PrintBot: 6 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:52

PrintBot- ը iRobotCreate- ով տեղադրված կետային մատրիցային տպիչ է: PrintBot- ը տպում է տալկի փոշու միջոցով ցանկացած գրունտային մակերևույթի վրա: Ռոբոտի օգտագործումը հիմքի համար թույլ է տալիս ռոբոտին տպել գործնականում անսահմանափակ չափ: Մտածեք ֆուտբոլի ներկայացուցիչների կամ բասկետբոլի դաշտերի մասին: Գուցե մրցակիցները պետք է փնտրեն հաջորդ տարի այս երախտագիտության հանգստյան օրերի բազմությունը: ռոբոտը նաև թույլ է տալիս տպիչի շարժունակությունը `թույլ տալով նրան մեկնել տպելու վայր, այնուհետև անցնել մեկ այլ վայր: Ներառված է անլար, այնպես որ հնարավոր է նաև հեռակառավարումը: Այս սարքի համար թիրախային շուկա են նաև մայթերի արվեստը և գովազդը:

Քայլ 1: IRobot Ստեղծել

IRobot Create- ը շատ նման է iRobot- ի Roomba- ին, բայց առանց ներքին վակուումի: Սա թույլ է տալիս ավելացնել ավելի մեծ բեռ և մեզ տալիս է հարմար տեղադրման անցքեր: iRobot- ը նաև ստեղծման համար տրամադրում է ծրագրավորման ամբողջական ինտերֆեյս, որը ռոբոտին կառավարելը շատ պարզ է դարձնում: Ինտերֆեյսը ռոբոտին հերթականությամբ ուղարկված հրամանների և պարամետրերի մի շարք է: Լրացուցիչ տեղեկությունների համար կարդացեք Բաց ինտերֆեյսի բնութագրերը: Մեր պարզ օգտագործման համար մեզ անհրաժեշտ էին ընդամենը մի քանի հրամաններ: Նախաստորագրումից հետո 128 հրամանը պետք է ուղարկվի ՝ ռոբոտին ասելու, որ սկսի ընդունել արտաքին կառավարումը: Հաջորդը պետք է ընտրվի ռեժիմ: Լիարժեք վերահսկողության համար մենք 132 հրամանը ուղարկում ենք Ստեղծել: Նշում, դուք պետք է ուղարկեք բոլոր տվյալները Ստեղծել որպես ամբողջ թվեր, այլ ոչ թե սովորական ascii տեքստ: Հրամանի յուրաքանչյուր կոդ մեկ բայթ է, այդ բայտի արժեքը 128 ամբողջ թիվ է կամ ինչ էլ որ լինի: Եթե դուք փոխանցեիք ascii կամ ansi տեքստով, 128 -ի յուրաքանչյուր նիշ կլիներ բայթ: Համակարգչի միջոցով փորձարկելու կամ վերահսկելու համար խորհուրդ ենք տալիս Realterm- ը, քանի որ այն ամեն ինչ շատ պարզ է դարձնում: Դուք նաև պետք է Baud- ի դրույքաչափը սահմանեք 57600, ինչպես նշված է Open Interface փաստաթղթերում: Այժմ, երբ Ստեղծված է, մենք օգտագործում ենք 137 հրամանը ՝ ռոբոտին առաջ մղելու համար: Սպասման հեռավորություն, 156 -ը օգտագործվում է ռոբոտին որոշակի հեռավորությունից հետո կանգնեցնելու համար: Սցենարի 152 և 153 հրամանները դնում են ամեն ինչ և կազմում են մի պարզ սցենար, որը կարելի է անընդմեջ գործարկել: iRobot- ը վաճառում է այն, ինչ նրանք անվանում են Command Module, որը հիմնականում ծրագրավորվող միկրոհսկիչ է և մի քանի սերիական նավահանգիստ, որոնք կարող եք օգտագործել ձեր Ստեղծել. Փոխարենը մենք օգտագործեցինք Cypress Programmable System-on-a-Chip (PSoC) ՝ զուգակցված eBox 2300 կոչվող շատ փոքր x86 համակարգչի հետ: Ռոբոտն ունի 18 Վ մարտկոց, որը մենք կօգտագործենք մեր բոլոր ծայրամասային սարքերը սնուցելու համար:

