Dotter - Impressora enorme de matriu de punts basada en Arduino: 13 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Hola, benvingut en aquest instructiu:) Sóc el fabricant Nikodem Bartnik de 18 anys. Vaig fabricar moltes coses, robots, dispositius durant els meus 4 anys de creació. Però aquest projecte és probablement el més gran pel que fa a la mida. Crec que també està molt ben dissenyat, és clar que encara hi ha coses que es poden millorar, però per a mi és increïble. M'agrada molt aquest projecte, pel seu funcionament i què pot produir (m'agrada aquest píxel / punt com els gràfics), però hi ha molt més en aquest projecte que només el Dotter. Hi ha una història de com ho vaig fer, de com se’m va ocórrer una idea i de per què el fracàs va ser una part important d’aquest projecte. Estàs preparat? Advertència: hi pot haver molt per llegir en aquest instructiu, però no us preocupeu, aquí teniu el vídeo (també el podeu trobar més amunt): ENLLAÇ AL VIDEO Comencem!

Pas 1: la història del fracàs: (i com vaig sortir realment amb una idea per això)

Podeu preguntar-vos per què la història del fracàs si el meu projecte funciona? Perquè al principi no hi havia un Dotter. Volia fer una cosa semblant, però molt més sofisticada: una impressora 3D. La diferència més gran entre la impressora 3D que volia fer i gairebé qualsevol altra impressora 3D era que, en lloc de motors pas a pas nema17 estàndard, utilitzarà uns motors 28BYJ-48 barats que podeu comprar per aproximadament 1 dòlar (sí, un dòlar per un motor pas a pas). Per descomptat, sabia que serà més feble i menys precís que els motors pas a pas estàndard (pel que fa a la precisió, no és tan senzill, perquè la majoria dels motors de les impressores 3D tenen 200 passos per revolució i el 28BYJ48 té uns 2048 passos per la revolució o encara més depèn de com els feu servir, però és més probable que aquests motors perdin passos i els engranatges que hi ha al seu interior no són els millors, de manera que és difícil dir si són més o menys precisos). Però jo creia que ho farien. I en aquest moment podeu dir que espereu que ja hi ha una impressora 3D que utilitza aquests motors, sí, sé que fins i tot n’hi ha pocs. La primera és ben coneguda: Micro by M3D, una impressora 3D petita i molt bonica (m'encanta aquest disseny senzill). També hi ha ToyRep, Cherry i probablement molt més que desconec. Per tant, la impressora amb aquests motors ja existeix, però el que volia fer diferent i més semblant a la meva manera era el codi. La majoria de la gent utilitza alguns programaris de codi obert per a impressores 3D, però, com sabreu, si heu vist el meu projecte de dron Ludwik basat en Arduino, m’agrada fer coses des de zero i aprendre-ho, així que volia crear el meu propi codi per a aquesta impressora. Ja he desenvolupat la lectura i interpretació de Gcode des de la targeta SD, girant els motors segons l'algorisme de línia de Gcode i Bresenham. Una gran part del codi per a aquest projecte estava a punt. Però, mentre el provava, vaig notar que aquests motors s’escalfaven molt i que eren tan lentos. Però encara volia fer-ho, així que vaig dissenyar-li un marc a Fusion360 (podeu trobar-ne una imatge més amunt). Un altre supòsit en aquest projecte era utilitzar transistors en lloc de controlador de motor pas a pas. He trobat pocs avantatges dels transistors sobre els controladors pas a pas:

1. Són més econòmics
2. És més difícil trencar-los, ja he trencat pocs controladors escalonats mentre construïa DIY Arduino Controlled Egg-Bot perquè quan desconnecteu un motor del controlador mentre s'executa probablement es trencarà
3. Els controladors són fàcils de controlar, per a això es poden utilitzar menys pins, però jo volia utilitzar Atmega32, té prou pins per utilitzar transistors, de manera que no era important per a mi. (Volia utilitzar atmega32 en un projecte d’impressora 3D, finalment al dotter no hi ha cap necessitat d’utilitzar-lo, per tant, només faig servir Arduino Uno).
4. La felicitat és molt més gran quan creeu un controlador pas a pas amb transistors que simplement comprar-lo.
5. Aprenent com funcionen experimentant, he utilitzat alguns transistors en els meus projectes anteriors, però la pràctica és perfecta i la millor manera d’aprendre és experimentar. Per cert, no és estrany que no sabem com funciona l’invent més gran del món? Fem servir transistors cada dia, cadascun en té milions a la butxaca i la majoria de la gent no sap com funciona un transistor:)

Durant aquest temps, vaig aconseguir dues impressores 3D noves i, mentre les imprimia, vaig augmentar la velocitat d’impressió tot el temps per fer impressions el més ràpid possible. Vaig començar a adonar-me que la impressora 3D amb motors 28BYJ-48 serà lenta i probablement no sigui la millor idea. Potser m’hauria d’adonar d’això abans, però estava tan centrat en el codi d’aquest projecte i en aprendre com funcionaven exactament les impressores 3D, que no ho vaig poder veure d’alguna manera. Gràcies a les coses que he après construint aquesta cosa, no em penedeixo del temps invertit en aquest projecte.

Desistir no és una opció per a mi, i tinc 5 escalonadors estirats, així que vaig començar a pensar què puc fer amb aquestes parts. Mentre enterrava coses velles del meu armari, vaig trobar el meu dibuix de l’escola primària realitzat amb la tècnica de dibuix de punts també anomenat puntillisme (podeu veure el meu dibuix més amunt). No és obra d’art, ni tan sols és bona:) Però m’ha agradat aquesta idea de crear una imatge a partir de punts. I aquí vaig pensar en alguna cosa que he sentit a parlar abans, una impressora de matriu de punts, a Polònia es pot trobar aquest tipus d’impressores a totes les clíniques on estrenen un so fort i estrany: D. Era obvi per a mi que hi havia d’haver algú que hagi fet alguna cosa així, i tenia raó Robson Couto ja va fabricar una impressora Arduino de matriu de punts, però per fer-ho cal trobar components perfectes que puguin ser durs, però tenir un 2018 i la impressió 3D és cada vegada més popular, així que per què no fer una versió impresa en 3D fàcil de replicar, però tot i així seria similar? Així que vaig decidir fer-lo gran, o fins i tot ENORME! Perquè pugui imprimir en un paper gran que tothom pugui comprar: rotlle de paper d'Ikea :) les seves dimensions: 45cm x 30m. Perfecte!

Poques hores de disseny i el meu projecte estava llest per imprimir, fa 60 cm de longitud, és massa gran per imprimir en una impressora estàndard, de manera que el divideixo en peces més petites que gràcies a connectors especials seran fàcils de connectar. A més, tenim un carro per a un retolador, algunes politges per al cinturó GT2, rodes de goma per subjectar el paper (també imprès en 3D amb filament TPU). Però com que no sempre és possible que vulguem imprimir en un paper tan gran, he creat un dels motors de l'eix Y mòbil perquè pugueu ajustar-lo fàcilment a la mida del paper. Hi ha dos motors a l’eix Y i un a l’eix X, per moure el bolígraf amunt i avall faig servir un micro servo. Podeu trobar enllaços als models i tot el següent en els passos següents.

Després vaig dissenyar un PCB com sempre, però aquesta vegada en lloc de fer-ho a casa vaig decidir demanar-lo a un fabricant professional, perquè fos perfecte, més fàcil de soldar i només per estalviar una mica de temps, vaig escoltar moltes bones opinions sobre PCBway, així que vaig decidir anar amb això. Vaig trobar que tenien un programa de beques gràcies al qual podeu crear els vostres taulers de forma gratuïta, penjo el meu projecte al seu lloc web i ho accepten. Moltes gràcies PCBway per fer possible aquest projecte:) Les plaques eren perfectes, però en lloc de posar un microcontrolador en aquesta placa, vaig decidir fer un escut Arduino per poder-lo fer servir, també és més fàcil soldar.

El codi del dotter s’escriu en Arduino i per enviar les ordres des de l’ordinador al Dotter he utilitzat Processing.

Probablement aquesta és tota la història de com evoluciona aquest projecte i com es veu ara, enhorabona si hi heu arribat:)

No us preocupeu ara, serà més fàcil, només cal construir instruccions.

Espero que gaudiu d’aquesta història del projecte The Dotter, si és així, no us oblideu de valorar-la.

* a les imatges anteriors es pot veure el carro X amb 2 bolígrafs, aquest va ser el meu primer disseny, però vaig decidir canviar a la versió més petita amb un bolígraf per fer-lo més lleuger. Però la versió amb 2 bolígrafs pot ser interessant, ja que podríeu fer punts de diferents colors, fins i tot hi ha lloc per al segon servo al PCB, de manera que cal tenir en compte per dotter V2:)

Pas 2: què necessitarem?

Què necessitarem per a aquest projecte, és una gran pregunta! Aquí és una llista de tot amb enllaços si és possible:

1. Parts impreses en 3D (enllaços a models al pas següent)
2. Arduino GearBest | BangGood
3. Motors pas a pas 28BYJ48 (3 d'ells) GearBest | BangGood
4. Servomotor micro GearBest | BangGood
5. Cinturó GT2 (aproximadament 1,5 metres) GearBest | BangGood
6. Cables GearBest | BangGood
7. Rodament GearBest | BangGood
8. Dues barres d'alumini d'uns 60cm de llargada cadascuna

9. Per fer un PCB:

   1. PCB, òbviament (podeu demanar-los, fabricar-los vosaltres mateixos o comprar-me’l, tinc unes taules al vostre voltant, les podeu comprar aquí:
   2. Transistors BC639 o similars (8 d'ells) GearBest | BangGood
   3. Diodo rectificador (8 d'ells) GearBest | BangGood
   4. LED verd i vermell GearBest | BangGood
   5. Alguns trenquen capçaleres GearBest | BangGood
   6. Kit de capçalera apilable Arduino GearBest | BangGood
   7. Algunes resistències GearBest | BangGood

Probablement el més difícil d’aconseguir són les peces impreses en 3D, pregunteu als vostres amics, a l’escola o en una biblioteca, és possible que tinguin una impressora 3D. Si en voleu comprar un, us puc recomanar el CR10 (enllaç per comprar), CR10 mini (enllaç per comprar) o Anet A8 (enllaç per comprar).

Pas 3: tan gran com puc, tan senzill com puc (models 3D)

Com he dit, gran part d’aquest projecte era de mida, volia fer-lo gran i alhora senzill. Per fer-ho d’aquesta manera, passo molt de temps a Fusion360, per sort aquest programa és increïblement fàcil d’utilitzar i m’encanta fer-lo servir, de manera que no va ser un gran problema per a mi. Per adaptar-me a la majoria de les impressores 3D vaig dividir el marc principal en 4 parts que es poden connectar fàcilment gràcies a connectors especials.

Les politges per a corretges GT2 es van dissenyar amb aquesta eina (és genial, mireu-ho):

He afegit els fitxers DXF d'aquestes 2 politges només per a la vostra referència, no les necessiteu per fer aquest projecte.

Cap d'aquests models no necessita suports, les politges tenen suport incorporat, perquè seria impossible treure suports de l'interior de la politja. Aquests models són bastant fàcils d'imprimir, però requereixen una mica de temps, perquè són bastant grans.

Les rodes que mouran el paper s’han d’imprimir amb filament flexible per fer-ho millor. Vaig fer una llanda per a aquesta roda que s’hauria d’imprimir amb PLA i sobre aquesta roda hi podeu posar una roda de goma.

Pas 4: Muntatge

És un pas fàcil però també molt agradable. Tot el que heu de fer és connectar totes les parts impreses en 3D juntes, posar els motors i el servo al seu lloc. Al final, heu de posar barres d'alumini al marc imprès en 3D amb el carro.

Vaig imprimir un cargol a la part posterior del suport del motor Y que es pot moure per mantenir-lo al seu lloc, però resulta que la part inferior del marc és massa tova i es doblega quan estrenyeu el cargol. Per tant, en lloc d’aquest cargol estic fent servir una goma per mantenir aquesta peça al seu lloc. Aquesta no és la manera més professional de fer-ho, però almenys funciona:)

Podeu veure la mida de la ploma que he utilitzat per a aquest projecte (o potser és més com un marcador). Haureu d’utilitzar la mateixa mida o tan a prop com pugueu, perquè funcioni perfectament amb el carro X. També heu de muntar un collaret al bolígraf per deixar que el servo el mogui cap amunt i cap avall; podeu arreglar-lo apretant un cargol al lateral.

No hi ha molt a explicar, així que només cal fer una ullada a les fotos de dalt i, si necessiteu saber alguna cosa més, deixeu un comentari a continuació.

Pas 5: esquema electrònic

A la part superior podeu trobar un esquema electrònic per a aquest projecte si voleu comprar un PCB o fer-lo, no us haureu de preocupar per l’esquema; si voleu connectar-lo a la placa de configuració, podeu fer servir aquest esquema. Us he vist que serà bastant desordenat en aquesta taula, hi ha moltes connexions i components petits, de manera que, si és possible, utilitzar una PCB és una opció molt millor. Si teniu problemes amb el PCB o el vostre projecte no funciona, podeu solucionar-lo amb aquest esquema. Podeu trobar el fitxer. SCH al següent pas.

Pas 6: PCB com a professional

Aquesta és probablement la millor part d’aquest projecte per a mi. Vaig fabricar molts PCB a casa, però mai vaig intentar demanar-los a un fabricant professional. Va ser una decisió fantàstica, estalvia molt de temps i aquestes taules són molt millors, tenen màscara de soldar, són més fàcils de soldar, es veuen millor i si voleu fer alguna cosa que vulgueu vendre no hi ha manera de fabricaré PCB a casa, així que estic un pas més a prop de crear alguna cosa que pugui produir en el futur, almenys sé com fabricar i demanar PCB. Podeu gaudir de belles fotos d’aquests taulers anteriors i aquí teniu un enllaç a PCBWay.com

Tinc algunes taules de recanvi, així que si les voleu comprar, les podeu comprar a tindie:

Pas 7: soldar, connectar …

Tenim un PCB fantàstic, però per fer-lo funcionar hem de soldar components. No us preocupeu, és molt fàcil. Només he utilitzat components THT, de manera que no hi ha soldadures de gran precisió. Els components són grans i fàcils de soldar. També són fàcils de comprar a qualsevol botiga electrònica. Com que aquest PCB és només un escut que no ha de soldar un microcontrolador, només connectarem l’escut a la placa Arduino.

En cas que no vulgueu fer un PCB, podeu trobar un esquema anterior amb totes les connexions. No recomano connectar-ho a la placa de control, es veurà molt desordenat, hi ha molts cables. El PCB és una manera molt més professional i segura de fer-ho. Però si no teniu cap altra opció, és millor connectar-vos a la taula de treball que no connectar-vos gens.

