Ang PrintBot: 6 na Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

Ang PrintBot ay isang iRobotCreate-mount dot-matrix printer. Ang PrintBot ay naglilimbag gamit ang Talcum pulbos sa anumang ibabaw ng lupa. Ang paggamit ng robot para sa base ay nagbibigay-daan sa robot na mag-print ng isang halos walang limitasyong laki. Mag-isip ng mga feild ng football o mga court sa basketball. Marahil ang mga karibal ay dapat na magbantay para sa isang pulso ng mga ito pasasalamat katapusan ng linggo sa susunod na taon. pinapayagan din ng robot ang kadaliang kumilos ng printer, pinapayagan itong maglakbay sa isang lokasyon upang mag-print, pagkatapos ay lumipat sa isa pa. Kasama ang wireless, kaya posible rin ang remote control. Ang Sidewalk art at advertising ay isang target-market din para sa aparatong ito.

Hakbang 1: Lumikha ng IRobot

Ang Lumikha ng iRobot ay halos kapareho sa Roomba ng iRobot, ngunit wala ang panloob na vacuum. Pinapayagan kaming magdagdag ng isang mas malaking kargamento at binibigyan kami ng mga maginhawang butas sa pag-mount. Nagbibigay din ang iRobot ng isang kumpletong interface ng programa sa Lumikha na ginagawang napaka-simple ang pagkontrol sa robot. Ang interface ay isang simpleng hanay ng mga utos at parameter na ipinadala sa robot nang seryoso. Basahin ang mga pagtutukoy ng Bukas na Interface para sa higit pang impormasyon. Para sa aming simpleng paggamit ay nangangailangan lamang kami ng ilang mga utos. Sa pagsisimula ng 128 na utos ay dapat na ipadala upang sabihin sa robot na magsimulang tanggapin ang panlabas na kontrol. Susunod na dapat piliin ang isang mode. Para sa ganap na kontrol ipinapadala namin ang 132 utos sa Lumikha. Tandaan na dapat mong ipadala ang lahat ng data sa Lumikha bilang mga integer, hindi regular na teksto ng TripAdvisor. Ang bawat command opcode ay isang byte, ang halaga ng byte na iyon ay ang integer na halaga 128 o kung anupaman. Kung magpapadala ka sa teksto ng Alexa o ansi, ang bawat character sa 128 ay magiging isang byte. Para sa pagsubok o kontrol sa pamamagitan ng PC inirerekumenda namin ang Realterm dahil ginagawa nitong lubos na magkatulad ang lahat. Kakailanganin mo ring itakda ang rate ng Baud sa 57600 tulad ng nakasaad sa dokumentasyong Open Interface. Ngayon na ang Simula ay nilikha na, ginagamit namin ang 137 na utos upang ihatid ang robot. Maghintay ng Distansya, 156 ay ginagamit upang ihinto ang robot pagkatapos ng isang tinukoy na distansya. Ang script ay nag-uutos sa 152 at 153 na magkasama ang lahat at gumawa ng isang simpleng script na maaaring patakbuhin nang paulit-ulit. Ibinebenta ng Robot ang tinatawag nilang Command Module na karaniwang isang ma-program na micro controller at ilang mga serial port na maaari mong gamitin upang makontrol ang iyong Lumikha. Sa halip ay gumamit kami ng isang Cypress Programmable System-on-a-Chip (PSoC) na sinamahan ng isang napakaliit na x86 PC na tinatawag na eBox 2300. Ang robot ay may isang 18V na baterya na gagamitin namin upang mapagana ang lahat ng aming mga peripheral.

Hakbang 2: Pag-disass ng Printer at Pagkontrol sa Motor

Gumamit kami ng isang lumang printer ng Epson ink-jet para sa pahalang na paggalaw ng printer at pagpupulong ng mount head mount. Ang unang bagay na gagawin dito ay maingat na i-disassemble ang printer. Kinakailangan nito ang pag-aalis ng lahat ng mga hindi kinakailangang sangkap hanggang sa ang natira ay ang track assembling, ang motor, ang may hawak ng print head at ang drive belt. Mag-ingat na huwag masira ang sinturon na ito o ang motor na nagmamaneho nito. Maaari din itong maging matalino upang sundutin sa pamamagitan ng isang volt-meter bago mo mapunit ang lahat ng mga power board, ngunit medyo nasasabik kami para doon. Tandaan na hindi mo kailangan ang anuman sa pagpupulong ng feed ng pahina, ang tunay na mga print head o cartridge, o anumang circuit board. Matapos ang lahat ay disassembled, dapat nating malaman kung paano magmaneho ng motor na ito. Dahil pinunit namin ang lahat bago subukan ang anumang bagay, kailangan naming hanapin ang tamang boltahe upang maibigay ang motor. Maaari mong subukang hanapin ang mga panoorin ng motor sa online kung makakahanap ka ng isang numero ng modelo, ngunit wala ito, i-hook ito sa isang DC power supply at dahan-dahang taasan ang boltahe sa motor. Masuwerte kami at natagpuan ang aming motor na maaaring tumakbo sa 12-42V, ngunit upang matiyak na nasubukan namin ito nang manu-mano tulad ng inilarawan. Mabilis naming natuklasan kahit na sa 12V ang motor ay tumatakbo nang napakabilis. Ang solusyon dito ay ang paggamit ng Pulse-Width-Modulation (PWM). Talaga binabaliktad nito ang motor nang napakabilis upang paikutin ang motor sa isang mas mabagal na bilis. Ang aming baterya ay naghahatid ng 18V upang mas madali ang buhay patatakbuhin namin ang motor ng pareho. Kapag gumagamit ng DC motors na dapat baligtarin sa mga circuit ay makakaranas ka ng isang malaking back-current sa iyong circuit kapag binabaligtad ang motor. Mahalaga ang iyong motor ay kumikilos bilang isang generator habang ito ay humihinto at umikot. Upang maprotektahan ang iyong tagakontrol mula dito maaari mong gamitin ang tinatawag na H-Bridge. Ito ay mahalagang 4-transistors na nakaayos sa isang H-hugis. Gumamit kami ng isang produkto mula sa Acroname. Siguraduhin na ang driver na pinili mo ay maaaring hawakan ang kasalukuyang kinakailangan para sa iyong motor. Ang aming motor ay na-rate para sa 1A tuloy-tuloy, kaya ang 3A controller ay maraming head room. Pinapayagan din kami ng board na ito na kontrolin ang direksyon ng motor sa pamamagitan lamang ng pagmamaneho ng isang input na mataas o mababa pati na rin ang pagpreno (pagpapahinto ng motor at hawakan ito sa posisyon) ang motor sa parehong paraan.

Hakbang 3: Ang Print Head

Karamihan sa orihinal na naka-print na pagpupulong ng ulo na maaaring alisin ay tinanggal. Naiwan kaming may isang plastic box na kung saan madali itong ikabit ang aming print head. Ang isang maliit na 5V DC motor ay nakalakip na may drill bit. Ang bit ay pinili upang magkaroon ng malapit sa parehong diameter bilang isang funnel hangga't maaari. Papayagan nitong punan ang drill upang punan ang buong outlet ng funnel. Kapag ang bit ay umiikot, ang pulbos ay pumapasok sa mga groove at umiikot pababa patungo sa exit. Sa pamamagitan ng pag-ikot ng kaunti isang pag-ikot maaari kaming lumikha ng isang patuloy na laki ng pixel. Maingat na pag-tune ang kinakailangan upang gawing tama ang lahat. Sa una mayroon kaming mga problema sa pulbos na simpleng pag-spray sa buong lugar, ngunit sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang pangalawang funnel at pagtaas ng drill bit, mas mahaba ang pagkahulog habang pinipigilan sa funnel na gumawa ng isang malinis na pixel.

Dahil ang motor na ito ay dapat lamang kontrolin o patayin, ang isang H-tulay ay hindi kinakailangan dito. Sa halip ay gumamit kami ng isang simpleng transistor sa serye na may koneksyon sa lupa ng motor. Ang gate ng transistor ay kinokontrol ng isang digital na output mula sa aming micro controller na kapareho ng mga digital na input ng H-bridge. Ang maliit na PCB sa tabi ng DC motor ay isang infrared black and white sensor. Ang board na ito ay output lamang ng isang digital mataas o mababang signal kapag ang sensor ay nakakita ng itim o puti ayon sa pagkakabanggit. Pinagsama sa itim at puti na encoder strip ay nagbibigay-daan sa amin upang malaman ang posisyon ng print head sa lahat ng oras sa pamamagitan ng pagbibilang ng itim sa mga puting transisyon.

Hakbang 4: Ang Microcontroller

Isinasama ng Cypress PSoC ang lahat ng magkakahiwalay na mga peice ng hardware. Ang isang board ng pag-unlad ng Cypress ay nagbigay ng isang madaling interface para sa pagtatrabaho sa PSoC at pagkonekta ng mga peripheral. Ang PSoC ay isang programmable chip kaya maaari tayong makalikha ng pisikal na hardware sa maliit na tilad tulad ng isang FPGA. Ang Designer ng Cypress PSoC ay may paunang ginawa na mga module para sa mga karaniwang bahagi tulad ng mga generator ng PWM, mga digital na input at output, at mga serial RS-232 com port.

