Dotter - Böyük Arduino Əsaslı Dot Matrix Yazıcı: 13 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Salam, bu təlimata xoş gəldiniz:) Mən Nikodem Bartnik, 18 yaşım var. 4 il ərzində çox şeylər, robotlar, qurğular hazırladım. Ancaq bu layihə, ölçüsünə gəldikdə, bəlkə də ən böyük layihədir. Həm də çox yaxşı dizayn edilmiş olduğunu düşünürəm, əlbəttə ki, hələ də təkmilləşdirilə bilən şeylər var, amma mənim üçün zəhmlidir. Bu layihəni çox bəyənirəm, necə işlədiyinə və nələr istehsal edə biləcəyinə görə (bu piksel/nöqtəni qrafik kimi sevirəm), amma bu layihədə Dotterdən daha çox şey var. Necə yaratdığım, bunun üçün necə bir fikir hazırladığım və uğursuzluğun bu layihənin böyük bir hissəsi olduğu haqqında bir hekayə var. Siz hazırsınızmı? Xəbərdarlıq bu təlimatlarda oxumaq üçün çox şey ola bilər, amma narahat olmayın, bu barədə videodur (yuxarıda da tapa bilərsiniz): VİDEOLetin başlanğıcına keçid!

Addım 1: Uğursuzluq Hekayəsi: (və bunun üçün bir fikirlə əslində necə gəldim

Soruşa bilərsiniz ki, əgər mənim layihəm işləyirsə niyə uğursuzluq hekayəsi? Çünki əvvəlində bir Dotter yox idi. Bir az oxşar bir şey etmək istədim, amma daha mürəkkəb - 3D printer. Hazırlamaq istədiyim 3D printer ilə demək olar ki, hər hansı digər 3D printer arasındakı ən böyük fərq, standart nema17 pilləli mühərriklər əvəzinə təxminən 1 dollara satın ala biləcəyiniz ucuz 28BYJ-48 mühərriklərindən istifadə etməsidir (bəli, bir pilləli motor üçün bir dollar). Əlbəttə ki, standart pilləli mühərriklərdən daha zəif və daha az dəqiq olacağını bilirdim (dəqiqliyə gəldikdə, bu o qədər də asan deyil, çünki 3D printerlərdəki mühərriklərin əksəriyyətində bir inqilabda 200 addım, 28BYJ48 -də isə təxminən 2048 addım var. inqilab və ya daha çoxu onlardan necə istifadə etməyinizdən asılıdır, amma bu mühərriklərin addımlarını itirmə ehtimalı daha yüksəkdir və içərisindəki dişlilər ən yaxşı deyil, buna görə də onların daha az və ya çox dəqiq olduğunu söyləmək çətindir). Amma inanırdım ki, bunu edəcəklər. Və o anda deyə bilərsiniz ki, gözləyin ki, bu mühərriklərdən istifadə edən artıq 3D printer var, bəli bilirəm ki, əslində onlardan da azdır. Birincisi, Micro by M3D, kiçik və həqiqətən gözəl bir 3D printeridir (bu sadə dizaynı sevirəm) yaxşı bilinir. ToyRep, Cherry və yəqin ki, bilmədiyim daha çox şey var. Belə mühərrikləri olan printer artıq mövcuddur, amma fərqli etmək istədiyim şey öz kodum idi. Əksər insanlar 3D printerlər üçün bəzi açıq mənbə proqramlarından istifadə edirlər, amma bildiyiniz kimi Arduino əsaslı Ludwik pilotsuz təyyarə layihəmi görmüsünüzsə, hər şeyi sıfırdan etməyi və öyrənməyi sevirəm, buna görə də bu printer üçün öz kodumu hazırlamaq istədim. Gcode və Bresenhamın xətt alqoritminə uyğun olaraq mühərrikləri fırladaraq SD kartdan Gcode oxumaq və şərh etmək işini artıq inkişaf etdirmişəm. Bu layihə üçün kodun böyük bir hissəsi hazır idi. Ancaq sınayarkən gördüm ki, bu mühərriklər çox ısınır və çox çətindir. Ancaq yenə də bunu etmək istədim, buna görə Fusion360 -da bir çərçivə hazırladım (yuxarıdakı şəklə baxa bilərsiniz). Bu layihədə başqa bir fərziyyə, step motor sürücüsü yerinə tranzistorlardan istifadə etmək idi. Transistorların step sürücülərə nisbətən bir neçə üstünlüyü tapdım:

