Oprema za slaganje fokusa za jednostavno sastavljanje: 11 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Preinačeni dijelovi 3D pisača i softver FastStacker temeljen na Arduinu omogućuju jednostavnu i jeftinu izradu kompletne opreme za slaganje fokusa

Sergey Mashchenko (Pulsar124) napravio je veliki posao u razvoju i dokumentiranju DIY Arduino šina za slaganje fokusa kako je opisano na njegovoj wiki (https://pulsar124.fandom.com/wiki/Fast_Stacker). Mnogi su ljudi izgradili njegov projekt, a kako bilježi na svojoj wiki, o njegovom projektu se raspravljalo na relevantnim forumima. Nedavno sam i sam dovršio verziju ove gradnje dok dokumentiram u komentaru na njegovu wiki. Napravio sam kontroler prema dizajnu Pulsar124 koristeći Arduino, tipkovnicu, upravljački program koraka i LCD zaslon Nokia 5110. Bilo je uključeno mnogo lemljenja, a stari LCD zaslon bio je vrlo problematičan. Forumi su pokazali da i drugi imaju problema s LCD -om. Softver projekta Pulsar124 je vrlo lijep. To je zrelo i puno mogućnosti i htio sam olakšati izgradnju sustava koji ga koristi. Portirao sam njegov softver za rad na upravljačkoj platformi 3D pisača koja se sastoji od Arduino mega, RAMPS 1.4 štita i LCD ploče s punim grafičkim pametnim kontrolerom sa pripadajućim kablovima. Ovdje dajem tom softveru upute za sastavljanje kontrolera slagača na kojem radi. Za samu tračnicu, umjesto da počnem s komercijalnom Velbon šinom kao u izvornom projektu, dizajnirao sam jednostavnu tračnicu temeljenu na 3D pisaču koju ovdje i dokumentiram. Ne preuzimam odgovornost za ovaj kôd ili dizajn ako netko pokvari svoju kameru ili bilo što drugo.

Pribor

Kontroler slagača

Sljedeći se dijelovi prodaju vrlo jeftino zajedno kao "komplet 3D pisača" ili "komplet RAMPS", ali ih možete kupiti pojedinačno ili ih ukloniti s nekorištenog 3D pisača.

• Arduino mega
• RAMPS 1.4
• 1 vozač koraka (kompleti obično dolaze s najmanje 4)
• Puni grafički LCD zaslon pametnog kontrolera s pločom za povezivanje i vrpčnim kabelima. Ako kupujete, odaberite onu s ugrađenim potenciometrom za kontrolu razine pozadinskog osvjetljenja.
• prespojnici zaglavlja za konfiguriranje upravljačkog programa koraka
• krajnji prekidači u stilu repRap i povezani kabeli

Također je potrebno za kontroler:

• 4x4 prekidač tipkovnica
• dijelovi razdjelnika napona
  • 150K otpornik
  • Otpor 390K
  • 0,1 uf kondenzator
  • 2 pojedinačna igla zaglavlja (opcija)

• Dijelovi ploče releja sučelja kamere

  • 2 releja od trske- zavojnica 10ma, ugrađene u snubber diode
  • 1/8 "fono utičnica
  • 3 -pinsko 0,1 "zaglavlje
• 6-ćelijska AA baterija s NiMH punjivim baterijama za rad na baterije
• Opskrba zidnim bradavicama s nominalnim naponom od 9 VDC za rad na izmjeničnu struju
• Kratkospojne žice ili žice/pinovi/kućišta pinova konektora za povezivanje tipkovnice i RAMPS zaglavlja. Potrebna je 8-pinska do 2 X 4-pinska veza.
• Žice ili kabel za spajanje krajnjih prekidača na RAMPS zaglavlje. Koristio sam kabele isporučene s krajnjim prekidačima u RAMPS kompletu, produžujući ih kako je dolje opisano.
• Kabel za spajanje koraka na RAMPS zaglavlje. Koristio sam 59 -inčni koračni kabel iz Amazona.

