PrintBot: 6 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:05

PrintBot бол iRobotCreate дээр суурилуулсан цэг матрицтай принтер юм. PrintBot нь газрын гадарга дээр Talcum нунтаг ашиглан хэвлэдэг. Роботыг сууринд ашиглах нь роботыг бараг хязгааргүй хэмжээгээр хэвлэх боломжийг олгодог. Хөлбөмбөгийн наадам эсвэл сагсан бөмбөгийн талбай гэж бодоорой. Өрсөлдөгчид ирэх жил талархлын баярын амралтын өдрүүдээс сэрэмжлэх хэрэгтэй болов уу. робот нь мөн принтерийн хөдөлгөөнийг зөвшөөрч, хэвлэх газар очиж, дараа нь өөр газар руу шилжих боломжийг олгодог. Утасгүй холболттой тул алсын удирдлагатай болно. Явган хүний зам, зар сурталчилгаа нь энэ төхөөрөмжийн зорилтот зах зээл юм.

Алхам 1: IRobot үүсгэх

IRobot Create нь iRobot -ийн Roomba -тай маш төстэй боловч дотоод вакуумгүй. Энэ нь бидэнд илүү их ачаалал нэмэх боломжийг олгодог бөгөөд угсрах тохиромжтой нүхийг өгдөг. iRobot нь Create -д програмчлалын иж бүрэн интерфейсийг өгдөг бөгөөд энэ нь роботыг удирдах ажлыг маш энгийн болгодог. Интерфэйс нь робот руу цуваагаар илгээсэн энгийн командууд ба параметрүүдийн багц юм. Илүү дэлгэрэнгүй мэдээллийг авахын тулд Нээлттэй интерфэйсийн техникийн үзүүлэлтүүдийг уншина уу. Эхлүүлсний дараа 128 командыг илгээж, роботыг гадаад хяналтыг хүлээн авч эхлэхийг мэдэгдэх ёстой. Дараа нь горимыг сонгох ёстой. Бүрэн хяналт хийхийн тулд бид 132 командыг Create руу илгээдэг. Та бүх өгөгдлийг энгийн ascii текст биш бүхэл тоогоор үүсгэх ёстойг анхаарна уу. Командын код бүр нь нэг байт бөгөөд энэ байтын утга нь 128 гэсэн бүхэл тоо юм. Хэрэв та ascii эсвэл ansi текстээр дамжуулах бол 128 дахь тэмдэгт бүр байт байх болно. Компьютерээр дамжуулан тест хийх эсвэл хянахын тулд бид Realterm -ийг санал болгодог, учир нь энэ нь бүх зүйлийг маш энгийн болгодог. Нээлттэй интерфэйсийн баримт бичигт дурдсанчлан Baud -ийн хурдыг 57600 болгож тохируулах шаардлагатай бөгөөд Create -ийг эхлүүлсэн тул бид роботыг урагшлуулахын тулд 137 командыг ашигладаг. Хүлээх зай, 156 нь роботыг тодорхой зайны дараа зогсооход ашигладаг. 152 ба 153 скрипт тушаалууд нь бүгдийг нэгтгэж, дахин дахин ажиллуулах боломжтой энгийн скриптийг бий болгодог. IRobot нь Command Module гэж нэрлэдэг зүйлээ зарж борлуулдаг бөгөөд энэ нь үндсэндээ програмчлагдах боломжтой микро контроллер бөгөөд таны үүсгэхийг удирдахын тулд ашиглаж болох цөөн хэдэн цуваа портууд юм.. Үүний оронд бид Cypress Programmable System-on-a-Chip (PSoC) -ийг eBox 2300 нэртэй маш жижиг x86 компьютертэй хослуулан ашигласан. Робот нь 18V батерейтай бөгөөд бид бүх дагалдах хэрэгслүүдээ тэжээх болно.

