Oprema za slaganje fokusa za jednostavno sastavljanje: 11 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Prenamijenjeni dijelovi 3D pisača i softver FastStacker zasnovan na Arduinu omogućavaju jednostavnu i jeftinu izradu kompletne opreme za slaganje fokusa

Sergey Mashchenko (Pulsar124) je napravio veliki posao u razvoju i dokumentovanju DIY Arduino šina za slaganje fokusa, kako je opisano na njegovoj wiki (https://pulsar124.fandom.com/wiki/Fast_Stacker). Mnogi ljudi su izgradili njegov projekt, a kako bilježi na svojoj wiki, o njegovom projektu se raspravljalo na relevantnim forumima. Nedavno sam lično dovršio verziju ove verzije koju dokumentujem u komentaru na njegovoj wiki. Napravio sam kontroler po dizajnu Pulsar124 koristeći Arduino, tastaturu, upravljački program koraka i Nokia 5110 LCD ekran. Bilo je uključeno mnogo lemljenja, a stari LCD ekran bio je vrlo problematičan. Forumi su pokazali da i drugi imaju problema sa LCD -om. Softver projekta Pulsar124 je veoma lijep. Zreo je i sa svim funkcijama i želio sam olakšati izgradnju sistema koji ga koristi. Portirao sam njegov softver za rad na platformi za kontrolu 3D štampača koja se sastoji od Arduino mega, RAMPS 1.4 ekrana i LCD ekrana sa potpunom grafičkom kontrolom sa povezanim kablovima. Ovdje dajem tom softveru upute za sastavljanje kontrolera slagača na kojem radi. Za samu šinu, umjesto da počnem sa komercijalnom Velbon šinom kao u originalnom projektu, dizajnirao sam jednostavnu šinu zasnovanu na 3D štampaču koju ovdje i dokumentujem. Ne preuzimam odgovornost za ovaj kod ili dizajn ako neko pokvari kameru ili bilo šta drugo.

Supplies

Kontroler slagača

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

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

Za kontroler je potrebno i:

• 4x4 preklopna tastatura
• dijelovi razdjelnika napona
  • 150K otpornik
  • 390K otpornik
  • 0,1 uf kondenzator
  • 2 pojedinačna igla zaglavlja (opcionalno)

• Dijelovi ploče releja sučelja kamere

  • 2 releja od trske- zavojnica od 10 mA, ugrađene u snuber diode
  • 1/8 "fono priključak
  • 3 -pinsko 0,1 "zaglavlje
• 6-ćelijska AA baterija sa NiMH punjivim baterijama za rad na baterije
• Napajanje zidnih bradavica isporučuje nominalnih 9VDC za rad na naizmjeničnu struju
• Kratkospojne žice ili žice/pinovi/kućišta pinova konektora za povezivanje između tastature 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 taster i zadržite kabl i konektor specifične za vaš fotoaparat.

Focus Rail

• 3D štampani komadi koristeći isporučene STL datoteke- kraj motora, kraj i sanjke.
• NEMA 17 koračni motor s prikazanim T8 vodilicom od 300 mm ili prema vašoj dužini. Ako vodeći vijak nije integriran, spojnicom spojite steper na vijak
• Mesingana matica za olovni vijak - obična ili sa 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 od 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 komada. Standardni mikroprekidači se također mogu koristiti s uzorcima rupa na završnim komadima koji prihvaćaju bilo koje od njih.

• Sljedeći redoslijed odozgo prema dolje, počevši od kamere, korišten je za postavljanje fotoaparata na šine

  • Univerzalna ploča za brze cipele od 50 mm sa 1/4 vijka, odgovara Arca-Swiss standardu (montira se na kameru)
  • 200 mm Nodalna klizna šinska ploča za fokusiranje sa stezaljkom za brzo otpuštanje za Arca nosač (prihvata 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 učitavanja softvera Faststacker na ploču, upotrijebite Arduino IDE upravitelj biblioteke da instalirate grafičku biblioteku u8g2lib u svoje Arduino okruženje. Ako koristite drugu šinu, granične sklopke itd., Pogledajte savjet o prilagođavanju na izvornoj Wiki verziji.