• Ručni kabel za upravljanje zatvaračem kamere koji radi s vašim tipom fotoaparata- pronađite na ebayu ili Amazonu za par dolara. Odrežite i odbacite ručni gumb s gumbom i zadržite kabel i priključak koji su specifični za vaš fotoaparat.

Fokusna tračnica

• 3D ispisani komadi pomoću isporučenih STL datoteka- kraj motora, kraj i sanjke.
• Koračni motor NEMA 17 s prikazanim vijkom T8 od 300 mm ili prema vašoj duljini. Ako vodeći vijak nije integriran, spojnicom spojite steper s olovnim vijkom
• Mesingana matica za olovni vijak - obična ili s oprugom protiv zazora
• 4 ležaja LM8U
• 2 čelične šipke od 8 mm dužine 340 mm ili veličine do vašeg vijka
• Osnovna ploča 100 mm x 355 mm (ili odgovarajuće duljine) Koristio sam komad aluminijskog materijala veličine 4 "x 14" s očišćenom površinom. Moguće su mnoge druge osnovne opcije.
• Vijci za pričvršćivanje krajnjih komada na podlogu - koristio sam 1/4-20
• Matice/vijci za pričvršćivanje krajnjih prekidača - 4-40 ili 3 mm
• Granični prekidači u stilu RepRap. Kompleti RAMPS često dolaze s 3 ili 4 takva. Standardni mikroprekidači također se mogu koristiti s uzorcima rupa na završnim dijelovima koji prihvaćaju bilo koje.

• Slijedeći redoslijed odozgo prema dolje, počevši od fotoaparata, korišten je za postavljanje fotoaparata na tračničke saonice

  • 50 mm univerzalna ploča za brze cipele s 1/4 vijka, odgovara Arca-Swiss standardu (montira se na kameru)
  • 200 mm Nodalna klizna ploča za fokusiranje sa kliznom stezaljkom za Arca nosač (prihvaća ploču gore)
  • 50 mm Arca Swiss stezaljka, stezaljka za brzo otpuštanje, odgovara ploči u stilu Arca (montira kliznu čvornu ploču na sanjke)
• Zip kravate, 4"

Korak 1: RAMPS i Arduino

Na slici je prikazan jedan od tipičnih RAMPS kompleta.

Softver za ovu verziju je ovdje:

Instalirajte softver FastStacker na mega ploču. Prije sastavljanja i prijenosa softvera Faststacker na ploču, upotrijebite Arduino IDE upravitelj knjižnice za instaliranje grafičke biblioteke u8g2lib u svoje Arduino okruženje. Ako koristite drugu šinu, granične sklopke itd., Za savjet o prilagodbi pogledajte izvornu Wiki verziju.

Instalirajte sva tri kratkospojnika na mjesto pokretača X koračnog motora RAMPS -a kao što je prikazano na slici, a zatim instalirajte upravljački program koračnog motora na ovo mjesto. Ovo se konfigurira za 16 mikrokoraka. Uključite RAMPS štit u Arduino mega. Spojite grafički LCD na RAMPS pomoću kartice sučelja i vrpčnih kabela isporučenih s LCD -om pazeći na oznake na priključcima na svakom kraju. Imajte na umu da ovaj LCD ne podržava programsku kontrolu pozadinskog osvjetljenja pa je ta funkcija isključena u softverskom priključku.

U sljedećim koracima vrši se više povezivanja s RAMPS pločom uključivanjem u različita zaglavlja. Dijagram RAMPS ploče sažima ove veze radi upućivanja s daljnjim pojedinostima u kasnijim koracima.

Korak 2: Razdjelnik napona

Regulator slagača uključuje funkcionalnost za nadzor napona baterije (ili bilo kojeg drugog ulaznog izvora napajanja). Razdjelnik napona formiran je od 2 otpornika i kondenzatora za suzbijanje buke od 0,1 uf prema izvornom dizajnu. U ovoj je izvedbi razdjelnik napona uključen u pinove inače neupotrebljenog y koračnog zaglavlja. Za mjerenja se koristi mega napon napona 2,56 V mega.

Dva razdjelna otpornika u originalnoj projektnoj dokumentaciji i kodu nazivaju se R3 i R4, a to nastavljamo ovdje. Pretpostavimo da je R3 izravno spojen na "+" baterije (Y pin zaglavlja 16), a R4 spojen na masu (Y zaglavlje Y 9), omjer razdjelnika je R4/(R3+R4). Ova konstrukcija pretpostavlja nominalni ulaz raspon napona od 6,9V do 9V. Kada radi od baterija, koristi 6 AA NiMH punjivih baterija. Kada radi iz AC -a, koristi 9V nominalnu zidnu bradavicu. Skalirat ćemo 9,2 V do 2,56 V ovim otpornicima: R4 = 150K, R3 = 390K.

Izgradite razdjelnik napona kako je prikazano. Igle nisu strogo potrebne, kabele otpornika možete priključiti izravno u zaglavlje. No, vodiči na otpornicima koje sam imao činili su se malim i bojao sam se da ne bi mogli ostati pouzdano umetnuti, pa sam dodao pinove. Nisam siguran da je kondenzator doista potreban- čini se da radi bez, kao što je prikazano na slici minimalističke verzije razdjelnika pomoću jednog spoja za lemljenje.

Uključite razdjelnik u zaglavlje Y-koraka na RAMPS-u na sljedeći način i kao što je prikazano na slici:

Pin 16 (Vcc)- slobodni provodnik od 390K otpornika.

Pin 9 (gnd) - slobodni vodič 150K otpornika

Pin 8 (omogućavanje Y koraka, arduino A7)- slavina razdjelnika napona

Korak 3: Tipkovnica

Prikazane su 2 vrste uobičajeno dostupnih tipkovnica. Datoteka stacker.h uključuje mapiranje ključeva za oboje s crno/bijelom jedinicom prema zadanim postavkama. Umjesto toga, uklonite komentar s drugog preslikavanja ako koristite jedno od crvenih/plavih membrana. Pogledajte izvornu projektnu dokumentaciju ako je vaša drugačija.

Ako imate problema s tim da neki ključevi ne rade, ali ne i cijeli redak ili stupac, a koristite jednu od crno-bijelih jedinica, izmjerite otpor veza redaka i stupaca za sve tipke. Tipkovnice u crno-bijelom stilu koriste neku vrstu ispisanih ugljikovih tragova na ploči unutar koje uzrokuju neke veze stupaca redaka s visokim otporom zbog čega neke tipke ne reagiraju kada se koriste s nekim platformama, npr. Arduino pro mini.

Tipkovnica ima 8 -polni konektor. 4 od ovih pinova spajaju se na jedno zaglavlje na RAMPS -u, a druga 4 na drugo zaglavlje. Napravio sam 8 pin na dual 4 pin ribbon kabel za obje vrste tipkovnice kako je prikazano na slikama. Isti su, osim spola pinova koji se povezuju s tipkovnicom. Koristim kućišta za pin i presovanje na muškim i ženskim iglama zajedno sa žicom i alatom za prešanje za izradu kabela, ali mogu se koristiti kratkospojne žice ili druge unaprijed uvijene opcije. Ovaj video iz Pololua prikazuje mnoge mogućnosti proizvoda za izradu ovih vrsta kabela: https://www.pololu.com/category/39/cables-and-wir…. Kratkospojne žice prikazanog tipa jednostavna su opcija.

Pomoću kabela povežite tipkovnicu s RAMPS -om prema slikama i na sljedeći način (numeriranje pinova tipkovnice dano ispod pretpostavlja da je pin 1 lijevo kada gledate s prednje strane tipkovnice, pin 8 desno):

pinovi tipkovnice 1-4 spajaju se na RAMPS Servo zaglavlje, pinovi su poredani, slijeva nadesno, počevši od pina najbližeg gumbu za resetiranje. To se povezuje na sljedeći način:

tipkovnica 1- D11

tipkovnica 2- D6

tipkovnica 3- D5

tipkovnica 4- D4

pinovi tipkovnice 5-8 spajaju se na RAMPS endstop zaglavlje i povezuju se na sljedeći način:

tipkovnica 5- Ymin- D14

tipkovnica 6- Ymax- D15

tipkovnica 7- Zmin - D18

tipkovnica 8, Zmax- D19

Korak 4: Sučelje kamere

Mala ploča s 2 releja od trske, 3-pinskim zaglavljem i 1/8 audio utičnicom djeluje kao sučelje između RAMPS-a i kamere. Predlažem korištenje releja s ugrađenim zaštitnim diodama. Dodajte svoje, ako ne Odaberite onaj za čije aktiviranje nije potrebno više od 10 mA (zavojnica od 500 ohma). Slučajno sam imao neke releje Gordos 831A-4 koje sam koristio, ali, na primjer, DigiKey ima Littlefuse #HE721A0510, broj dijela Digi ključa HE101-ND to izgleda prikladno. Prikazana je shema.

Kabel se izrađuje od ručnog upravljanja zatvaračem isjecanjem i bacanjem kontrole gumba nakon što se primijeti koje su žice AF, okidač i uobičajene. Ovaj kabel je spojen na 1/8 audio utikač koji se uključuje u utičnicu na relejnoj ploči.

Relejna ploča povezuje se s RAMPS -om kratkim 3 -žičnim servo kabelom kao što je prikazano. Možete koristiti standardni servo kabel, koristiti kratkospojnike ili ih sami izraditi. Relejna ploča sučelja kamere priključuje se na AUX-2 zaglavlje RAMPS ploče, čineći sljedeće veze-

Aux 2, pin 8- GND

Aux 2, pin 7- AF- D63

Aux 2, pin 6 - zatvarač- D40

Eksperimentirao sam s korištenjem relejnog modula za ovu funkciju kako bih izbjegao potrebu za izgradnjom ploče, ali općenito dostupan modul koji sam pokušao trošio je previše struje iz 5V šine.

Korak 5: Stepper veza

Ukopčajte koračni kabel u zaglavlje koraka X. Koristio sam 59 -inčni produžni kabel s korakom kao što je prikazano na 2. slici. Ako se steper okreće u pogrešnom smjeru, preokrenite steperski priključak priključen na RAMPS ploču.

Korak 6: Granični prekidači

Softver FastStacker ne pravi razliku između dva krajnja zaustavljanja i nije ga briga koji je pogođen. RAMPS softver za slaganje konfiguriran je tako da može raditi izravno s 2 standardna krajnja prekidača repRap i s njima povezanim kabelima koji se priključuju na položaje zaglavlja Xmin i Xmax na RAMPS -u. Slika prikazuje gdje se oni priključuju. U ovoj konfiguraciji, svaki krajnji prekidač na tračnici spojen je s +5V, GND, a za svaki krajnji prekidač vodi se pojedinačna signalna žica. Softver ILI dva ulaza zajedno. To omogućuje laku ponovnu uporabu kabela koji se isporučuju s RAMPS kompletom i dopušta da LED indikatori na završnim pločama repRap svijetle kad se aktiviraju zaustavljanja. Signalne linije dvaju prekidača repRap ne mogu se spojiti zajedno kada ploče primaju +5, ako jesu, aktiviranje jedne, a druge ne kratice +5 do GND. Napravio sam kabelski svežanj prikazan od izvornih kabela, šaljući jedan par napajanja prekidačima, ali zadržavajući njihove pojedinačne signalne žice i produžujući sve žice. Ovo još uvijek koristi 4 žice u prolazu između regulatora i tračnice.

Jednostavniji pristup samo koristi 2 žice- GND i bilo koju od Xmin ili Xmax zaglavlja zaglavlja koja se izvode do dva normalno otvorena prekidača, koji su ožičeni paralelno. Ako se aktivira prekidna sklopka, signalni vod se povlači na masu. Manje žica, ali nema LED osvjetljenja kada se aktivira prekidač.

Uzorci rupa na završnim dijelovima tračnice također podržavaju mikroprekidače standardne veličine (ne mini kao na repRap pločama). U tom slučaju koristite dvožičnu konfiguraciju.