Քայլ 2: Տպիչի ապամոնտաժում և շարժիչի վերահսկում

Տպիչի հորիզոնական շարժման և տպիչի գլխի ամրացման հավաքածուի համար մենք օգտագործեցինք հին Epson թանաքային տպիչ: Առաջին բանը, որ պետք է անել այստեղ, տպիչի խնամքով ապամոնտաժումն էր: Դրա համար անհրաժեշտ էր հեռացնել բոլոր ոչ էական բաղադրիչները, մինչև որ մնացել էր ուղու հավաքումը, շարժիչը, տպիչի գլխի ամրակը և շարժիչ գոտին: Carefulգույշ եղեք, որպեսզի չկոտրեք այս գոտին կամ դրա շարժիչ շարժիչը: Հնարավոր է նաև, որ վոլտ մետրով պտտվելը նախքան բոլոր էլեկտրական տախտակները պոկելը, ավելի խելամիտ կլինի, բայց մենք դրա համար մի փոքր չափազանց ոգևորված էինք: Նկատի ունեցեք, որ ձեզ հարկավոր չեն էջերի լրացման հավաքածու, տպման իրական գլուխներ կամ փամփուշտներ կամ տպատախտակներ: Ամեն ինչ ապամոնտաժելուց հետո մենք պետք է պարզենք, թե ինչպես վարել այս շարժիչը: Քանի որ մենք ամեն ինչ պատռել էինք նախքան որևէ բանի փորձարկելը, մենք պետք է գտնեինք շարժիչը մատակարարելու համար համապատասխան լարումը: Կարող եք փորձել առցանց գտնել շարժիչի բնութագրերը, եթե կարող եք գտնել մոդելի համարը, բայց դրա բացակայության դեպքում միացրեք այն DC հոսանքի աղբյուրին և դանդաղ բարձրացրեք շարժիչի լարումը: Մենք բախտավոր էինք և գտանք, որ մեր շարժիչը կարող է աշխատել 12-42 Վ լարման վրա, բայց վստահ լինելու համար, որ այն ձեռքով փորձարկեցինք, ինչպես նկարագրված է: Մենք արագ հայտնաբերեցինք, որ նույնիսկ 12 Վ լարման դեպքում շարժիչը շատ արագ կաշխատի: Այստեղ լուծումը Pulse-Width-Modulation (PWM) օգտագործումն է: Հիմնականում սա շատ արագ միացնում և անջատում է շարժիչը ՝ ավելի դանդաղ արագությամբ պտտելու համար: Մեր մարտկոցը մատակարարում է 18 Վ, ուստի կյանքը հեշտացնելու համար մենք նույն կերպ կշարունակենք շարժիչը: Երբ օգտագործում եք DC շարժիչներ, որոնք պետք է շրջվեն սխեմաներում, դուք մի մեծ հետադարձ հոսանք կունենաք ձեր միացումում, երբ շարժիչը հետադարձեք: Ըստ էության, ձեր շարժիչը գործում է որպես գեներատոր, երբ կանգ է առնում և շրջվում: Ձեր վերահսկիչը դրանից պաշտպանելու համար կարող եք օգտագործել այն, ինչ կոչվում է H-Bridge: Սա ըստ էության 4 տրանզիստոր է, որոնք դասավորված են H- ձևով: Մենք օգտագործեցինք Acroname- ի արտադրանք: Համոզվեք, որ ձեր ընտրած վարորդը կարող է կարգավորել ձեր շարժիչի համար անհրաժեշտ ընթացիկ ընթացքը: Մեր շարժիչը գնահատվում էր 1A անընդմեջ, այնպես որ 3A կարգավորիչը բավականաչափ ազատ տարածություն ուներ: Այս տախտակը մեզ թույլ է տալիս նաև վերահսկել շարժիչի ուղղությունը `պարզապես մուտքը բարձր կամ ցածր վարելով, ինչպես նաև արգելակելով (շարժիչը կանգնեցնելը և այն դիրքում պահել) շարժիչը նույն կերպ:

Քայլ 3: Տպման գլուխը

Տպագրության գլխի հավաքածուի մեծ մասը, որը կարելի էր հեռացնել, հանվեց: Մեզ մնաց պլաստմասե տուփ, որը հեշտացրեց ամրացնել մեր տպագրության գլուխը: Փոքր 5V DC շարժիչն ամրացված էր հորատիչով: Բիթը ընտրվել է հնարավորինս նույն տրամագծին մոտ ձագարի չափ: Սա թույլ կտա փորվածքին լցնել ձագարի ամբողջ ելքը: Երբ բիթը պտտվում է, փոշին մտնում է ակոսների մեջ և պտտվում ներքևով դեպի ելքը: Փոքր մեկ պտույտը պտտելով մենք կարող ենք ստեղծել անընդհատ չափի պիքսել: Ամեն ինչ ճիշտ տեղավորելու համար կպահանջվի մանրակրկիտ կարգաբերում: Սկզբում մենք խնդիրներ ունեինք փոշու հետ ուղղակի ցողելու հետ մեկտեղ, բայց երկրորդ ձագար ավելացնելով և բարձրացնելով հորատիչը, ձագարին կաշկանդված երկարատև անկումը մաքուր պիքսել կատարեց:

Քանի որ այս շարժիչը պետք է միայն միացնել կամ անջատել, այստեղ H- կամուրջ անհրաժեշտ չէր: Փոխարենը մենք մի շարք պարզ տրանզիստորներ օգտագործեցինք ՝ շարժիչի գրունտային միացումով: Տրանզիստորի դարպասը վերահսկվում էր մեր միկրոկառավարիչից թվային ելքով, ինչպես և H- կամուրջի թվային մուտքերը: Փոքր PCB- ն DC շարժիչի կողքին ինֆրակարմիր սև և սպիտակ սենսոր է: Այս տախտակը պարզապես թողարկում է թվային բարձր կամ ցածր ազդանշան, երբ սենսորը տեսնում է համապատասխանաբար սև կամ սպիտակ: Սև և սպիտակ կոդավորող շերտի հետ համատեղ թույլ է տալիս մեզ միշտ իմանալ տպիչի գլխի դիրքը ՝ հաշվելով սևից սպիտակ անցումները:

Քայլ 4: Միկրոհսկիչը

The Cypress PSoC- ն միավորում է ապարատային սարքավորումների բոլոր առանձին մասերը: Cypress- ի զարգացման խորհուրդը տրամադրեց հեշտ ինտերֆեյս PSoC- ի հետ աշխատելու և ծայրամասային սարքերը միացնելու համար: PSoC- ը ծրագրավորվող չիպ է, որպեսզի մենք իրականում FPGA- ի նման ֆիզիկական սարքավորումներ ստեղծենք չիպի մեջ: Cypress PSoC Designer- ն ունի նախապես պատրաստված մոդուլներ սովորական բաղադրիչների համար, ինչպիսիք են PWM գեներատորները, թվային մուտքերն ու ելքերը և սերիական RS-232 com նավահանգիստները:

Boardարգացման տախտակն ունի նաև ինտեգրված նախատախտակ, որը թույլ է տալիս հեշտությամբ տեղադրել մեր շարժիչային կարգավորիչները: PSoC- ի ծածկագիրը ամեն ինչ միավորում է: Այն սպասում է սերիական հրաման ստանալուն: Սա ֆորմատավորվում է որպես 0 և 1 -երի մեկ տող, որը ցույց է տալիս տպել կամ ոչ յուրաքանչյուր պիքսելի համար: Այնուհետև ծածկագիրը անցնում է յուրաքանչյուր պիքսելով ՝ սկսելով շարժիչի շարժիչը: Սև/սպիտակ սենսորից մուտքի վրա ծայրահեղ զգայուն ընդհատումը խթանում է եղանակի գնահատումը կամ յուրաքանչյուր պիքսելում չտպելը: Եթե պիքսելն է միացված, արգելակի ելքը արագ է շարժվում, ժամանակաչափը գործարկվում է: Erամաչափի ընդհատումը սպասում է.5 վայրկյան, այնուհետև բարձրացնում է դիսպենսերային թողարկումը, ինչը հանգեցնում է տրանզիստորի միացման և հորատման պտույտի պտույտին, ժամաչափի հաշվիչը վերակայվում է: Եվս կես վայրկյան հետո ընդհատումը շարժիչին դադարում է կանգնեցնել և շարժիչ շարժիչը նորից շարժվել: Երբ տպելու պայմանը կեղծ է, պարզապես ոչինչ չի պատահում, մինչև կոդավորիչը չկարդա մեկ այլ սևից սպիտակ եզր: Սա թույլ է տալիս գլուխը սահուն տեղաշարժվել, մինչև որ անհրաժեշտ լինի կանգ առնել տպելու համար: Երբ տողի վերջը հասնում է ("\ r / n") սերիական նավահանգստին ուղարկվում է "\ n" ՝ համակարգչին ցույց տալու համար, որ այն պատրաստ է նոր տողի համար: Հակադարձվում է նաև H կամրջի ուղղության վերահսկողությունը: Ստեղծմանը ուղարկվում է 5 մմ առաջ շարժվելու ազդանշան: Դա արվում է մեկ այլ թվային ելքի միջոցով, որը միացված է Creat's DSub25 միակցիչի թվային մուտքին: Երկու սարքերն էլ օգտագործում են ստանդարտ 5V TTL տրամաբանություն, ուստի ամբողջական սերիական ինտերֆեյսը ավելորդ է:

Քայլ 5: ԱՀ

Լիովին անկախ սարք ստեղծելու համար օգտագործվել է փոքր x86 համակարգիչ, որը կոչվում է eBox 2300: Առավելագույն ճկունության համար eBox- ում տեղադրվել է Windows CE Embedded- ի անհատական կառուցվածք: C- ում մշակվել է ծրագիր `USB կրիչից 8 բիթանոց մոխրագույն մասշտաբի բիտ քարտեզ կարդալու համար: Դիմումը այնուհետև նորից վերցրեց պատկերի նմուշը, այնուհետև այն մեկական տողով դուրս բերեց PSoC ՝ սերիական com պորտի միջոցով:

EBox- ի օգտագործումը կարող է թույլ տալ բազմաթիվ այլ զարգացումներ: Վեբ սերվերը կարող է թույլ տալ պատկերները հեռակա կերպով վերբեռնել ինտեգրված անլար միջոցով: Հեռակառավարումը, ի թիվս այլ բաների, կարող է իրականացվել: Պատկերի հետագա մշակում, հնարավոր է, նույնիսկ համապատասխան տպիչի վարորդ կարող է ստեղծվել, որը թույլ կտա սարքը տպել այնպիսի ծրագրերից, ինչպիսիք են նոթատետրը: Վերջին բանը, որ մենք գրեթե բաց թողեցինք, իշխանությունն էր: The Ստեղծեք պարագաներ 18V. Բայց մեր սարքերի մեծ մասն աշխատում է 5 Վ լարման վրա: Texas Texas Instruments DC-DC էլեկտրամատակարարումը օգտագործվել է լարումը ակտիվորեն փոխարկելու համար ՝ առանց էներգիան ջեռուցման վատնելու, դրանով իսկ երկարացնելով մարտկոցի կյանքը: Մենք կարողացանք իրացնել մեկ ժամից ավելի տպագրության ժամանակը: Պատվերով տպատախտակը հեշտացրեց այս սարքի տեղադրումը և պահանջեց ռեզիստորներ և կոնդենսատորներ:

Քայլ 6: Ահա և վերջ

Դե, դա մեր PrintBot- ի համար է, որը ստեղծվել է 07 -ին, Dr. Hamblen's ECE 4180 Embedded Design դասի համար Georgia Tech- ում: Ահա մի քանի պատկերներ, որոնք մենք տպել ենք մեր ռոբոտի հետ: Հուսով ենք, որ ձեզ դուր կգա մեր նախագիծը, և գուցե այն ոգեշնչի հետագա հետազոտություններ: Մեծ շնորհակալություն PosterBot- ին և iRobot Ստեղծեք մնացած հրահանգներին `ոգեշնչման և առաջնորդության համար: