PrintBot: 6 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

PrintBot, iRobotCreate quraşdırılmış nöqtə matrisli printerdir. PrintBot, Talcum tozundan istifadə edərək istənilən yer səthində çap edir. Robotu baza üçün istifadə etmək, robotun faktiki olaraq məhdud olmayan ölçüdə çap etməsinə imkan verir. Futbol bayramlarını və ya basketbol meydançalarını düşünün. Ola bilsin ki, rəqiblər gələn il bu şükran həftəsonu sürüsünü izləsinlər. robot eyni zamanda printerin hərəkət etməsinə imkan verir, çap etmək üçün bir yerə gedib başqa yerə keçə bilər. Simsiz daxil olduğu üçün uzaqdan idarə etmək də mümkündür. Səki sənəti və reklam da bu cihaz üçün hədəf bazardır.

Addım 1: IRobot Yarat

İRobot Create iRobot -un Roombasına çox bənzəyir, lakin daxili boşluq yoxdur. Bu, daha böyük bir yük yükləməyimizə imkan verir və bizə rahat montaj delikləri verir. iRobot, robotu idarə etməyi çox asanlaşdıran Yaratmağa tam bir proqramlaşdırma interfeysi də təmin edir. İnterfeys, robota ardıcıl olaraq göndərilən sadə əmr və parametrlər toplusudur. Daha çox məlumat üçün Açıq İnterfeys spesifikasiyalarını oxuyun. Sadə istifadə üçün yalnız bir neçə əmr tələb olunurdu. Başladıqdan sonra, robotun xarici idarəetməni qəbul etməyə başlamasını söyləmək üçün 128 əmri göndərilməlidir. Sonra bir rejim seçilməlidir. Tam nəzarət üçün 132 əmrini Yarat əmrinə göndəririk. Qeyd edək ki, bütün məlumatları müntəzəm ascii mətni deyil, tam ədəd kimi yaradın. Hər bir əmr kodu bir baytdır, bu baytın dəyəri 128 tamsayıdır. Ascii və ya ansi mətnində ötürsəydiniz, 128 -dəki hər bir simvol bir bayt olardı. PC vasitəsilə yoxlamaq və ya idarə etmək üçün Realterm -i tövsiyə edirik, çünki hər şeyi çox sadə edir. Açıq İnterfeys sənədlərində göstərildiyi kimi Baud dərəcəsini 57600 olaraq təyin etməlisiniz. İndi Yaratma başladıqdan sonra robotu irəli sürmək üçün 137 əmrindən istifadə edirik. Gözləmə Məsafəsi, 156, müəyyən bir məsafədən sonra robotu dayandırmaq üçün istifadə olunur. 152 və 153 skript əmrləri hər şeyi bir araya gətirir və təkrar -təkrar işləyə bilən sadə bir skript hazırlayır. İRobot, əsasən proqramlaşdırıla bilən mikro nəzarətçi olan Command Module adlandırdıqlarını və yaradıcılığınızı idarə etmək üçün istifadə edə biləcəyiniz bir neçə seriyalı portu satır.. Bunun əvəzinə eBox 2300 adlı çox kiçik bir x86 PC ilə birlikdə Cypress Programlanabilir System-on-a-Chip (PSoC) istifadə etdik. Robot, bütün periferik cihazlarımızı gücləndirmək üçün istifadə edəcəyimiz 18V batareyaya malikdir.