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. Povežite grafički LCD s RAMPS -om pomoću kartice za sučelje i vrpčnih kabela isporučenih s LCD -om pazeći na oznake na konektorima na svakom kraju. Imajte na umu da ovaj LCD ne podržava programsku kontrolu pozadinskog osvjetljenja pa je ta funkcija isključena u softverskom portu.

U sljedećim koracima se na RAMPS ploču vrši više povezivanja povezivanjem u različita zaglavlja. Dijagram RAMPS ploče sažima ove veze radi upućivanja s daljnjim detaljima u kasnijim koracima.

Korak 2: Razdjelnik napona

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

Dva razdjelna otpornika u originalnoj projektnoj dokumentaciji i kodu nazivaju se R3 i R4, a to nastavljamo ovdje. Pod pretpostavkom da je R3 onaj koji je direktno spojen na "+" baterije (Y pin zaglavlja 16), a R4 je spojen na masu (Y zaglavlje zaglavlja 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 naizmjenične struje, koristi nominalnu zidnu bradavicu od 9V. Skalirat ćemo 9,2 V do 2,56 V sa ovim otpornicima: R4 = 150K, R3 = 390K.

Izgradite razdjelnik napona kako je prikazano. Igle nisu striktno potrebne, možete priključiti vodove otpornika direktno u zaglavlje. Međutim, vodiči na otpornicima koje sam imao činili su se malim i bojao sam se da ne mogu ostati pouzdano umetnuti, pa sam dodao pinove. Nisam siguran da je kondenzator zaista potreban- čini se da radi ok bez prikazanog na slici minimalističke verzije razdjelnika koji koristi jednu vezu 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 390K otpornika.

Pin 9 (gnd) - slobodni provodnik 150K otpornika

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

Korak 3: Tastatura

Prikazane su 2 vrste uobičajeno dostupnih tastatura. Stacker.h datoteka uključuje mapiranje ključeva za oboje s crno/bijelom jedinicom prema zadanim postavkama. Umjesto toga dekommentirajte drugo mapiranje ako koristite jednu od membrana crvenog/plavog tipa. Pogledajte originalnu 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 spojeva redaka i stupca za sve tipke. Tastature u crno-bijelom stilu koriste neku vrstu ispisanih karbonskih tragova na ploči iznutra zbog čega neke veze stupaca u nizu imaju veliki otpor uzrokujući da neki ključevi ne reagiraju kada se koriste s nekim platformama, na primjer, arduino pro mini.

Tastatura ima 8 -pinski konektor. 4 od ovih pinova se spajaju na jedno zaglavlje na RAMPS -u, a druga 4 na drugo zaglavlje. Napravio sam 8 -polne na dvostruke 4 -pinske vrpce za oba tipa tastature, kao što je prikazano na slikama. Isti su, osim spola pinova koji se povezuju sa tastaturom. Koristim kućišta za pin i presovanje na muškim i ženskim iglama zajedno sa žicom i alatom za presovanje za izradu kabela, ali mogu se koristiti kratkospojne žice ili druge unaprijed uvijene opcije. Ovaj Pololu video prikazuje mnoge mogućnosti proizvoda za izgradnju ovih vrsta kabela: https://www.pololu.com/category/39/cables-and-wir…. Premosnici prikazanog tipa laka su opcija.