Алхам 2: Принтерийг задлах ба моторын хяналт

Хэвлэгчийн хэвтээ хөдөлгөөн ба хэвлэх толгойн угсралтанд бид хуучин Epson бэхэн тийрэлтэт принтер ашигласан. Энд хийх ёстой хамгийн эхний зүйл бол принтерийг болгоомжтой задлах явдал байв. Энэ нь замын угсралт, мотор, хэвлэх толгойн эзэмшигч, хөтчийн бүс л үлдэх хүртэл шаардлагатай биш бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг зайлуулах шаардлагатай байв. Энэ бүс болон жолоодлогын моторыг эвдэхээс болгоомжил. Цахилгаан самбарыг бүгдийг нь таслахаасаа өмнө вольт тоолуураар цоолох нь илүү ухаалаг байж болох ч бид үүнд хэтэрхий их баяртай байсан. Хуудасны тэжээл угсралт, бодит хэвлэх толгой, хайрцаг, хэлхээний самбар хэрэггүй бөгөөд бүх зүйлийг задалсны дараа бид энэ моторыг хэрхэн жолоодохыг олж мэдэх ёстой. Бид ямар нэгэн зүйлийг туршиж үзэхээсээ өмнө бүгдийг нь салгаж авсан тул хөдөлгүүрийг хангахын тулд зохих хүчдэлийг олох шаардлагатай болсон. Хэрэв та загварын дугаар олж чадвал хөдөлгүүрийн техникийн үзүүлэлтүүдийг онлайнаар хайж олохыг оролдож болно, гэхдээ энэ нь байхгүй бол түүнийг тогтмол гүйдлийн тэжээлд холбож, хөдөлгүүрийн хүчдэлийг аажмаар нэмэгдүүлээрэй. Бид азтай байсан бөгөөд манай мотор 12-42 В хүчдэлд ажиллах боломжтой болохыг олж мэдсэн боловч үүнийг тайлбарласны дагуу гараар туршиж үзсэн. 12В -т ч гэсэн мотор хэт хурдан ажиллах болно гэдгийг бид хурдан олж мэдсэн. Энд шийдэл бол Pulse-Width-Modulation (PWM) ашиглах явдал юм. Үндсэндээ энэ нь моторыг маш хурдан асаах, унтраах явдал юм. Манай батерей нь 18В хүчдэл өгдөг тул амьдралыг хөнгөвчлөхийн тулд бид хөдөлгүүрийг ажиллуулах болно. Цахилгаан хэлхээнд ухрах ёстой тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийг ашиглах үед моторыг эргүүлэх үед таны хэлхээнд их хэмжээний буцах гүйдэл мэдрэгдэх болно. Үндсэндээ таны мотор зогсох, ухрах үед генераторын үүрэг гүйцэтгэдэг. Хянагчаа үүнээс хамгаалахын тулд та H-Bridge гэж нэрлэдэг зүйлийг ашиглаж болно. Энэ нь үндсэндээ H хэлбэртэй 4 транзистор юм. Бид Acroname -ийн бүтээгдэхүүнийг ашигласан. Таны сонгосон драйвер таны моторт шаардлагатай гүйдлийг зохицуулж чадах эсэхийг шалгаарай. Манай мотор 1А тасралтгүй гэж үнэлэгдсэн тул 3А хянагч нь хангалттай толгойтой байв. Энэхүү самбар нь моторын чиглэлийг хянах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь оролтыг өндөр эсвэл бага жолоодох, түүнчлэн тоормослох (мотороо зогсоож, байрандаа барих) хөдөлгүүрийг ижил аргаар удирдах боломжийг олгодог.

Алхам 3: Хэвлэх толгой

Анхны хэвлэх толгойн угсралтын ихэнх хэсгийг хассан болно. Бидэнд хуванцар хайрцаг үлдсэн бөгөөд энэ нь хэвлэх толгойг бэхлэхэд хялбар болгосон. Жижиг 5В тогтмол гүйдлийн моторыг өрмийн битээр бэхэлсэн. Битийг аль болох юүлүүртэй ижил диаметртэй байлгахаар сонгосон. Энэ нь өрөмдлөгийн юүлүүрийн гаралтыг бүхэлд нь дүүргэх боломжийг олгоно. Бит эргэх үед нунтаг ховил руу орж, гарц руу чиглэнэ. Битийг нэг эргүүлснээр бид тогтмол хэмжээтэй пиксел үүсгэх боломжтой болно. Бүх зүйлийг зөв тохируулахын тулд болгоомжтой тааруулах шаардлагатай болно. Эхэндээ бид нунтагыг хаа сайгүй цацахтай холбоотой асуудалтай тулгарч байсан боловч хоёр дахь юүлүүр нэмж өрөмдлөгийн битийг дээшлүүлснээр юүлүүрт хязгаарлагдмал байх тусам намар урт болж, цэвэр пикселийг бий болгосон.

Энэ моторыг зөвхөн асаах эсвэл унтраах ёстой тул энд H-гүүр хийх шаардлагагүй байв. Үүний оронд бид моторын газардуулгатай энгийн транзисторыг ашигласан. Транзисторын хаалгыг H-гүүрний дижитал оролттой адил манай микро хянагчийн дижитал гаралт удирддаг байв. DC моторын хажууд байрладаг жижиг ПХБ нь хэт улаан туяаны хар ба цагаан мэдрэгч юм. Энэхүү самбар нь мэдрэгч нь хар, цагаан өнгийг харвал өндөр эсвэл бага дижитал дохиог гаргадаг. Хар ба цагаан кодлогч туузтай хослуулан хар, цагаан шилжилтийг тоолох замаар хэвлэх толгойн байрлалыг үргэлж мэдэх боломжтой болно.

Алхам 4: Микроконтроллер

Cypress PSoC нь тоног төхөөрөмжийн бүх тусдаа хэсгүүдийг нэгтгэдэг. Cypress хөгжүүлэх самбар нь PSoC -тэй ажиллах, дагалдах хэрэгслийг холбоход хялбар интерфэйсийг бий болгосон. PSoC бол програмчлагдах чип тул бид чип дээр FPGA шиг физик тоног төхөөрөмж үүсгэх боломжтой. Cypress PSoC Designer нь PWM генератор, дижитал оролт, гаралт, цуваа RS-232 ком порт гэх мэт нийтлэг бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд зориулж урьдчилан бэлтгэсэн модулиудтай.