Addım 2: Yazıcının Sökülməsi və Motor Nəzarəti

Yazıcının üfüqi hərəkəti və çap başlığı montajı üçün köhnə bir Epson mürəkkəb jet printerindən istifadə etdik. Burada ediləcək ilk şey printeri diqqətlə sökmək idi. Bunun üçün iz elementi, motor, çap başı tutacağı və sürücü kəməri qalana qədər bütün vacib olmayan komponentləri silmək lazım idi. Bu kəməri və ya sürücülük motorunu qırmamaq üçün diqqətli olun. Bütün elektrik lövhələrini sökmədən əvvəl bir volt-metrlə gəzmək də ağıllı ola bilər, amma bunun üçün çox həyəcanlı idik. Səhifə qurğusuna, faktiki çap başlıqlarına, kartuşlara və ya hər hansı bir dövrə lövhəsinə ehtiyacınız olmadığını unutmayın. Hər şey söküldükdən sonra bu motoru necə idarə edəcəyimizi anlamalıyıq. Bir şeyi sınamadan əvvəl hər şeyi parçaladığımız üçün mühərriki təmin etmək üçün uyğun gərginliyi tapmalı olduq. Bir model nömrəsi tapa bilsəniz, motorun xüsusiyyətlərini onlayn olaraq tapmağa cəhd edə bilərsiniz, ancaq bu yoxdursa, onu DC enerji təchizatına bağlayın və yavaş -yavaş motorun gərginliyini artırın. Şanslı olduq və motorumuzun 12-42V-də işləyə biləcəyini gördük, amma əmin olmaq üçün təsvir edildiyi kimi əl ilə sınadıq. 12V -də belə motorun çox sürətlə işləyəcəyini tez bir zamanda kəşf etdik. Buradakı həll Pulse-Width-Modulation (PWM) istifadə etməkdir. Əsasən bu, motoru daha aşağı sürətlə fırlatmaq üçün mühərriki çox tez açar və söndürər. Batareyamız 18V təmin edir, beləliklə həyatı asanlaşdırmaq üçün mühərriki eyni şəkildə işə salacağıq. Dövrlərdə tərsinə çevrilməli olan DC mühərriklərindən istifadə edərkən mühərriki geri çevirərkən dövrənizdə böyük bir geri cərəyanla qarşılaşacaqsınız. Əsasən mühərrikiniz dayanarkən və geri dönərkən generator rolunu oynayır. Nəzarətçinizi bundan qorumaq üçün H-Bridge adlanan vasitədən istifadə edə bilərsiniz. Bu, əsasən H formalı 4 tranzistordur. Acroname -dən bir məhsul istifadə etdik. Seçdiyiniz sürücünün motorunuz üçün lazım olan cərəyanı idarə edə biləcəyinə əmin olun. Motorumuz 1A fasiləsiz olaraq qiymətləndirildi, buna görə də 3A nəzarətçi başı çox idi. Bu lövhə eyni zamanda motoru eyni şəkildə əyləc edərək (mühərriki dayandıraraq mövqedə tutaraq) həm yüksək, həm də aşağı girişi idarə edərək motorun istiqamətini idarə etməyə imkan verir.

Addım 3: Çap Kafası

Çıxarıla bilən orijinal çap başı montajının çox hissəsi. Çap başımızı bağlamağı asanlaşdıran plastik bir qutu qaldı. Kiçik 5V DC mühərriki bir qazma ucu ilə bağlanmışdır. Bit mümkün qədər huni ilə eyni diametrə yaxın olması üçün seçildi. Bu, qazmanın huninin bütün çıxışını doldurmasına imkan verəcəkdir. Bit fırlandıqda, toz yivlərə girir və bitdən aşağı doğru çıxışa doğru fırlanır. Biti bir döndərərək daimi ölçülü bir piksel yarada bilərik. Hər şeyin düzgün şəkildə yerinə yetirilməsi üçün diqqətli tənzimləmə tələb olunacaq. Əvvəlcə tozun hər yerə səpilməsi ilə bağlı problemlər yaşadıq, ancaq ikinci bir huni əlavə edərək qazma ucunu qaldıraraq, huni ilə məhdudlaşdıqca daha uzun düşmə təmiz bir piksel yaratdı.

Bu mühərriki yalnız açmaq və ya söndürmək lazım olduğu üçün burada H körpüsünə ehtiyac yox idi. Bunun əvəzinə, motorun torpaq bağlantısı olan bir sıra sadə bir tranzistordan istifadə etdik. Transistorun qapısı, H-körpüsünün rəqəmsal girişləri kimi mikro nəzarətçimizin rəqəmsal çıxışı ilə idarə olunurdu. DC motorunun yanındakı kiçik PCB, infraqırmızı ağ -qara sensordur. Bu lövhə, sensor müvafiq olaraq ağ və ya ağ gördükdə rəqəmsal yüksək və ya aşağı siqnal verir. Qara və ağ enkoder şeridi ilə birlikdə qara -ağ keçidləri sayaraq çap başının mövqeyini hər zaman bilmək imkanı verir.

Addım 4: Mikro nəzarətçi

Cypress PSoC, bütün hardware hissələrini birləşdirir. Cypress inkişaf lövhəsi, PSoC ilə işləmək və ətraf qurğuları birləşdirmək üçün asan bir interfeys təmin etdi. PSoC, proqramlaşdırıla bilən bir çipdir, buna görə bir FPGA kimi çipdə fiziki avadanlıq yarada bilərik. Cypress PSoC Designer, PWM generatorları, rəqəmsal giriş və çıxışlar və seriyalı RS-232 com portları kimi ümumi komponentlər üçün əvvəlcədən hazırlanmış modullara malikdir.

