Dotter - Printer Dot Matrix Besar Berbasis Arduino: 13 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Hai, selamat datang di instruksi ini:) Saya pembuat Nikodem Bartnik berusia 18 tahun. Saya membuat banyak hal, robot, perangkat melalui 4 tahun pembuatan saya. Tapi proyek ini mungkin yang terbesar dalam hal ukuran. Ini juga dirancang dengan sangat baik saya pikir, tentu saja masih ada hal-hal yang dapat diperbaiki tetapi bagi saya itu luar biasa. Saya sangat menyukai proyek ini, karena cara kerjanya, dan apa yang dapat dihasilkannya (saya suka grafik seperti piksel/titik ini), tetapi ada lebih banyak lagi dalam proyek ini daripada hanya Dotter. Ada cerita tentang bagaimana saya membuatnya, bagaimana saya mendapatkan ide untuk itu dan mengapa kegagalan adalah bagian besar dari proyek ini. Apakah kamu siap? Peringatan mungkin ada banyak yang harus dibaca dalam instruksi ini, tetapi jangan khawatir di sini adalah video tentang itu (Anda juga dapat menemukannya di atas):LINK KE VIDEO Mari kita mulai!

Langkah 1: Kisah Kegagalan:(dan Bagaimana Saya Sebenarnya Menemukan Ide untuk Ini

Anda mungkin bertanya mengapa cerita gagal jika proyek saya berhasil? Karena pada awalnya tidak ada Dotter. Saya ingin membuat sesuatu yang mungkin sedikit mirip tetapi jauh lebih canggih - printer 3D. Perbedaan terbesar antara printer 3D yang ingin saya buat dan hampir semua printer 3D lainnya adalah bahwa alih-alih motor stepper nema17 standar, printer ini akan menggunakan motor 28BYJ-48 murah yang dapat Anda beli dengan harga sekitar $1 (ya, satu dolar untuk motor stepper). Tentu saja saya tahu bahwa itu akan lebih lemah dan kurang akurat daripada motor stepper standar (dalam hal akurasi tidak sesederhana itu, karena sebagian besar motor di printer 3D memiliki 200 langkah per putaran, dan 28BYJ48 memiliki sekitar 2048 langkah per putaran. revolusi atau bahkan lebih tergantung pada bagaimana Anda menggunakannya, tetapi motor itu lebih cenderung kehilangan langkah dan roda gigi di dalamnya bukan yang terbaik, jadi sulit untuk mengatakan apakah mereka lebih atau kurang akurat). Tapi saya percaya bahwa mereka akan melakukannya. Dan pada saat itu Anda mungkin mengatakan menunggu sudah ada printer 3D yang menggunakan motor tersebut, ya saya tahu ada beberapa dari mereka sebenarnya. Yang pertama terkenal adalah Micro by M3D, printer 3D kecil dan sangat indah (saya suka desain sederhana ini). Ada juga ToyRep, Cherry dan mungkin banyak lagi yang saya tidak tahu. Jadi printer dengan motor itu sudah ada tapi yang ingin saya buat berbeda dan lebih seperti cara saya sendiri adalah kode. Sebagian besar orang menggunakan beberapa firmware open source untuk printer 3D tetapi seperti yang Anda ketahui jika Anda melihat proyek drone Ludwik berbasis Arduino saya, saya suka melakukan sesuatu dari awal dan belajar dengan itu, jadi saya ingin membuat kode sendiri untuk printer ini. Saya sudah mengembangkan membaca dan menafsirkan Gcode dari kartu SD, memutar motor sesuai dengan algoritma garis Gcode dan Bresenham. Sebagian besar kode untuk proyek ini sudah siap. Tetapi saat mengujinya, saya perhatikan bahwa motor itu terlalu panas, dan sangat lambat. Tapi saya masih ingin membuatnya jadi saya merancang bingkai untuknya di Fusion360 (Anda dapat menemukan gambarnya di atas). Asumsi lain dalam proyek ini adalah menggunakan transistor sebagai pengganti driver motor stepper. Saya menemukan beberapa keuntungan transistor dibandingkan driver stepper:

1. Mereka lebih murah
2. Lebih sulit untuk memecahkannya, saya sudah mematahkan beberapa driver stepper saat membangun Egg-Bot Terkendali Arduino DIY karena ketika Anda melepaskan motor dari driver saat menjalankannya mungkin akan rusak
3. Driver mudah dikendalikan, Anda dapat menggunakan lebih sedikit pin untuk itu, tetapi saya ingin menggunakan Atmega32, memiliki cukup pin untuk menggunakan transistor sehingga tidak penting bagi saya. (Saya ingin menggunakan atmega32 dalam proyek printer 3D, akhirnya di dotter tidak perlu menggunakannya jadi saya menggunakan Arduino Uno saja).
4. Kebahagiaan jauh lebih besar ketika Anda membuat driver stepper sendiri dengan transistor daripada sekadar membelinya.
5. Mempelajari cara kerjanya dengan bereksperimen, saya menggunakan beberapa transistor di proyek saya sebelumnya, tetapi latihan membuat sempurna dan cara terbaik untuk belajar adalah bereksperimen. BTW bukankah aneh kalau kita tidak tahu bagaimana penemuan terbesar di dunia ini bekerja? Kami menggunakan transistor setiap hari, setiap transistor memiliki jutaan di saku, dan kebanyakan orang tidak tahu cara kerja satu transistor:)

Selama waktu ini saya mendapatkan 2 printer 3D baru dan saat mencetaknya, saya hanya meningkatkan kecepatan pencetakan sepanjang waktu untuk mencetak secepat mungkin. Saya mulai menyadari bahwa printer 3D dengan motor 28BYJ-48 akan menjadi lambat dan mungkin bukan ide yang terbaik. Mungkin saya harus menyadarinya lebih awal, tetapi saya sangat fokus pada kode untuk proyek ini dan mempelajari cara kerja printer 3D, sehingga saya tidak dapat melihatnya. Berkat hal-hal yang saya pelajari dengan membangun hal ini, saya tidak menyesali waktu yang diinvestasikan dalam proyek ini.

Menyerah bukanlah pilihan bagi saya, dan saya memiliki 5 stepper yang tergeletak di sekitar jadi saya mulai memikirkan apa yang dapat saya lakukan dengan bagian-bagian itu. Sambil mengubur barang-barang lama di lemari saya, saya menemukan gambar saya dari sekolah dasar dibuat dengan teknik menggambar titik yang juga disebut Pointillism (Anda dapat melihat gambar saya di atas). Ini bukan karya seni, bahkan tidak bagus:) Tapi saya menyukai ide membuat gambar dari titik-titik ini. Dan di sini saya berpikir tentang sesuatu yang saya dengar sebelumnya, printer dot matrix, di Polandia Anda dapat menemukan printer jenis ini di setiap klinik mereka membuat suara keras yang aneh:D. Jelas bagi saya bahwa pasti ada seseorang yang telah membuat sesuatu seperti ini, dan saya benar Robson Couto sudah membuat printer dot matrix Arduino, tetapi untuk membuatnya Anda harus menemukan komponen sempurna yang mungkin sulit, tetapi kami memiliki 2018 dan pencetakan 3D menjadi semakin populer jadi mengapa tidak membuat versi cetak 3D yang mudah direplikasi, tetapi tetap akan serupa. Jadi saya memutuskan untuk membuatnya besar, atau bahkan BESAR! Untuk membuatnya bisa mencetak di atas kertas besar yang bisa dibeli semua orang - gulungan kertas dari Ikea:) dimensinya: 45cm x 30m. Sempurna!

Beberapa jam merancang dan proyek saya siap untuk dicetak, panjangnya 60 cm sehingga terlalu besar untuk dicetak pada printer standar, jadi saya membaginya menjadi potongan-potongan kecil yang berkat konektor khusus akan mudah dihubungkan. Selain itu kami memiliki kereta untuk spidol, beberapa katrol untuk sabuk GT2, roda karet untuk menahan kertas (juga dicetak 3D dengan filamen TPU). Tetapi karena kami tidak selalu ingin mencetak pada kertas sebesar itu, saya membuat salah satu motor sumbu Y yang dapat digerakkan sehingga Anda dapat dengan mudah menyesuaikannya dengan ukuran kertas. Ada dua motor di sumbu Y dan satu di sumbu X, untuk menggerakkan pena ke atas dan ke bawah saya menggunakan servo mikro. Anda dapat menemukan tautan ke model dan semuanya di langkah selanjutnya.

Kemudian saya mendesain PCB seperti biasa, tetapi kali ini alih-alih membuatnya di rumah, saya memutuskan untuk memesannya di pabrikan profesional, untuk membuatnya sempurna, lebih mudah untuk menyolder dan hanya untuk menghemat waktu, saya mendengar banyak pendapat bagus tentang PCBway jadi saya memutuskan untuk melakukannya. Saya menemukan bahwa mereka memiliki program beasiswa berkat Anda dapat membuat papan Anda secara gratis, saya mengunggah proyek saya ke situs web mereka dan mereka menerimanya! Terima kasih banyak PCBway untuk membuat proyek ini menjadi mungkin:) Papannya sempurna, tetapi alih-alih meletakkan mikrokontroler di papan ini, saya memutuskan untuk membuat pelindung Arduino sehingga saya dapat menggunakannya, juga lebih mudah untuk menyolder karena itu.