Quan tots els components estan soldats al PCB, podem connectar-hi motors i servomotors. I saltem al següent pas! Abans, però, atureu-vos un segon i doneu un cop d'ull a aquest bonic PCB amb tots els components que hi ha, m'encanta l'aspecte d'aquests circuits electrònics. D'acord, seguim endavant:)

Pas 8: Codi Arduino

Quan l’escut estigui llest, tot estigui connectat i muntat, podem pujar codi a l’Arduino. No heu de connectar l'escut a l'Arduino en aquest pas. Podeu trobar el programa a l’adjunt següent. Aquí teniu una ràpida explicació de com funciona:

Obté les dades del monitor sèrie (codi de processament) i sempre que n'hi ha 1 fa un punt quan n'hi ha 0 que no. Després de cada dada rebuda, es mou per alguns passos. Quan es rep un nou senyal de línia, es torna a la posició inicial, moveu el paper a l'eix Y i feu una nova línia. Aquest és un programa molt senzill, si no enteneu com funciona, no us preocupeu, carregueu-lo al vostre Arduino i funcionarà.

Pas 9: processament del codi

El codi de processament llegeix la imatge i envia les dades a l’Arduino. La imatge ha de tenir la mida determinada per fer-la al paper. Per a mi, la mida màxima del paper A4 és d'aproximadament 80 punts x 50 punts. Si canvieu els passos per revolució, obtindreu més punts per línia, però també un temps d'impressió molt més gran. No hi ha molts botons en aquest programa, no volia fer-lo bonic, només funciona. Si el voleu millorar, no dubteu a fer-ho.

Pas 10: al principi hi havia un punt

Prova final del Dotter!

Punt, punt, punt …

Dotzenes de punts després alguna cosa ha fallat. Què exactament? Sembla que Arduino es va reiniciar i va oblidar el nombre de passos. Va començar molt bé, però en algun moment tenim un problema. Què pot faltar? Dos dies després de la depuració, vaig trobar una solució per a això. Era senzill i obvi, però no m’ho vaig plantejar al principi. Què es? Ho sabrem en el següent pas.

Pas 11: el fracàs no és una opció, forma part d’un procés

Odio renunciar, de manera que no ho faig mai. Vaig començar a buscar una solució al meu problema. Mentre desconnectava un cable del meu Arduino últimament a la nit, vaig sentir que feia molta calor. Llavors em vaig adonar del que és un problema. Com que deixo els motors de l'eix Y engegats (encès de la bobina d'aquests motors), l'estabilitzador lineal del meu Arduino s'escalfa molt a causa d'un corrent constant força gran. Quina és la solució per això? Només cal apagar aquestes bobines mentre no les necessitem. Una solució súper senzilla per a aquest problema, és fantàstic i torno al camí per acabar aquest projecte.

Pas 12: Victòria

És la victòria? El meu projecte funciona, per fi! Em va costar molt de temps, però finalment el meu projecte està llest, funciona tal com volia que funcionés. Ara sento pura felicitat per acabar aquest projecte. Podeu veure algunes de les imatges que hi vaig imprimir. Hi ha molt més per imprimir, així que estigueu atents per veure algunes actualitzacions.

Pas 13: el final o el començament?

Aquest és el final de la instrucció de construcció, però no el final d’aquest projecte. És de codi obert, tot el que he compartit aquí mateix podeu utilitzar per construir aquesta cosa, si voleu afegir actualitzacions, no dubteu a compartir-les, però recordeu-vos de posar un enllaç a aquest instructiu, també feu-me saber que heu millorat el meu projecte:) serà genial si algú ho fa. Potser algun dia, si trobo temps per això, el milloraré i publicaré un Dotter V2, però ara mateix no estic segur.

No us oblideu de seguir-me en instruccions si voleu estar al dia dels meus projectes, també us podeu subscriure al meu canal de YouTube perquè publico aquí alguns vídeos interessants sobre la creació i no només:

goo.gl/x6Y32E

i aquí teniu els meus comptes de xarxes socials:

Facebook:

Instagram:

Twitter:

Moltes gràcies per llegir, espero que tingueu un bon dia!

Feliç fer!

P. S.

Si realment us agrada el meu projecte, voteu-lo als concursos: D

Subcampió del repte Epilog 9

Accèssit al Concurs Arduino 2017