İnkişaf etdirmə lövhəsində motor nəzarətçilərimizin asan montajına imkan verən inteqrasiya olunmuş proto-lövhə də var. PSoC kodu hər şeyi bir araya gətirir. Seriyalı bir əmr almağı gözləyir. Bu, hər bir piksel üçün çap edilməsini və ya edilməməsini göstərən 0 və 1 -lərin tək bir xətti olaraq formatlanır. Kod daha sonra hər bir pikseldən keçərək sürücü motorunu işə salır. Qara/ağ sensorun girişində kənara həssas kəsilmə, havanın qiymətləndirilməsinə və ya hər pikseldə çap edilməməsinə səbəb olur. Bir piksel yanarsa, əyləc çıxışı yüksək sürətlə idarə olunur, bir taymer işə düşür. Taymerdə bir fasilə.5 saniyə gözlədikdən sonra dispenserin çıxışını yüksək səviyyəyə qaldırır və tranzistorun açılmasına və qazma ucunun fırlanmasına səbəb olur, taymer sayğacı sıfırlanır. Yarım saniyə sonra bir ara vermə motoru dayandırmağa və sürücü motorunu yenidən hərəkətə gətirməyə səbəb olur. Çap etmə şərti yanlış olduqda, kodlayıcı başqa bir ağdan qara kənarına qədər oxuyana qədər heç nə baş vermir. Bu, çapı dayandırmaq lazım olana qədər başın hamar bir şəkildə hərəkət etməsinə imkan verir. Bir xəttin sonuna çatdıqda ("\ r / n"), kompüterə yeni bir xəttin hazır olduğunu bildirmək üçün serial portunda "\ n" göndərilir. H körpüsündəki istiqamət nəzarəti də əksinədir. Yarat 5 mm irəli hərəkət etmək üçün bir siqnal göndərilir. Bu, Create DSub25 konnektorundakı rəqəmsal girişə bağlı başqa bir rəqəmsal çıxış vasitəsi ilə edilir. Hər iki cihaz standart 5V TTL məntiqindən istifadə edir, buna görə də tam seriyalı interfeys lazım deyil.

Addım 5: PC

Tamamilə müstəqil bir cihaz yaratmaq üçün eBox 2300 adlı kiçik bir x86 PC istifadə edildi. Maksimum rahatlıq üçün eBox -da Windows CE Embedded -in xüsusi bir quruluşu quraşdırılmışdır. USB sürücüsündən 8 bitlik boz ölçülü bitmap oxumaq üçün C dilində bir proqram hazırlanmışdır. Tətbiq daha sonra görüntünün yenidən nümunəsini götürdü və sonra ardıcıl com portu vasitəsilə PSoC-a bir-bir satır.

EBox -un istifadəsi bir çox inkişafa imkan verə bilər. Bir veb server, şəkillərin inteqrasiya edilmiş simsiz əlaqə vasitəsi ilə uzaqdan yüklənməsinə icazə verə bilər. Bir çox şeyin yanında uzaqdan idarəetmə də tətbiq oluna bilər. Cihazın notepad kimi tətbiqlərdən çap etməsinə imkan verən daha çox görüntü işlənməsi, bəlkə də uyğun bir çap sürücüsü də yaradıla bilər. Demək olar ki, qaçırdığımız bir şey güc idi. Təchizat 18V. Ancaq cihazlarımızın əksəriyyəti 5V -də işləyir. Texas Instruments DC-DC enerji təchizatı, enerjini istiliyə sərf etmədən gərginliyi aktiv şəkildə çevirmək üçün istifadə edildi və bununla da batareyanın ömrünü uzatdı. Bir saatdan çox çap müddətini başa düşə bildik. Xüsusi bir dövrə lövhəsi bu cihazın montajını və lazım olan rezistorları və kondansatörləri asanlaşdırdı.

Addım 6: Budur

Yaxşı, bu, Hamblenin Georgia Tech -də ECE 4180 Gömülü Dizayn sinfi üçün 07 -ci payızda hazırladığımız işdir. Robotumuzla çap etdiyimiz bəzi görüntülər. Ümid edirik ki, layihəmizi bəyənirsiniz və bəlkə də bu daha çox araşdırmaya ilham verəcəkdir! PosterBot və digər bütün iRobot ilham və rəhbərliyi üçün Təlimat Yaradıcılarına böyük təşəkkürlər.