Upotrijebite kabel za povezivanje tipkovnice s RAMPS -om prema slikama i na sljedeći način (numeracija pinova tipkovnice navedena ispod pretpostavlja da je pin 1 lijevo kada gledate s prednje strane tastature, pin 8 desno):

pinovi tastature 1-4 povezuju se sa RAMPS Servo zaglavljem, pinovi su poredani, slijeva nadesno, počevši od pina najbližeg dugmetu za resetiranje. Ovo se povezuje na sljedeći način:

tastatura 1- D11

tastatura 2- D6

tastatura 3- D5

tastatura 4- D4

pinovi tastature 5-8 povezuju se sa RAMPS završnim zaglavljem i povezuju na sljedeći način:

tastatura 5- Ymin- D14

tastatura 6- Ymax- D15

tastatura 7- Zmin - D18

tastatura 8, Zmax-D19

Korak 4: Interfejs kamere

Mala ploča koja sadrži 2 releja od trske, 3-pinski zaglavlje i 1/8 audio utičnicu djeluje kao sučelje između RAMPS-a i kamere. Predlažem upotrebu releja s ugrađenim snubber diodama. Dodajte svoje, ako ne Odaberite jedan koji ne zahtijeva više od 10 mA za aktiviranje (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 Shema je prikazana.

Kabel se izrađuje od ručne kontrole zatvarača odsijecanjem i bacanjem komande na dugme nakon što se primijeti koje su žice AF, zatvarač i uobičajene. Ovaj kabel je priključen na 1/8 audio utikač koji se uključuje u utičnicu na relejnoj ploči.

Relejna ploča se povezuje s RAMPS -om kratkim 3 -žičnim servo kablom, 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 upotrebom 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: Steper veza

Ukopčajte koračni kabel u zaglavlje X koraka. Koristio sam 59 -inčni produžni kabel sa korakom kao što je prikazano na 2. slici. Ako se steper okreće u pogrešnom smjeru, preokrenite steperski konektor 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 je konfiguriran tako da može raditi izravno sa 2 standardna krajnja prekidača repRap i njima pridruženim kablovima 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 šini spojen je na +5V, GND, a za svaki krajnji prekidač vodi se pojedinačna signalna žica. Softver ILI dva ulaza zajedno. To omogućava jednostavno ponovno uključivanje i uključivanje kabela koji dolaze s RAMPS kompletom, a LED indikatori na repRap završnim pločama svijetle kad se aktiviraju zaustavljanja. Signalne linije dva prekidača repRap ne mogu se povezati zajedno kada ploče primaju +5, ako jesu, aktiviranje jedne, a ne druge će spojiti +5 na GND. Napravio sam kabelski svežanj prikazan od originalnih 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 kontrolera i šine.

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

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

Korak 7: Test snage i klupa

Primijenite nominalno 7-9V na priključak za napajanje RAMPS-a. Napomena na slici prikazuje koji se skup terminala na konektoru za napajanje koristi. Ovo je skup Vcc ulaza male snage, a ne ulazi velike snage koji pokreću RAMPS MOSFET -ove. Sistem bi se trebao pokrenuti i reći vam da pritisnete bilo koji taster za početak kalibracije. Kada to učinite, steper će se početi okretati. Pustite da tako radi nekoliko sekundi, a zatim aktivirajte jedan od krajnjih prekidača. Motor bi trebao krenuti unatrag. Pustite ga da radi nekoliko 10 sekundi, a zatim ponovo pritisnite krajnji prekidač. Motor će se ponovo vratiti u smjeru 4mm. U ovom trenutku prođite kroz rad različitih tipki na tastaturi, pozivajući se na originalnu projektnu dokumentaciju, kako biste bili sigurni da su svi ključevi ispravno pročitani. Imajte na umu da funkcija upravljanja pozadinskim osvjetljenjem iz originalnog projekta nije podržana na ovom sistemu- LCD je ne podržava. Pokrenite neke hrpe i osluškujte klik releja koji se aktiviraju, a kad se čini da je sve u redu, provjerite sučelje vaše kamere. To bi trebalo biti to za elektroniku.