1. Onlar daha ucuzdur
2. Onları sındırmaq daha çətindir, DIY Arduino Controlled Egg-Bot qurarkən bir neçə pilləli sürücünü sındırmışam, çünki işləyərkən sürücünü motordan ayırdığınız zaman yıxılacaq.
3. Sürücüləri idarə etmək asandır, bunun üçün daha az pin istifadə edə bilərsiniz, amma Atmega32 -dən istifadə etmək istədim, tranzistorlardan istifadə etmək üçün kifayət qədər sancaqlar var, buna görə mənim üçün vacib deyildi. (3D printer layihəsində atmega32 istifadə etmək istədim, nəhayət nöqtədə istifadə etməyə ehtiyac yoxdur, buna görə də yalnız Arduino Uno istifadə edirəm).
4. Transistorlar ilə özünüzü bir step sürücüsü yaratdığınız zaman xoşbəxtlik, satın almaqdan daha böyükdür.
5. Təcrübə edərək necə işlədiyini öyrənərək, əvvəlki layihələrimdə bəzi tranzistorlardan istifadə etdim, amma təcrübə mükəmməl edir və öyrənməyin ən yaxşı yolu sınaqdır. BTW, dünyanın ən böyük ixtirasının necə işlədiyini bilmədiyimiz qəribə deyilmi? Hər gün tranzistorlardan istifadə edirik, hər birinin cibində milyonları var və insanların çoxu tək bir tranzistorun necə işlədiyini bilmir:)

Bu müddət ərzində 2 yeni 3D printer aldım və onları çap edərkən bacardığım qədər sürətli çap etmək üçün hər zaman çap sürətini artırdım. 28BYJ-48 mühərrikli 3D printerin yavaş olacağını anlamağa başladım və yəqin ki, ən yaxşı fikir deyil. Bəlkə də bunu əvvəlcədən anlamalıydım, amma bu layihənin koduna və 3D printerlərin tam olaraq necə işlədiyini öyrənməyə çox diqqət yetirmişdim, bunu birtəhər görə bilmədim. Bu şeyi quraraq öyrəndiyim şeylər sayəsində bu layihəyə vaxt ayırdığım üçün peşman deyiləm.

Təslim olmaq mənim üçün bir seçim deyil və ətrafımda 5 stepperim var, buna görə bu hissələrlə nə edə biləcəyimi düşünməyə başladım. Qarderobumda köhnə əşyaları basdırarkən, Pointillism adlanan nöqtə çəkmə texnikasından istifadə edərək çəkdiyim ibtidai məktəbdən çəkdiyim rəsmləri gördüm (yuxarıdakı rəsmimi görə bilərsiniz). Sənət əsəri deyil, hətta yaxşı deyil:) Amma nöqtələrdən bir obraz yaratmaq fikri xoşuma gəldi. Və burada əvvəllər eşitdiyim bir şey haqqında düşündüm, nöqtə matrisli printer, Polşada qəribə yüksək səslər çıxardıqları hər klinikada bu tip printerləri tapa bilərsiniz: D. Mənə elə gəldi ki, belə bir şey hazırlayan biri olmalıdır və mən haqlıyam Robson Couto artıq Arduino nöqtəli matrisli printer hazırladı, amma bunu etmək üçün çətin ola biləcək mükəmməl komponentlər tapmalısan. 2018 və 3D çapı getdikcə daha çox populyarlaşır, buna görə niyə 3D çap versiyasını təkrarlamaq asan olmasın, amma yenə də oxşar olardı. Buna görə böyük, hətta böyük etmək qərarına gəldim! Hər kəsin ala biləcəyi böyük bir kağıza yazdırmaq üçün - Ikea -dan kağız rulonu:) ölçüləri: 45cm x 30m. Mükəmməl!