Kode dotter ditulis di Arduino, dan untuk mengirim perintah dari komputer ke Dotter saya menggunakan Processing.

Itu mungkin keseluruhan cerita tentang bagaimana proyek ini berkembang, dan bagaimana tampilannya sekarang, selamat jika Anda sampai di sana:)

Jangan khawatir sekarang akan lebih mudah, cukup buat instruksi!

Saya harap Anda menikmati cerita proyek The Dotter ini, jika demikian jangan lupa untuk menyemangatinya.

*pada render di atas Anda dapat melihat X carriage dengan 2 pena, ini adalah desain pertama saya, tetapi saya memutuskan untuk beralih ke versi yang lebih kecil dengan satu pena untuk membuatnya lebih ringan. Tapi versi dengan 2 pulpen bisa menarik karena Anda bisa membuat titik-titik dalam warna yang berbeda, bahkan ada tempat untuk servo kedua di PCB jadi itu sesuatu yang perlu dipertimbangkan untuk dotter V2:)

Langkah 2: Apa yang Kita Butuhkan?

Apa yang kita perlukan untuk proyek ini, itu pertanyaan bagus! Berikut adalah daftar semuanya dengan tautan jika memungkinkan:

1. Bagian cetakan 3D (tautan ke model di langkah berikutnya)
2. Arduino GearBest | BangBagus
3. 28BYJ48 motor stepper (3 di antaranya) GearBest | BangBagus
4. Motor servo mikro GearBest | BangBagus
5. Sabuk GT2 (sekitar 1,5 meter) GearBest | BangBagus
6. Kabel GearBest | BangBagus
7. Bearing GearBest | BangBagus
8. Dua batang aluminium dengan panjang masing-masing sekitar 60 cm

9. Untuk membuat PCB:

   1. PCB jelas (Anda dapat memesan, membuatnya sendiri atau membelinya dari saya, saya memiliki beberapa papan di sekitar Anda dapat membelinya di sini:
   2. Transistor BC639 atau serupa (8 di antaranya) GearBest | BangBagus
   3. Dioda penyearah (8 di antaranya) GearBest | BangBagus
   4. GearBest hijau dan merah LED | BangBagus
   5. Beberapa header break away GearBest | BangBagus
   6. Kit Header Stackable Arduino GearBest | BangBagus
   7. Beberapa resistor GearBest | BangBagus

Mungkin hal yang paling sulit untuk Anda dapatkan adalah komponen cetak 3D, tanyakan kepada teman Anda, di sekolah atau di perpustakaan, mereka mungkin memiliki printer 3D. Jika Anda ingin membelinya, saya dapat merekomendasikan kepada Anda CR10 (tautan untuk membeli), CR10 mini (tautan untuk membeli) atau Anet A8 (tautan untuk membeli).

Langkah 3: Sebesar yang Saya Bisa, Sesederhana Mungkin (Model 3D)

Seperti yang saya katakan sebagian besar dari proyek ini adalah ukuran, saya ingin membuatnya besar dan tetap sederhana pada saat yang sama. Untuk membuatnya seperti ini, saya menghabiskan banyak waktu di Fusion360, untungnya program ini sangat ramah pengguna dan saya suka menggunakannya, jadi itu bukan masalah besar bagi saya. Agar muat di sebagian besar printer 3D, saya membagi rangka utama menjadi 4 bagian yang dapat dengan mudah dihubungkan berkat konektor khusus.

Katrol untuk sabuk GT2 dirancang dengan alat ini (keren, lihat):

Saya menambahkan file DXF dari 2 katrol itu hanya untuk referensi Anda, Anda tidak memerlukannya untuk membuat proyek ini.

Tidak satu pun dari model ini yang memerlukan penyangga, katrol memiliki penyangga bawaan, karena tidak mungkin melepas penyangga dari bagian dalam puli. Model-model itu agak mudah dicetak, tetapi butuh waktu, karena ukurannya cukup besar.

Roda yang akan menggerakkan kertas harus dicetak dengan filamen fleksibel agar lebih baik. Saya membuat pelek untuk roda ini yang harus dicetak dengan PLA dan pada roda ini Anda dapat meletakkan roda karet.

Langkah 4: Perakitan

Itu langkah yang mudah tetapi juga sangat menyenangkan. Yang perlu Anda lakukan adalah menghubungkan semua bagian yang dicetak 3D bersama-sama, menempatkan motor dan servo pada tempatnya. Pada akhirnya Anda harus meletakkan batang aluminium di bingkai cetak 3D dengan kereta di atasnya.

Saya mencetak sekrup di bagian belakang dudukan motor Y yang dapat digerakkan untuk menahannya tetapi ternyata bagian bawah bingkai terlalu lunak dan melengkung ketika Anda mengencangkan sekrup. Jadi, alih-alih sekrup ini, saya menggunakan karet gelang untuk menahan bagian ini di tempatnya. Itu bukan cara paling profesional untuk membuat ini, tetapi setidaknya itu berhasil:)

Anda dapat melihat ukuran pena yang saya gunakan untuk proyek ini (atau mungkin lebih seperti spidol). Anda harus menggunakan ukuran yang sama atau sedekat mungkin, untuk membuatnya bekerja sempurna dengan kereta X. Anda juga harus memasang kerah pada pena untuk membiarkan servo bergerak ke atas dan ke bawah, Anda dapat memperbaikinya dengan mengencangkan sekrup di samping.

Tidak banyak yang bisa dijelaskan, jadi lihat saja foto-foto di atas dan jika Anda perlu tahu lebih banyak, tinggalkan komentar di bawah!

Langkah 5: Skema Elektronik

Di atas Anda dapat menemukan skema elektronik untuk proyek ini jika Anda ingin membeli PCB atau membuatnya tidak perlu khawatir tentang skema, jika Anda ingin menghubungkannya pada papan tempat memotong roti, Anda dapat menggunakan skema ini untuk melakukannya. Saya tahu Anda bahwa itu akan sangat berantakan di papan tempat memotong roti ini, ada banyak koneksi dan komponen kecil jadi jika Anda bisa, menggunakan PCB adalah pilihan yang jauh lebih baik. Jika Anda memiliki masalah dengan PCB, atau proyek Anda tidak berfungsi, Anda dapat memecahkan masalah dengan skema ini. Anda dapat menemukan file. SCH di langkah berikutnya.

Langkah 6: PCB Sebagai Pro

Itu mungkin bagian terbaik dari proyek ini bagi saya. Saya membuat banyak PCB di rumah, tetapi tidak pernah mencoba memesannya di pabrikan profesional. Itu adalah keputusan yang bagus, menghemat banyak waktu, dan papan itu jauh lebih baik, mereka memiliki topeng solder, mereka lebih mudah disolder, terlihat lebih baik dan jika Anda ingin membuat sesuatu yang ingin Anda jual, tidak mungkin Anda akan membuat PCB di rumah jadi saya selangkah lebih dekat untuk menciptakan sesuatu yang akan dapat saya hasilkan di masa depan, setidaknya saya tahu cara membuat dan memesan PCB. Anda dapat menikmati foto-foto indah dari papan tersebut di atas, dan ini tautan ke PCBWay.com

Saya memiliki beberapa papan cadangan jadi jika Anda ingin membelinya dari saya, Anda dapat membelinya di tindie:

Langkah 7: Menyolder, Menghubungkan…

Kami memiliki PCB yang bagus tetapi untuk membuatnya berfungsi, kami harus menyolder komponen di atasnya. Jangan khawatir itu sangat mudah! Saya hanya menggunakan komponen THT sehingga tidak ada penyolderan yang super presisi. Komponen besar dan mudah disolder. Mereka juga mudah dibeli di toko elektronik mana pun. Karena PCB ini hanya shield jadi tidak perlu menyolder mikrokontroler, kita tinggal sambungkan shield ke board Arduino.

Jika Anda tidak ingin membuat PCB, Anda dapat menemukan skema di atas dengan semua koneksi. Saya tidak menyarankan menghubungkan ini di papan tempat memotong roti, itu akan terlihat sangat berantakan, ada banyak kabel. PCB jauh lebih profesional dan cara yang lebih aman untuk melakukan ini. Tetapi jika Anda tidak memiliki pilihan lain, menghubungkan di papan tempat memotong roti lebih baik daripada tidak terhubung sama sekali.

Ketika semua komponen disolder pada PCB, kita dapat menghubungkan motor dan servo ke sana. Dan mari kita melompat ke langkah berikutnya! Tapi sebelum itu, berhentilah sejenak dan lihatlah PCB yang indah ini dengan semua komponen di dalamnya, saya sangat menyukai tampilan sirkuit elektronik itu! Oke, mari kita lanjutkan:)

Langkah 8: Kode Arduino

Ketika perisai siap, semuanya terhubung dan dirakit, kami dapat mengunggah kode ke Arduino. Anda tidak perlu menghubungkan perisai ke Arduino pada langkah ini. Anda dapat menemukan program dalam lampiran di bawah ini. Berikut adalah penjelasan singkat tentang cara kerjanya:

Itu mendapat data dari monitor serial (kode pemrosesan) dan setiap kali ada 1 itu membuat titik ketika ada 0 tidak. Setelah setiap data diterima itu bergerak untuk beberapa langkah. Ketika sinyal garis baru diterima, ia kembali ke posisi awal, pindahkan kertas pada sumbu Y dan buat garis baru. Itu adalah program yang sangat sederhana, jika Anda tidak mengerti cara kerjanya, jangan khawatir, cukup unggah ke Arduino Anda dan itu akan berhasil!

Langkah 9: Memproses Kode

Kode pemrosesan membaca gambar dan mengirimkan data ke Arduino. Gambar harus ukuran tertentu untuk membuatnya di atas kertas. Bagi saya ukuran maksimal untuk kertas A4 adalah sekitar 80 titik x 50 titik. Jika Anda mengubah langkah per putaran, Anda akan mendapatkan lebih banyak titik per baris tetapi juga waktu pencetakan yang jauh lebih besar. Tidak banyak tombol dalam program ini, saya tidak ingin membuatnya indah, itu hanya berfungsi. Jika Anda ingin meningkatkannya, jangan ragu untuk melakukannya!

Langkah 10: Awalnya Ada Titik

Tes terakhir dari Dotter!

Titik titik titik…..

Puluhan titik kemudian terjadi kesalahan! Apa tepatnya? Sepertinya Arduino mereset sendiri dan lupa jumlah langkahnya. Ini dimulai dengan sangat baik tetapi pada titik tertentu kami memiliki masalah. Apa yang bisa salah? Dua hari debugging kemudian saya menemukan solusi untuk itu. Itu agak sederhana dan jelas tetapi saya tidak memikirkannya di awal. Apa itu? Kita akan tahu di langkah selanjutnya.

Langkah 11: Kegagalan Bukanlah Pilihan, Ini Bagian dari Proses

Aku benci menyerah, jadi aku tidak pernah melakukan itu. Saya mulai mencari solusi untuk masalah saya. Saat melepas kabel dari Arduino saya akhir-akhir ini di malam hari saya merasa sangat panas. Kemudian saya menyadari apa masalahnya. Karena saya membiarkan motor sumbu Y dihidupkan (pada kumparan motor itu) stabilizer linier pada Arduino saya menjadi sangat panas karena arus konstan yang cukup besar. Apa solusi untuk itu? Matikan saja kumparan itu saat kita tidak membutuhkannya. Solusi super sederhana untuk masalah ini, itu bagus dan saya kembali ke jalur untuk menyelesaikan proyek ini!

Langkah 12: Kemenangan

Apakah itu kemenangan? Proyek saya berhasil, akhirnya! Butuh banyak waktu bagi saya, tetapi akhirnya proyek saya siap, bekerja seperti yang saya inginkan. Sekarang saya merasakan kebahagiaan murni karena menyelesaikan proyek ini! Anda dapat melihat beberapa gambar yang saya cetak di atasnya! Ada banyak lagi yang harus dicetak, jadi pantau terus untuk melihat beberapa pembaruan tentang itu.

Langkah 13: Akhir, atau Awal?

Itulah akhir dari instruksi pembangunan tetapi bukan akhir dari proyek ini! Ini adalah open source, semua yang saya bagikan di sini dapat Anda gunakan untuk membangun hal ini, jika Anda akan menambahkan peningkatan, jangan ragu untuk membagikannya, tetapi ingat untuk meletakkan tautan ke instruksi ini juga beri tahu saya bahwa Anda meningkatkan proyek saya:) Itu akan keren jika seseorang akan melakukan itu. Mungkin suatu hari nanti jika saya akan menemukan waktu untuk itu saya akan memperbaikinya dan memposting Dotter V2 tetapi saat ini saya tidak yakin.

Jangan lupa ikuti saya di instruksi jika Anda ingin mengetahui proyek saya, Anda juga dapat berlangganan saluran YouTube saya karena saya memposting di sini beberapa video keren tentang membuat dan tidak hanya:

goo.gl/x6Y32E

dan ini akun media sosial saya:

Facebook:

Instagram:

Twitter:

Terima kasih banyak telah membaca, semoga hari Anda menyenangkan!

Selamat membuat!

P. S.

Jika Anda benar-benar menyukai proyek saya, silakan pilih dalam kontes:D

Runner Up dalam Tantangan Epilog 9

Juara Kedua dalam Kontes Arduino 2017