Ang development board ay mayroon ding isang integrated proto-board na pinapayagan ang madaling pag-mount ng aming mga motor Controller. Pinagsasama ng code sa PSoC ang lahat. Naghihintay ito upang makatanggap ng isang serial command. Ito ay nai-format bilang isang solong linya ng 0 at 1 na nagsasaad na mag-print o hindi para sa bawat pixel. Ang code pagkatapos ay loop sa bawat pixel, na nagsisimula sa drive motor. Ang isang gilid na sensitibo sa gilid ay nakakagambala sa pag-input mula sa itim / puting sensor na nagpapalitaw ng pagsusuri ng panahon o hindi upang mai-print sa bawat pixel. Kung ang isang pixel ay nakabukas, ang output ng preno ay hinihimok ng mataas isang timer ay nagsimula. Ang isang nakakagambala sa timer ay naghihintay ng.5 segundo pagkatapos ay hinihimok ang output ng dispenser na mataas, na nagiging sanhi ng pag-on ng transistor at iikot ang drill bit, ang timer counter ay na-reset. Matapos ang isa pang kalahating segundo, ang isang nakakagambala ay nagpapalitaw sa motor na huminto at ang motor na magmaneho upang gumalaw muli. Kapag ang kundisyon upang mag-print ay hindi totoo, wala lamang nangyayari hanggang sa mabasa ng encoder ang isa pang itim hanggang puting gilid. Pinapayagan nitong gumalaw ng maayos ang ulo hanggang sa kailangan itong huminto upang mag-print. Kapag naabot ang pagtatapos ng isang linya ("\ r / n") isang "\ n" ay ipinadala sa serial port upang ipahiwatig sa PC handa na ito para sa isang bagong linya. Ang direksyon ng direksyon sa H-tulay ay nabaligtad din. Nagpadala ang Lumikha ng signal upang sumulong 5mm. Ginagawa ito sa pamamagitan ng isa pang digital output na konektado sa isang digital input sa konektor ng DSub25 ng Lumikha. Ang parehong mga aparato ay gumagamit ng karaniwang 5V TTL na lohika, kaya't ang isang buong serial interface ay hindi kinakailangan.

Hakbang 5: Ang PC

Upang lumikha ng isang ganap na independiyenteng aparato, isang maliit na x86 PC ang ginamit na tinatawag na eBox 2300. Para sa maximum na kakayahang umangkop isang pasadyang pagbuo ng Windows CE Naka-embed ang naka-install sa ebook. Ang isang application ay binuo sa C upang basahin ang isang 8-bit grey-scale bitmap mula sa isang USB drive. Ang application pagkatapos ay muling na-sample ang imahe at pagkatapos ay output ito ng isang linya nang paisa-isa sa PSoC sa pamamagitan ng serial com port.

Ang paggamit ng eBox ay maaaring payagan ang maraming karagdagang mga pagpapaunlad. Maaaring payagan ng isang web server ang mga imahe na mai-upload nang malayuan sa pamamagitan ng integrated wireless. Ang remote control ay maaaring ipatupad, bukod sa maraming iba pang mga bagay. Mas mahusay na pagproseso ng imahe, marahil kahit na isang tamang driver ng pag-print ay maaaring malikha upang payagan ang aparato na mag-print mula sa mga application tulad ng notepad. Ang isang huling bagay na halos napalampas namin ay ang lakas. Ang Lumilikha ay nagbibigay ng 18V. Ngunit ang karamihan sa aming mga aparato ay tumatakbo sa 5V. Ang isang Texas Instruments DC-DC power supply ay ginamit upang aktibong i-convert ang boltahe nang hindi nasasayang ang lakas sa pag-init, kaya't pinahahaba ang buhay ng baterya. Napagtanto namin ang higit sa isang oras ng oras ng pag-print. Ginawa ng isang pasadyang circuit board ang pag-mount ng aparatong ito at madali ang mga resistor at capacitor.

Hakbang 6: Iyon Ito

Iyon iyan para sa aming PrintBot na nilikha noong 07 para sa klase ng Embedded na Disenyo ng Dr Hamblen na ECE 4180 sa Georgia Tech. Narito ang ilang mga larawang na-print namin sa aming robot. Inaasahan namin na gusto mo ang aming proyekto at marahil ito ay magbibigay inspirasyon sa karagdagang pagsaliksik! Malaking salamat sa PosterBot at lahat ng iba pang mga iRobot Lumikha ng Mga Instructable para sa kanilang inspirasyon at patnubay.