Bir neçə saatlıq dizayn və layihəm çapa hazır idi, 60 sm uzunluğunda, standart bir printerdə çap etmək üçün çox böyükdür, buna görə də onu kiçik parçalara ayırıram ki, xüsusi bağlayıcılar sayəsində bağlanmaq asan olacaq. Əlavə olaraq bir marker qələm üçün bir vaqon, GT2 kəmər üçün bəzi kasnaqlar, kağızı tutmaq üçün rezin təkərlər (həmçinin 3D çaplı TPU filamentlə). Ancaq həmişə belə böyük bir kağıza çap etmək istəmədiyimiz üçün, Y oxlu mühərriklərdən birini daşınar hala gətirdim, beləliklə kağızın ölçüsünə asanlıqla düzəldə bilərsiniz. Y oxunda və X oxunda iki mühərrik var, qələmi yuxarı və aşağı hərəkət etdirmək üçün mikro servo istifadə edirəm. Növbəti addımlarda modellərə və hər şeyə bağlantılar tapa bilərsiniz.

Sonra hər zaman olduğu kimi bir PCB hazırladım, amma bu dəfə evdə hazırlamaq əvəzinə, peşəkar bir istehsalçıdan sifariş verməyi qərara aldım, onu mükəmməl etmək, daha asan lehimləmək və sadəcə bir az vaxta qənaət etmək haqqında çoxlu yaxşı fikirlər eşitdim. PCBway, buna görə də getmək qərarına gəldim. Lövhələrinizi pulsuz edə biləcəyiniz bir təqaüd proqramına sahib olduqlarını gördüm, layihəmi veb saytlarına yükləyirəm və qəbul edirlər! Bu layihəni həyata keçirtdiyiniz üçün PCBway -ə çox təşəkkür edirəm:) Lövhələr mükəmməl idi, amma bu lövhəyə mikrokontrolör qoymaq əvəzinə Arduino qalxanı düzəltmək qərarına gəldim ki, sadəcə istifadə edim, buna görə də lehimləmək daha asandır..

Nöqtənin kodu Arduino -da yazılır və kompüterdən əmrləri Dotter -ə göndərmək üçün Processing -dən istifadə edirəm.

Yəqin ki, bu layihənin necə inkişaf etdiyinə və indi necə göründüyünə dair bütün hekayələr, oraya çatsanız təbrik edirəm:)

İndi narahat olmayın, daha asan olacaq, sadəcə təlimat hazırlayın!

Ümid edirəm ki, Dotter layihəsinin bu hekayəsindən zövq alacaqsınız, əgər belədirsə, ürəyinizdən çıxarmağı unutmayın.

*yuxarıdakı renderlərdə 2 qələmli X arabasını görə bilərsiniz, bu mənim ilk dizaynım idi, amma daha yüngül etmək üçün bir qələmlə daha kiçik versiyaya keçmək qərarına gəldim. Ancaq 2 qələmli versiya maraqlı ola bilər, çünki fərqli rənglərdə nöqtələr düzəldə bilərsiniz, hətta PCB -də ikinci servo üçün bir yer var, beləliklə V2 nöqtəsini nəzərə almaq lazımdır:)

Addım 2: Nə lazımdır?

Bu layihə üçün nəyə ehtiyacımız olacaq, bu böyük sualdır! Mümkünsə bağlantıları olan hər şeyin siyahısı:

1. 3D çaplı hissələr (növbəti addımdakı modellərə bağlantılar)
2. Arduino GearBest | BangGood
3. 28BYJ48 pilləli mühərriklər (bunlardan 3 -ü) GearBest | BangGood
4. Mikro servo motor GearBest | BangGood
5. GT2 Kəmər (təxminən 1,5 metr) GearBest | BangGood
6. Kabellər GearBest | BangGood
7. Rulman GearBest | BangGood
8. Hər birinin uzunluğu təxminən 60 sm olan iki alüminium çubuq