Korak 7: Power and Bench Test

Primijenite nominalno 7-9 V na priključak za napajanje RAMPS-a. Napomena na slici koristi se skup terminala na priključku za napajanje. Ovo je skup Vcc ulaza male snage, a ne ulaza velike snage koji pokreću RAMPS MOSFET -ove. Sustav bi se trebao pokrenuti i reći vam da pritisnete bilo koju tipku za početak kalibracije. Kad to učinite, steper će se početi okretati. Neka to učini nekoliko sekundi, a zatim aktivirajte jedan od krajnjih prekidača. Motor bi trebao krenuti unatrag. Pustite ga da radi nekoliko 10 sekundi, a zatim ponovno pritisnite krajnji prekidač. Motor će se ponovno vratiti i premjestiti se u položaj za koji misli da je 4 mm. U ovom trenutku prođite kroz rad različitih tipki na tipkovnici, pozivajući se na izvornu projektnu dokumentaciju, kako biste bili sigurni da su sve tipke ispravno pročitane. Imajte na umu da funkcija upravljanja pozadinskim osvjetljenjem iz izvornog projekta nije podržana na ovom sustavu- LCD je ne podržava. Pokrenite neke hrpe i osluškujte klik releja koji se aktiviraju, a kad se sve učini dobro, provjerite sučelje na kameri. To bi trebalo biti to za elektroniku.

Korak 8: Željeznica

Tri 3D ispisa jednostavni su za ispis i nisu potrebni fini slojevi- koristio sam.28 mm. Ide zajedno kao na slikama. Imajte na umu da neke slike u ovom Uputu prikazuju prethodnu iteraciju dizajna tračnica prije nego što sam premjestio prekidače za zaustavljanje s vrha krajnjih dijelova na unutrašnjost krajnjih dijelova. Na saonicama se nalazi ili matica protiv zazora kako je prikazano, ili standardna matica. Počnite s kraja motora, pričvršćujući motor i krajnji graničnik, dodajte tračnice, zatim gurnite sanjke i ručno zakrenite vijak za uvlačenje na maticu. Gurnite krajnji dio na tračnice, dodajte patentne zatvarače i montaža je u velikoj mjeri gotova, osim pričvršćivanjem vijcima na bilo koju podlogu koju odaberete. Postoji mnogo mogućnosti za bazu. Aluminijska ploča koju sam koristio jaka je i lako se kucka za montažu na stativ. Druge su mogućnosti ekstruzija aluminija ili drva.

Korak 9: Ograđivanje

Postoji mnogo mogućih načina pakiranja elektronike prikazane na prvoj slici. Na Thingiverseu postoji mnogo dizajna za kutije koje sadrže RAMPS/mega/LCD kombinaciju što bi moglo biti početak za 3D tiskanu verziju. Koristio sam laser za izradu kutije u stilu akrilne konzole prema dizajnu danom u priloženoj SVG datoteci. Okvir je izrađen pomoću Boxes.py i uzorci rupa dodani su u Lightburnu. Namijenjen je materijalu od 2,8 mm. Dizajnirao sam kutiju tako da drži bateriju iza elektronike i izvodio izlaznu žicu kroz otvor na stražnjoj strani. Poklopac sa šarkama omogućuje jednostavno vađenje baterije. Ulazna utičnica za sustav dovodi se do rupe na stražnjoj strani kutije gdje se super lijepi. Kada radi iz baterije, kabel baterije je priključen u utičnicu kao što je prikazano. Adapter za izmjeničnu struju priključuje se u istu utičnicu kada radi iz izmjenične struje. Baterija se može puniti bez vađenja iz kutije kao što je prikazano na slici.

Korak 10: Operacija

Ovdje vas vraćam na izvrsni korisnički vodič za Pulsar124: https://pulsar124.fandom.com/wiki/User_guide. Napravio sam laminiranu varalicu kako je prikazano kako bi mi pomogao zapamtiti naredbe tipkovnice dok ih nisam upoznao. Kao što je ranije spomenuto, LCD ne podržava kontrolu pozadinskog osvjetljenja, pa naredba #-4 ne radi.

