructables Buat iRobot yang lain atas inspirasi dan bimbingan mereka.