Dotter - Huge Arduino Based Dot Matrix Printer: 13 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Hei, velkommen i denne instruerbare:) Jeg er Nikodem Bartnik 18 år gammel maker. Jeg har laget mange ting, roboter, enheter gjennom mine fire år med å lage. Men dette prosjektet er sannsynligvis det største når det gjelder størrelse. Det er også veldig godt designet tror jeg, selvfølgelig er det fortsatt ting som kan forbedres, men for meg er det fantastisk. Jeg liker virkelig dette prosjektet, på grunn av hvordan det fungerer, og hva det kan produsere (jeg liker denne piksel/prikken som grafikk), men det er mye mer i dette prosjektet enn bare Dotter. Det er en historie om hvordan jeg gjorde det, hvordan jeg kom på en idé for det og hvorfor fiasko var en stor del av dette prosjektet. Er du klar? Advarsel om at det kan være mye å lese i denne instruksjonene, men ikke bekymre deg her er videoen om den (du kan også finne den ovenfor): LINK TIL VIDEOLETs start!

Trinn 1: Historien om å mislykkes: (og hvordan jeg faktisk fant opp en ide om dette

Du kan spørre hvorfor historien om å mislykkes hvis prosjektet mitt fungerer? Fordi det ikke var en Dotter i begynnelsen. Jeg ønsket å lage litt lignende ting, men mye mer sofistikert - en 3D -skriver. Den største forskjellen mellom 3D-skriver som jeg ønsket å lage og nesten hvilken som helst annen 3D-skriver var at den i stedet for standard nema17 stepper motorer vil bruke en billig 28BYJ-48 motorer som du kan kjøpe for ca $ 1 (ja en dollar for en trinnmotor). Selvfølgelig visste jeg at det vil være svakere og mindre nøyaktig enn vanlige trinnmotorer (når det gjelder nøyaktigheten er det ikke så enkelt, fordi de fleste motorene i 3D -skrivere har 200 trinn per omdreining, og 28BYJ48 har ca 2048 trinn pr. revolusjon eller enda mer avhenger av hvordan du bruker dem, men det er mer sannsynlig at disse motorene mister trinn og girene i dem er ikke de beste, så det er vanskelig å si om de er mer eller mindre nøyaktige). Men jeg trodde at de ville gjøre det. Og på det tidspunktet kan du si vent, det er allerede en 3D -skriver som bruker disse motorene, ja jeg vet at det er enda få av dem faktisk. Den første er velkjent som er Micro by M3D, liten og virkelig vakker 3D -skriver (jeg elsker bare denne enkle designen). Det er også ToyRep, Cherry og sannsynligvis mye mer som jeg ikke vet om. Så skriveren med disse motorene eksisterer allerede, men det jeg ønsket å gjøre annerledes og mer lik min egen måte var kode. De fleste bruker noen åpen kildekode -fastvare for 3D -skrivere, men som du kanskje vet om du så mitt Arduino -baserte Ludwik -droneprosjekt, liker jeg å gjøre ting fra bunnen av og lære det, så jeg ønsket å lage min egen kode for denne skriveren. Jeg har allerede utviklet å lese og tolke Gcode fra SD -kort, rotere motorene i henhold til Gcode og Bresenhams linjealgoritme. Ganske stor del av koden for dette prosjektet var klar. Men mens jeg testet det, la jeg merke til at disse motorene overopphetes mye, og at de er sååååå sakte. Men jeg ville fortsatt lage den, så jeg designet en ramme for den i Fusion360 (du kan finne bildet av den ovenfor). En annen forutsetning i dette prosjektet var å bruke transistorer i stedet for trinnmotordriver. Jeg fant få fordeler med transistorer fremfor stepperdrivere:

1. De er billigere
2. Det er vanskeligere å bryte dem, jeg brøt allerede noen stepperdrivere mens jeg bygde DIY Arduino Controlled Egg-Bot fordi når du kobler en motor fra sjåføren mens du kjører, vil den sannsynligvis gå i stykker
3. Drivere er enkle å kontrollere, du kan bruke færre pinner til det, men jeg ønsket å bruke Atmega32, den har nok pinner til å bruke transistorer, så det var ikke viktig for meg. (Jeg ønsket å bruke atmega32 i et 3D -skriverprosjekt, endelig i dotter er det ikke nødvendig å bruke det, så jeg bruker bare Arduino Uno).
4. Lykke er mye større når du lager en stepper driver selv med transistorer enn bare å kjøpe den.
5. Da jeg lærte hvordan de fungerer ved å eksperimentere, brukte jeg noen transistorer i mine tidligere prosjekter, men øvelse gjør mester og den beste måten å lære er å eksperimentere. BTW er ikke så rart at vi ikke vet hvordan verdens største oppfinnelse fungerer? Vi bruker transistorer hver dag, alle har millioner av dem i lommen, og de fleste vet ikke hvordan en enkelt transistor fungerer:)

I løpet av denne tiden fikk jeg to nye 3D -skrivere, og mens jeg skrev ut på dem, skrudde jeg bare opp utskriftshastigheten hele tiden for å lage utskrifter så fort jeg kan. Jeg begynte å innse at 3D-skriver med 28BYJ-48 motorer vil gå tregt og sannsynligvis ikke er den beste ideen. Kanskje jeg burde innse det tidligere, men jeg var så fokusert på koden for dette prosjektet og lærte hvordan nøyaktig 3D -skrivere fungerer, at jeg ikke kunne se det på en eller annen måte. Takket være ting jeg lærte ved å bygge denne tingen, angrer jeg ikke på at jeg har investert tid i dette prosjektet.

Å gi opp er ikke et alternativ for meg, og jeg har fem steppere liggende, så jeg begynte å tenke på hva jeg kan gjøre med disse delene. Mens jeg begravde gamle ting i garderoben min, fant jeg tegningen min fra barneskolen laget med prikktegnteknikk, også kalt Pointillism (du kan se tegningen min ovenfor). Det er ikke kunstverk, det er ikke engang bra:) Men jeg likte denne ideen om å lage et bilde av prikker. Og her tenkte jeg på noe jeg hørte om før, en prikkmatriseskriver, i Polen kan du finne denne typen skrivere på hver klinikk de lager en merkelig høy lyd: D. Det var litt åpenbart for meg at det må være noen som har laget noe slikt, og jeg hadde rett. Robson Couto har allerede laget en Arduino dot matrix -skriver, men for å gjøre det må du finne perfekte komponenter som kan være vanskelige, men vi har en 2018 og 3D -utskrift blir mer og mer populært, så hvorfor ikke lage en 3D -trykt versjon som er lett å kopiere, men den vil fortsatt være lik. Så jeg bestemte meg for å gjøre det stort, eller til og med STORT! For å gjøre den i stand til å skrive ut på et stort papir som alle kan kjøpe - papirrull fra Ikea:) dens dimensjoner: 45cm x 30m. Perfekt!

Få timer med å designe og prosjektet mitt var klart for utskrift, det er 60 cm langt, så for stort til å skrive ut på en standardskriver, så jeg deler det inn i mindre biter som takket være spesielle kontakter vil være lett å koble til. I tillegg har vi en vogn for en merkepenn, noen remskiver for GT2 -belte, gummihjul for å holde papiret (også 3D -trykt med TPU -filament). Men fordi vi kanskje ikke alltid vil skrive ut på et så stort papir, gjorde jeg en av Y -aksemotorene bevegelige, slik at du enkelt kan justere det til papirstørrelsen. Det er to motorer på Y -aksen og en på X -aksen, for å flytte pennen opp og ned bruker jeg mikroservo. Du finner lenker til modellene og alt i de neste trinnene.

Deretter designet jeg en PCB som alltid, men denne gangen i stedet for å lage den hjemme bestemte jeg meg for å bestille den hos en profesjonell produsent, for å gjøre den perfekt, lettere å lodde og bare for å spare tid, hørte jeg mange gode meninger om PCBway så jeg bestemte meg for å gå med det. Jeg fant ut at de har et stipendprogram som gjør at du kan lage brettene dine gratis, jeg laster opp prosjektet mitt til deres nettsted og de godtar det! Tusen takk PCBway for at du gjorde dette prosjektet mulig:) Plater var perfekte, men i stedet for å sette mikrokontroller på dette brettet bestemte jeg meg for å lage et Arduino -skjold, slik at jeg bare kan bruke det, det er også enklere å lodde på grunn av det.

Dotterens kode er skrevet i Arduino, og for å sende kommandoene fra datamaskinen til Dotter jeg brukte Processing.

Det er sannsynligvis hele historien om hvordan dette prosjektet utvikler seg, og hvordan det ser ut nå, gratulerer med at du kom dit:)

Ikke bekymre deg nå, det blir lettere, bare bygg instruksjoner!

Jeg håper du liker denne historien om The Dotter -prosjektet. I så fall, ikke glem å tenke på det.

*på gjengivelsene ovenfor kan du se X -vogn med 2 penner, det var mitt første design, men jeg bestemte meg for å bytte til en mindre versjon med en penn for å gjøre den lettere. Men versjon med 2 penner kan være interessant fordi du kan lage prikker i forskjellige farger, det er til og med plass til andre servo på kretskortet, så det er noe å vurdere for dotter V2:)

Trinn 2: Hva trenger vi?

Hva vi trenger for dette prosjektet, det er et stort spørsmål! Her er en liste over alt med lenker hvis mulig:

1. 3D -trykte deler (lenker til modeller i neste trinn)
2. Arduino GearBest | BangGood
3. 28BYJ48 trinnmotorer (3 av dem) GearBest | BangGood
4. Mikro servomotor GearBest | BangGood
5. GT2 -belte (ca. 1,5 meter) GearBest | BangGood
6. Kabler GearBest | BangGood
7. Lager GearBest | BangGood
8. To aluminiumsstenger ca 60 cm lange hver

9. Slik lager du en PCB:

   1. PCB åpenbart (du kan bestille, lage dem selv eller kjøpe den fra meg, jeg har noen brett som ligger rundt deg, du kan kjøpe dem her:
   2. Transistorer BC639 eller lignende (8 av dem) GearBest | BangGood
   3. Likeretterdiode (8 av dem) GearBest | BangGood
   4. LED grønn og rød GearBest | BangGood
   5. Noen bryter bort overskrifter GearBest | BangGood
   6. Arduino stabelbart hodesett GearBest | BangGood
   7. Noen motstander GearBest | BangGood

Sannsynligvis det vanskeligste å få for deg er 3D -trykte deler, spør vennene dine, på skolen eller på et bibliotek, de kan ha en 3D -skriver. Hvis du vil kjøpe en, kan jeg anbefale deg CR10 (lenke for å kjøpe), CR10 mini (lenke for å kjøpe) eller Anet A8 (lenke for å kjøpe).

Trinn 3: Så stor jeg kan, så enkel jeg kan (3D -modeller)

Som jeg sa stor del av dette prosjektet var størrelse, jeg ønsket å gjøre det stort og holdt det enkelt samtidig. For å gjøre det på denne måten bruker jeg mye tid i Fusion360, heldigvis er dette programmet utrolig brukervennlig og jeg elsker å bruke det, så det var ikke så farlig for meg. For å passe på de fleste 3D -skrivere delte jeg hovedrammen til 4 deler som enkelt kan kobles til takket være spesielle kontakter.

Trinser for GT2-belter ble designet med dette verktøyet (det er kult, sjekk det ut):

Jeg la til DXF -filene til de to trinsene bare for din referanse, du trenger dem ikke for å lage dette prosjektet.

Ingen av disse modellene trenger støtter, remskiver har innebygde støtter, fordi det ville være umulig å fjerne støtter fra innsiden av remskiven. Disse modellene er ganske enkle å skrive ut, men det tar litt tid, fordi de er ganske store.

Hjul som skal flytte papiret, bør skrives ut med fleksibel filament for å gjøre det bedre. Jeg laget en felg til dette hjulet som skulle skrives ut med PLA, og på dette hjulet kan du sette et gummihjul.

Trinn 4: Montering

Det er et enkelt, men også veldig hyggelig trinn. Alt du trenger å gjøre er å koble alle 3D -trykte deler sammen, sette motorer og servo på plass. På slutten må du sette aluminiumsstenger i den 3D -trykte rammen med vogn på.

Jeg skrev ut en skrue på baksiden av Y -motorholderen som er bevegelig for å holde den på plass, men det viser seg at bunnen av rammen er for myk og den bøyer seg når du strammer skruen. Så i stedet for denne skruen bruker jeg et gummibånd for å holde denne delen på plass. Det er ikke den mest profesjonelle måten å få dette til, men det fungerer i hvert fall:)

Du kan se pennestørrelsen som jeg brukte til dette prosjektet (eller kanskje det er mer som en markør). Du bør bruke samme størrelse eller så nært du kan, for å få det til å fungere perfekt med X -vogn. Du må også montere en krage på pennen for å la servoen bevege den opp og ned, du kan fikse den ved å stramme en skrue på siden.

Det er ikke mye å forklare, så bare ta en titt på bildene ovenfor, og hvis du trenger å vite noe mer, legg igjen en kommentar nedenfor!

Trinn 5: Elektronisk skjematisk

Over finner du elektronisk skjematisk for dette prosjektet hvis du vil kjøpe et PCB eller lage det du trenger ikke å bekymre deg for skjematikken, hvis du vil koble det til brødbrettet kan du bruke dette skjemaet til å gjøre det. Jeg hadde på deg at det blir ganske rotete på dette brødbrettet, det er mange tilkoblinger og små komponenter, så hvis du kan, er det mye bedre å bruke en PCB. Hvis du har problemer med PCB, eller prosjektet ditt ikke fungerer, kan du feilsøke det med denne skjematikken. Du kan finne. SCH -fil i neste trinn.

Trinn 6: PCB som proff

Det er sannsynligvis den beste delen av dette prosjektet for meg. Jeg lagde mange PCB hjemme, men prøvde aldri å bestille det hos en profesjonell produsent. Det var en flott beslutning, det sparer mye tid, og disse platene er bare mye bedre, de har loddemaske, de er lettere å lodde, ser bedre ut og hvis du ønsker å lage noe du vil selge, er det ingen måte du vil lage PCB hjemme, så jeg er et skritt nærmere å lage noe som jeg vil kunne produsere i fremtiden, i det minste vet jeg hvordan jeg lager og bestiller PCB. Du kan nyte flotte bilder av disse brettene ovenfor, og her er lenke til PCBWay.com

Jeg har noen ekstra brett, så hvis du vil kjøpe dem fra meg kan du kjøpe dem på tindie:

Trinn 7: Lodding, Koble til …

Vi har en flott PCB, men for å få den til å fungere må vi lodde komponenter på den. Ikke bekymre deg, det er veldig enkelt! Jeg brukte bare THT -komponenter, så det er ingen super presis lodding. Komponentene er store og enkle å lodde. De er også enkle å kjøpe i hvilken som helst elektronisk butikk. Fordi denne PCB bare er et skjold du ikke trenger å lodde en mikrokontroller, vil vi bare koble skjermen til Arduino -kortet.

Hvis du ikke vil lage en PCB, kan du finne en skjematisk oversikt over alle tilkoblinger. Jeg anbefaler ikke å koble dette til brødbrettet, det vil se veldig rotete ut, det er mange kabler. PCB er mye mer profesjonell og tryggere måte å gjøre dette på. Men hvis du ikke har noe annet alternativ, er tilkobling på brødbrett bedre enn å ikke koble til i det hele tatt.

Når alle komponentene er loddet på kretskortet, kan vi koble motorer og servo til den. Og la oss hoppe til neste trinn! Men før det, stopp et øyeblikk og ta en titt på denne vakre PCB -en med alle komponentene på den, jeg elsker bare hvordan de elektroniske kretsene ser ut! Ok, la oss gå videre:)

Trinn 8: Arduino -kode

Når skjoldet er klart, er alt tilkoblet og montert, vi kan laste opp kode til Arduino. Du trenger ikke å koble skjoldet til Arduino på dette trinnet. Du finner programmet i vedlegget nedenfor. Her er en rask forklaring på hvordan det fungerer:

Den henter dataene fra den serielle skjermen (behandlingskode), og når det er 1, gjør den en prikk når det er 0, gjør den ikke. Etter at hver data mottas, beveger den seg i noen trinn. Når det nye linjesignalet mottas, går det tilbake til startposisjonen, flytter papiret i Y -aksen og lager en ny linje. Det er et veldig enkelt program, hvis du ikke forstår hvordan det fungerer, ikke bekymre deg, bare last det opp til Arduino, så fungerer det!

Trinn 9: Behandler kode

Behandlingskoden leser bildet og sender dataene til Arduino. Bildet må ha den bestemte størrelsen for å få det på papiret. For meg er maks størrelse på A4 -papiret omtrent 80 punkter x 50 punkter Hvis du endrer trinnene per omdreining, får du flere prikker per linje, men også mye større utskriftstid. Det er ikke mange knapper i dette programmet, jeg ville ikke gjøre det vakkert, det fungerer bare. Hvis du vil forbedre det, kan du gjerne gjøre det!

Trinn 10: I begynnelsen var det en prikk

Siste test av Dotter!

Prikk, prikk, prikk ….

Flere titalls prikker senere gikk noe galt! Akkurat hva? Det ser ut til at Arduino nullstiller seg selv og glemte antall trinn. Det startet veldig bra, men på et tidspunkt har vi et problem. Hva kan være galt? To dager med feilsøking senere fant jeg en løsning for det. Det var ganske enkelt og tydelig, men jeg tenkte ikke på det i begynnelsen. Hva er det? Vi får vite det i neste trinn.

Trinn 11: Feil er ikke et alternativ, det er en del av en prosess

Jeg hater å gi opp, så jeg gjør det aldri. Jeg begynte å lete etter en løsning på problemet mitt. Mens jeg koblet en kabel fra min Arduino i det siste om natten, følte jeg at det er veldig varmt. Da skjønte jeg hva som er et problem. Fordi jeg lar Y -aksemotorene slått på (på spolen til disse motorene) blir den lineære stabilisatoren på min Arduino veldig varm på grunn av ganske stor konstant strøm. Hva er løsningen på det? Bare slå av spolene mens vi ikke trenger dem. Superenkel løsning på dette problemet, det er flott, og jeg er tilbake på sporet for å fullføre dette prosjektet!

Trinn 12: Seier

Er det seieren? Prosjektet mitt fungerer, endelig! Det tok meg mye tid, men endelig er prosjektet mitt klart, det fungerer akkurat som jeg ønsket at det skulle fungere. Nå føler jeg ren lykke på grunn av å ha fullført dette prosjektet! Du kan se noen av bildene jeg skrev ut på den! Det er mye mer å skrive ut, så følg med for å se noen oppdateringer av det.

Trinn 13: slutten eller begynnelsen?

Det er slutten på byggeinstruksjoner, men ikke slutten på dette prosjektet! Det er åpen kildekode, alt jeg delte her kan du bruke til å bygge denne tingen. Hvis du vil legge til noen oppgraderinger, del dem gjerne, men husk å sette en lenke til denne instruerbare, og gi meg beskjed om at du forbedret prosjektet mitt:) Det blir kult om noen vil gjøre det. Kanskje en dag hvis jeg finner tid til det, vil jeg forbedre det og legge ut en Dotter V2, men akkurat nå er jeg ikke sikker.

Ikke glem å følge meg på instrukser hvis du vil være oppdatert med prosjektene mine. Du kan også abonnere på YouTube -kanalen min fordi jeg legger ut noen kule videoer om å lage og ikke bare:

goo.gl/x6Y32E

og her er mine sosiale medier -kontoer:

Facebook:

Instagram:

Twitter:

Tusen takk for at du leser, jeg håper du får en fin dag!

Glad i å lage!

P. S.

Hvis du virkelig liker prosjektet mitt, kan du stemme på det i konkurransene: D

Runner Up i Epilog Challenge 9

Andre pris i Arduino -konkurransen 2017