Pogledajte priloženi video za vrlo brzu demonstraciju nekih osnovnih operacija.

Korak 11: Izradite bilješke i misli

Luka je započela s FastStacker V1.16. To je uglavnom zato što je to verzija koju sam koristio za svoju pro-mini verziju. To je bilo zato što nisam mogao namjestiti V1.17 da stane na pro-mini i nisam baš mario za mogućnost upravljanja teleskopom od 1,17. Na mega uređaju ova verzija, koju sam nazvao 1.16a, zauzima manje od 20% memorije, pa ima dovoljno mjesta za V1.17 i više. RAMPS priključak uključivao je preslikavanje pinova i zamjenu starog upravljačkog programa LCD -a grafičkim upravljačkim programom u8g2lib. Veći LCD zaslon pružio je luksuz dodatnih znakova koje sam koristio za oznake, poruke i jedinice postojećeg korisničkog sučelja kako bih ga učinio malo pristupačnijim povremenim korisnicima. Kao što je navedeno, LCD ne podržava programsko upravljanje pozadinskim osvjetljenjem, pa je ta naredba isključena. Napravio sam neke promjene u području nadzora napona, koristeći internu referencu napona i dodajući još jednu konstantu kritičnog graničnog napona koja se koristi za provjeru niskog napona prije isključivanja tračnice. Također sam ciljao dizajn da radi iz 6 ćelija, a ne 8 kao u izvornoj verziji. Šest ćelija je učinkovitije, zauzimaju manje prostora i smanjuju stres na 5V regulatoru na mega uređaju bez utjecaja na tjelesne performanse. Koristio sam zvučni signal na LCD -u za kratki zvučni signal pri prikazivanju jedne od poruka o pogrešci. Ostavio sam zadani broj zazora na 0,2 mm kao što je bio izvorno, iako sumnjam da je manji s maticom protiv zazora, ali ga nisam pokušao izmjeriti. Ako onemogućite kompenzaciju zazora i radite pod velikim kutom, isključite uštedu energije kako biste bili sigurni da ćete zadržati položaj. Jedna značajka koju bih želio biti u softveru je tipkovnička kontrola smjera kompenzacije zazora (bez mijenjanja smjera rada tračnice pomoću naredbe *-1). To bi se moglo preslikati u neiskorišteni pritisak na tipku za upravljanje pozadinskim osvjetljenjem. Ovisno o usmjerenju rada, nisam siguran da je trenutni smjer kompenzacije uvijek točan, tj. Da uvijek možete pretpostaviti da su sanjke koje se odmiču od motora uvijek smjer koji ne treba kompenzaciju. Pretpostavljam da to doista nije važno za velike hrpe. Kôd je konfiguriran za 16 mcrostepa. Postojala je konstanta u kodu koji se koristi za provjeru razumnih #okvira za hrpe od 1pt koje sam definirao u slagaču.h kao RAIL_LENGTH i postavio na 180 što je približni raspon putovanja za ovu tračnicu. Promijenite ako je vaša tračnica drugačija.

Ova platforma nudi i druge dodatne mogućnosti osim memorije koje ova izgradnja ne dodiruje. Grafičke mogućnosti LCD -a mogu se koristiti za više od crtanja indikatora SOC baterije. Gumb optičkog kodera je primamljiv i pokušao sam ga integrirati u projekt. Našao sam dobar upravljački program, integrirao ga u gradnju i glavnu petlju, te pokušao izigrati softver tako da je pomislio da su tipke "1" i "A" pritisnute pri okretanju gumba. Nekako je funkcioniralo, ali je bilo trzavo i nije pružalo nikakve korisne sposobnosti pa sam ga izvukao. Na RAMPS ploči postoji nekoliko neiskorištenih upravljačkih mjesta koračnih upravljača koji bi se mogli koristiti za upravljanje dodatnim steperima, ako je to od koristi.

Kontroleri za 3D pisače poput RAMPS -a pružaju sjajna polazišta za ovakve verzije i nadam se da će još nekoliko ljudi imati koristi od Pulsar124 -ovog cool softvera koji se nalazi na ovoj platformi koja se lako integrira.