9. Bir PCB etmək üçün:

   1. Açıqca PCB (sifariş verə, özünüz hazırlaya və ya məndən ala bilərsiniz, ətrafınızda taxtalarım var, buradan satın ala bilərsiniz:
   2. Transistorlar BC639 və ya bənzəri (onlardan 8 -i) GearBest | BangGood
   3. Düzəldici diod (onlardan 8 -i) GearBest | BangGood
   4. Yaşıl və qırmızı LED GearBest | BangGood
   5. Bəziləri GearBest başlıqlarını qırır BangGood
   6. Arduino İstiflənə bilən Başlıq dəsti GearBest | BangGood
   7. Bəzi rezistorlar GearBest | BangGood

Yəqin ki, sizin üçün əldə etmək ən çətin şey 3D çaplı hissələrdir, dostlarınızdan məktəbdə və ya kitabxanada soruşun, 3D printerə sahib ola bilərlər. Birini almaq istəyirsinizsə, sizə CR10 (satın alma bağlantısı), CR10 mini (almaq üçün link) və ya Anet A8 (satın almaq üçün link) tövsiyə edə bilərəm.

Addım 3: bacardığım qədər böyük, bacardığım qədər sadə (3D modellər)

Dediyim kimi bu layihənin böyük bir hissəsi ölçüsüdür, bunu böyük etmək istədim və eyni zamanda sadə saxladım. Bunu etmək üçün Fusion360 -da çox vaxt keçirirəm, xoşbəxtlikdən bu proqram inanılmaz dərəcədə istifadəçi dostudur və istifadə etməyi sevirəm, buna görə də mənim üçün böyük bir şey deyildi. 3D printerlərin əksəriyyətinə uyğun olmaq üçün əsas çərçivəni xüsusi bağlayıcılar sayəsində asanlıqla bağlana bilən 4 hissəyə ayırdım.

GT2 kəmərləri üçün kasnaqlar bu alətlə hazırlanmışdır (gözəldir, yoxlayın):

Bu 2 kasnağın DXF fayllarını yalnız istinad üçün əlavə etdim, bu layihəni etmək üçün onlara ehtiyac yoxdur.

Bu modellərin heç birinin dayaqlara ehtiyacı yoxdur, kasnaqların içərisində dayaqlar yoxdur, çünki kasnağın içindən dayaqları çıxarmaq mümkün olmazdı. Bu modelləri çap etmək olduqca asandır, lakin olduqca böyük olduqları üçün bir az vaxt tələb olunur.

Kağızı hərəkət etdirəcək təkərlər daha yaxşı etmək üçün elastik filamentlə basılmalıdır. PLA ilə çap edilməli olan bu təkər üçün bir halqa düzəltdim və bu təkərin üzərinə rezin təkər qoya bilərsiniz.

Addım 4: Montaj

Bu asan, eyni zamanda çox xoş bir addımdır. Etməyiniz lazım olan şey, bütün 3D çap edilmiş hissələri bir yerə bağlamaq, mühərrikləri və servoyu yerinə qoymaqdır. Sonda, alüminium çubuqları üstündə arabası olan 3D çaplı çərçivəyə qoymalısınız.

Y mühərrik tutucusunun arxasına yerində tutmaq üçün daşınan bir vida vurdum, amma məlum olur ki, çərçivənin dibi çox yumşaqdır və vidanı sıxanda əyilir. Bu vida yerinə bu hissəni yerində saxlamaq üçün rezin bant istifadə edirəm. Bunu etmək üçün ən peşəkar yol deyil, amma heç olmasa işləyir:)

Bu layihə üçün istifadə etdiyim qələmin ölçüsünü görə bilərsiniz (və ya bəlkə də daha çox işarəyə bənzəyir). X arabası ilə mükəmməl işləməsi üçün eyni ölçüdə və ya bacardığınız qədər yaxın istifadə etməlisiniz. Ayrıca servonun yuxarı və aşağı hərəkət etməsinə icazə vermək üçün qələmin yaxasına bağlamalısınız, yan tərəfdəki bir vidayı sıxaraq düzəldə bilərsiniz.

Açıqlamaq üçün çox şey yoxdur, buna görə yuxarıdakı fotoşəkillərə bir göz atın və başqa bir şey bilmək istəsəniz aşağıda bir şərh yazın!