Хөгжлийн самбар нь нэгдсэн прото самбартай бөгөөд энэ нь манай мотор хянагчийг хялбархан холбох боломжийг олгодог. PSoC дээрх код нь бүх зүйлийг нэгтгэдэг. Цуваа тушаал хүлээн авахыг хүлээж байна. Үүнийг 0 ба 1 -ийн нэг мөр болгон форматлах бөгөөд энэ нь пиксел бүрийн хувьд хэвлэх эсвэл гаргахгүйг илтгэнэ. Дараа нь код нь пиксел бүрийг тойрч, хөтчийн моторыг эхлүүлнэ. Хар/цагаан мэдрэгчийн оролт дээр ирмэг мэдрэмтгий тасалдал нь цаг агаарын байдлыг үнэлэх эсвэл пиксел бүрт хэвлэхгүй байхыг өдөөдөг. Хэрэв пиксел асаалттай байвал тоормосны гаралт өндөр байх тул таймер эхэлнэ. Таймер дээрх тасалдал.5 секунд хүлээгээд диспенсерийн гаралтыг өндөр болгож транзисторыг асааж, өрмийн битийг эргүүлж таймерын тоолуурыг дахин тохируулна. Дахин хагас секундын дараа тасалдал нь хөдөлгүүрийг зогсоож, хөдөлгүүрийг дахин хөдөлгөнө. Хэвлэх нөхцөл хуурамч байвал кодлогч өөр нэг хараас цагаан ирмэг хүртэл унших хүртэл юу ч болохгүй. Энэ нь толгойг хэвлэхээ болих хүртэл жигд хөдөлж чаддаг. Шугамын төгсгөлд хүрэхэд ("\ r / n") "\ n" нь цуваа порт дээр илгээгдэж, энэ нь шинэ мөрөнд бэлэн байгааг компьютерт харуулах болно. Н-гүүрэн дээрх чиглэлийн хяналтыг мөн буцаана. Create 5мм урагшлах дохиог илгээдэг. Үүнийг Create -ийн DSub25 холбогч дээрх дижитал оролттой холбогдсон өөр дижитал гаралтаар хийдэг. Хоёр төхөөрөмж хоёулаа стандарт 5V TTL логикийг ашигладаг тул бүрэн цуваа интерфэйс шаардлагагүй болно.

Алхам 5: PC

Бүрэн бие даасан төхөөрөмж бий болгохын тулд eBox 2300 хэмээх жижиг x86 компьютер ашигласан. Хамгийн уян хатан байдлыг хангахын тулд eBox дээр Windows CE Embedded -ийн захиалгат загварыг суулгасан болно. USB драйваас 8 битийн саарал хэмжээтэй bitmap унших програмыг С хэл дээр боловсруулсан болно. Дараа нь програм нь зургийг дахин дээжлээд дараа нь цуваа ком портоор дамжуулан PSoC руу нэг мөр болгон гаргадаг.

Цахим хайрцгийг ашиглах нь цаашдын олон хөгжүүлэлтийг хийх боломжтой болно. Вэб сервер нь нэгдсэн утасгүй холболтын тусламжтайгаар зургийг алсаас байршуулах боломжийг олгодог. Бусад зүйлээс гадна алсын удирдлагыг хэрэгжүүлж болно. Төхөөрөмжийг тэмдэглэлийн дэвтэр гэх мэт програмаас хэвлэх боломжийг олгохын тулд цаашид зураг боловсруулах, магадгүй зохих хэвлэх драйверийг бий болгож болно. Бидний хамгийн сүүлд алдсан зүйл бол хүч чадал байв. 18В хүчдэл үүсгэх. Гэхдээ манай ихэнх төхөөрөмжүүд 5V дээр ажилладаг. Texas Instruments DC-DC цахилгаан хангамжийг хүчийг халаахад зарцуулахгүйгээр хүчдэлийг идэвхтэй хөрвүүлэхэд ашигладаг байсан тул батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгадаг. Бид нэг цаг гаруй хэвлэх хугацааг ухаарч чадсан. Захиалгат хэлхээний самбар нь энэ төхөөрөмжийг суурилуулах, шаардлагатай резистор ба конденсаторыг хялбаршуулсан.

Алхам 6: Энэ л боллоо

Жоржиа Тех дахь доктор Хамблений ECE 4180 Embedded Design хичээлийн 7 -р намар бүтээсэн PrintBot маань энэ юм. Бидний роботтой хамт хэвлэсэн хэдэн зургийг энд оруулав. Манай төсөл танд таалагдсан гэж найдаж байна, магадгүй энэ нь цаашдын эрэл хайгуулд урам зориг өгөх болно! PosterBot болон бусад бүх iRobot Create Instructables -д урам зориг, удирдамж өгсөнд маш их баярлалаа.