Korak 8: Šina

Tri 3D ispisa su laka za štampanje i nisu potrebni fini slojevi- koristio sam.28 mm. Ide zajedno kao na slikama. Imajte na umu da neke slike u ovom uputstvu prikazuju prethodnu iteraciju dizajna šina prije nego što sam premjestio prekidače završetka s vrha krajnjih komada prema unutrašnjosti krajnjih dijelova. Saonice sadrže ili maticu protiv zazora kako je prikazano ili standardnu maticu. Počnite s kraja motora, pričvršćujući motor i krajnji graničnik, dodajte šine, zatim gurnite sanjke i ručno zakrenite zavrtanj za uvlačenje na maticu. Gurnite krajnji dio na šine, dodajte patentne zatvarače i montaža je u velikoj mjeri gotova, osim pričvršćivanjem vijcima na bilo koju podlogu koju odaberete. Postoji mnogo opcija za bazu. Aluminijumska ploča koju sam koristio je čvrsta 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 štampanu verziju. Koristio sam laser da napravim okvir u stilu akrilne konzole prema dizajnu datom u priloženoj SVG datoteci. Okvir je kreiran pomoću Boxes.py, a 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 omogućava lako uklanjanje baterije. Ulazna utičnica za sistem dovodi se do rupe na stražnjoj strani kutije gdje se super lijepi. Kada radi od baterije, provodnik baterije je priključen u utičnicu kao što je prikazano. Adapter naizmjenične struje priključuje se u istu utičnicu kada radi iz naizmjenične struje. Baterija se može puniti bez vađenja iz kutije kao što je prikazano na slici.

Korak 10: Operacija

Ovdje vas vraćam na odličan korisnički vodič za Pulsar124: https://pulsar124.fandom.com/wiki/User_guide. Napravio sam laminiranu varalicu kako je prikazano kako bi mi pomogao da zapamtim komande sa tastature 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

Port je započeo sa 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 sposobnost upravljanja teleskopom od 1,17. Na mega uređaju ova verzija, koju sam nazvao 1.16a, zauzima manje od 20% memorije, tako da ima dovoljno mjesta za V1.17 i više. RAMPS port je uključivao mapiranje pinova i zamjenu starog LCD upravljačkog programa 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 programsku kontrolu pozadinskog osvjetljenja, 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. Takođe sam ciljao dizajn da radi sa 6 ćelija, a ne 8 kao u originalnoj verziji. 6 ćelija je energetski efikasnije, zauzimaju manje prostora i smanjuju stres na 5V regulatoru na mega uređaju bez utjecaja na fizičke performanse. Koristio sam zvučni signal na LCD -u za kratki zvučni signal pri prikazivanju jedne od poruka o grešci. Ostavio sam zadani broj zazora na 0,2 mm kao što je bio izvorno, iako sumnjam da je manji s navrtkom protiv zazora, ali nisam pokušao to 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 u softveru je tipkovnička kontrola smjera kompenzacije zazora (bez mijenjanja smjera rada šine pomoću naredbe *-1). Ovo bi se moglo preslikati u neiskorišteni pritisak na tipku za upravljanje pozadinskim osvjetljenjem. Ovisno o orijentaciji rada, nisam siguran da je trenutni smjer kompenzacije uvijek ispravan, odnosno da uvijek možete pretpostaviti da su sanjke koje se odmiču od motora uvijek smjer koji ne zahtijeva kompenzaciju. Pretpostavljam da to zaista 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 stacker.h kao RAIL_LENGTH i postavio na 180 što je približni raspon putovanja za ovu šinu. Promijenite ako je vaša šina drugačija.

Ova platforma nudi i druge dodatne mogućnosti osim memorije koje ova konstrukcija ne dodiruje. Grafičke mogućnosti LCD -a mogu se koristiti za više od crtanja indikatora SOC baterije. Dugme optičkog kodera je primamljivo i pokušao sam ga integrirati u projekt. Našao sam dobar upravljački program, integrirao ga u build i main petlju i pokušao izigrati softver tako da je pomislio da su tipke "1" i "A" pritisnute kada se dugme okrene. To je nekako funkcioniralo, ali je bilo grckavo i nije pružalo nikakve korisne sposobnosti pa sam ga izvukao. Na RAMPS ploči postoji nekoliko neiskorištenih mjesta za pokretače koraka koji se mogu koristiti za kontrolu dodatnih stepera, ako je to od koristi.

Kontroleri za 3D štampače poput RAMPS -a pružaju odlična 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.