Addım 5: Elektron Şematik

Bir PCB almaq və ya sxemdən narahat olmağınız lazım deyilsə, bu layihənin elektron sxemini tapa bilərsiniz, əgər onu çörək taxtasına bağlamaq istəyirsinizsə, bu sxemdən istifadə edə bilərsiniz. Bu çörək taxtasında olduqca qarışıq olacağından bezdim, bir çox əlaqə və kiçik komponentlər var, buna görə edə bilsəniz, PCB istifadə etmək daha yaxşı bir seçimdir. PCB ilə bağlı hər hansı bir probleminiz varsa və ya layihəniz işləmirsə, problemi bu sxemlə həll edə bilərsiniz. Növbəti addımda. SCH faylını tapa bilərsiniz.

Addım 6: Pro kimi PCB

Bu, mənim üçün bu layihənin ən yaxşı hissəsidir. Evdə bir çox PCB hazırladım, amma heç vaxt peşəkar bir istehsalçıdan sifariş verməyə çalışmadım. Əla qərardı, çox vaxta qənaət edir və bu lövhələr daha yaxşıdır, lehim maskası var, lehimləmək daha asandır, daha yaxşı görünür və satmaq istədiyin bir şeyi etmək istəsən heç bir yol yoxdur evdə PCB edəcək, buna görə gələcəkdə istehsal edə biləcəyim bir şey yaratmağa bir addım daha yaxınlaşıram, ən azından PCB -lərin hazırlanmasını və sifarişini bilirəm. Yuxarıdakı lövhələrin gözəl fotoşəkillərindən zövq ala bilərsiniz və burada PCBWay.com bağlantısı var

Bəzi ehtiyat lövhələrim var, buna görə də məndən almaq istəyirsinizsə, onları tindie -də satın ala bilərsiniz:

Addım 7: Lehimləmə, Bağlama…

Əla bir PCB -ə sahibik, amma işləməsi üçün komponentləri lehimləməliyik. Narahat olmayın, bu çox asandır! Yalnız THT komponentlərindən istifadə etdim, buna görə çox dəqiq bir lehim yoxdur. Komponentlər böyükdür və lehimləmək asandır. Onları hər hansı bir elektron mağazada almaq da asandır. Bu PCB yalnız bir mikro nəzarətçini lehimləmək məcburiyyətində olmadığınız bir qalxan olduğu üçün qalxanı Arduino lövhəsinə bağlayacağıq.

Bir PCB etmək istəmirsinizsə, yuxarıda bütün əlaqələri olan bir sxem tapa bilərsiniz. Bunu çörək taxtasına bağlamağı məsləhət görmürəm, həqiqətən qarışıq görünəcək, bir çox kabel var. PCB bunu etmək üçün daha peşəkar və daha təhlükəsiz bir yoldur. Ancaq başqa bir seçiminiz yoxdursa, çörək taxtasına qoşulmaq ümumiyyətlə bağlanmamaqdan daha yaxşıdır.

Bütün komponentlər PCB üzərində lehimləndikdə, ona mühərriklər və servo qoşa bilərik. Və növbəti mərhələyə keçək! Ancaq bundan əvvəl, bir saniyə dayanın və üzərindəki bütün komponentləri olan bu gözəl PCB -yə baxın, sadəcə bu elektron sxemlərin necə göründüyünü sevirəm! Tamam, davam edək:)

Addım 8: Arduino Kodu

Qalxan hazır olduqda, hər şey bağlanır və yığılır, kodu Arduinoya yükləyə bilərik. Bu mərhələdə qalxanı Arduinoya bağlamaq lazım deyil. Proqramı aşağıdakı əlavədə tapa bilərsiniz. Bunun necə işlədiyinin qısa izahı:

Məlumatı serial monitordan alır (işləmə kodu) və 1 olduqda hər yerdə 0 olarsa, nöqtə qoymur. Hər bir məlumat alındıqdan sonra bəzi addımlar üçün hərəkət edir. Yeni xətt siqnalı alındıqda başlanğıc vəziyyətinə qayıdır, kağızı Y oxunda hərəkət etdirin və yeni bir xətt çəkin. Bu çox sadə bir proqramdır, necə işlədiyini bilmirsinizsə, narahat olmayın, Arduino -ya yükləyin və işləyəcək!

Addım 9: Kodun işlənməsi

İşləmə kodu görüntünü oxuyur və məlumatları Arduinoya göndərir. Kağızda görmək üçün şəkil müəyyən ölçüdə olmalıdır. Mənim üçün A4 kağızının maksimum ölçüsü təxminən 80 nöqtə x 50 nöqtədir. Əgər hər inqilabda addımları dəyişsəniz, hər sətirdə daha çox nöqtə əldə edəcəksiniz, həm də daha çox çap müddəti. Bu proqramda düymələr çox deyil, onu gözəl etmək istəmədim, sadəcə işləyir. Təkmilləşdirmək istəyirsinizsə, bunu etməkdən çekinmeyin!

Addım 10: Başlanğıcda bir nöqtə var idi

Dotterin son sınağı!

Dot, Dot, Dot ….

Onlarla nöqtə sonra bir şey səhv oldu! Tam olaraq nə? Arduino özünü sıfırladı və addım sayını unuddu, çox yaxşı başladı, amma bir anda problemimiz var. Nə səhv ola bilər? İki gün sonra ayıklama üçün bunun bir həllini tapdım. Çox sadə və aydın idi, amma əvvəlində bu barədə düşünmədim. Bu nədir? Növbəti addımda biləcəyik.

Addım 11: Uğursuzluq bir seçim deyil, bir prosesin bir hissəsidir

Təslim olmaqdan nifrət edirəm, buna görə də heç vaxt bunu etmərəm. Problemimin həlli yolunu axtarmağa başladım. Son vaxtlar gecə Arduinomdan bir kabel ayıranda həqiqətən isti olduğunu hiss etdim. Sonra problemin nə olduğunu başa düşdüm. Y eksenli mühərrikləri açdığım üçün (bu mühərriklərin bobinində) Arduino -dakı xətti stabilizator olduqca böyük sabit cərəyan səbəbiylə həqiqətən qızır. Bunun həlli nədir? Bizə ehtiyac olmadıqda o bobinləri söndürün. Bu problem üçün super sadə bir həll, əladır və bu layihəni başa çatdırmaq üçün yola qayıtdım!

Addım 12: Qələbə

Qələbədirmi? Layihəm işləyir, nəhayət! Çox vaxtımı aldı, amma nəhayət ki, layihəm hazırdır, istədiyim kimi işləyir. İndi bu layihəni bitirdiyim üçün saf xoşbəxtlik hiss edirəm! Üzərində çap etdiyim bəzi şəkilləri görə bilərsiniz! Çap etmək üçün daha çox şey var, buna görə bəzi yenilikləri görmək üçün bizi izləyin.

Addım 13: Son yoxsa Başlanğıc?

Bu qurma təlimatının sonu, amma bu layihənin sonu deyil! Açıq mənbəyidir, burada paylaşdığım hər şeyi bu şeyi qurmaq üçün istifadə edə bilərsiniz, əgər hər hansı bir yükseltme əlavə etsəniz, onları paylaşmaqdan çekinmeyin, amma bu təlimata bir keçid qoymağı unutmayın, eyni zamanda layihəmi inkişaf etdirdiyinizi bildirin:) kimsə bunu etsə yaxşı olar. Bəlkə bir gün bunun üçün vaxt tapsam, onu təkmilləşdirib Dotter V2 yazacam, amma indi əmin deyiləm.

Layihələrimdən xəbərdar olmaq istəyirsinizsə, məni öyrətmək üçün izləməyi unutmayın, YouTube kanalıma da abunə ola bilərsiniz, çünki burada nəinki hazırlamaq haqqında maraqlı videolar yerləşdirirəm:

goo.gl/x6Y32E

və burada sosial media hesablarım:

Facebook:

İnstagram:

Twitter:

Oxuduğunuz üçün çox sağ olun, inşallah gününüz gözəl keçər!

Xoşbəxtlik!

P. S.

Layihəmi həqiqətən bəyənirsinizsə, yarışmalarda ona səs verin: D

Epilog Challenge 9 -da Runner Up 9

2017 Arduino Yarışmasında İkinci Mükafat