ساخت حسگر فیلامنت برای پرینتر سه بعدی با آردوینو

چاپگرهای سه بعدی به یک جنبه ضروری از نمونه سازی سریع تبدیل شده اند و توسط طیف گسترده ای از سازندگان و مهندسان استفاده میشوند. اما بیشتر این چاپگرها برای سرگرمی هستند و از این رو برای ادامه کار نیاز به سرهم بندی و تعمیرات مداوم دارند. در میان همه چالش ها، شکستن یا گره خوردن رشته پرینتر سه بعدی یکی از رایج ترین مشکلاتی است که هر فردی که از پرینتر سه بعدی استفاده می کند در مقطعی با آن مواجه شده است، زیرا تعداد زیادی پرینت و فیلامنت به دلیل این مشکل هدر می رود. برای جلوگیری از این مشکل، از حسگرهای رشته استفاده می‌کنیم، که به چاپگر شما امکان می‌دهد تشخیص دهد که چه زمانی رشته‌ای تمام شده است و از بروز خطا و مشکل جلوگیری میکند.

در این پروژه نحوه ایجاد حسگر فیلامنت هوشمند برای پرینتر سه بعدی را با استفاده از یک سنسور انکودر نوری و یک کنترلر بر روی برد سوراخدار نشان خواهیم داد. من یک محفظه حسگر جداگانه برای سنسور فیلامنت خود طراحی کردم زیرا می خواستم از آن در چاپگرهای دیگر نیز استفاده کنم. هنگامی که فیلامنت به دلیل شکستگی یا گره خوردن از حرکت می ایستد، این حسگر رشته به شما هشدار می دهد.

حسگر فیلامنتی چگونه کار می کند؟

دو نوع حسگر رشته (فیلامنتی) وجود دارد، یکی وجود رشته را با استفاده از یک سوئیچ محدود تشخیص می دهد و دیگری از انکودر چرخشی نوری برای احساس سرعت حرکت رشته استفاده می کند. هر سنسور رشته ای مزایا و معایب خاص خود را دارد.

سوئیچ لیمیت برای فرار رشته یا زمانی است که موتور اکسترودر به دلیل شکستن رشته خشک شود. با این حال، به دلیل سادگی و عدم وجود اجزای متحرک، راه اندازی و نگهداری آن ساده است و فشرده بودن آن را مفیدتر می کند. با این حال، اگر رشته در نزدیکی خروجی سنسور شکسته شود، درگیر نخواهد شد، زیرا حضور رشته پس از شکستن رشته همچنان وجود خواهد داشت.

در تصویر بالا می بینید که علیرغم اینکه فیلامنت در خروجی شکسته شده است، کلید همچنان وجود فیلامنت را نشان می دهد.

وقتی نوبت به سنسور مبتنی بر چرخش نوری می‌رسد، بدون توجه به محل و میزان شکستگی رشته، شما را مطلع می‌کند. وقتی گره خوردن فیلامنت باعث توقف فیلامنت شود، بوق می‌زند. حال اگر فیلامنت در جایی شکسته شود و به هیچ وجه نتواند به موتور اکسترودر برسد، سنسور بوق می‌زند که نشان می‌دهد مشکلی پیش آمده است.

از آنجایی که ما بیشتر نگران دقت و کارایی هستیم، حسگر فیلامنت خود را با استفاده از یک سنسور چرخشی نوری مبتنی بر ماژول MOC7811 می‌سازیم که حرکت مداوم رشته را تضمین می‌کند.

در اینجا می توانید سنسورهای فعلی موجود در بازار را مشاهده کنید.

حسگر رشته ای مبتنی بر سوئیچ محدود که می تواند وجود رشته را در داخل تشخیص دهد.

تصویر بالا یک حسگر مبتنی بر انکودر چرخشی را نشان می دهد که حضور و همچنین حرکت رشته را حس می کند.

مدار پروژه تشخیص خرابی فیلامنت چاپگر 3 بعدی

از آنجایی که ما در مورد مزایا و معایب سنسور سوئیچ محدود صحبت کردیم. حالا بیایید در مورد حسگرهای مبتنی بر حرکت رشته ای صحبت کنیم.

این حسگرها، حسگرهای فیلامنت هوشمند هستند که در تشخیص گرفتگی، گره خوردن و شکستن فیلامنت و موارد دیگر بسیار دقیق و مفید هستند.

سنسوری که می‌سازیم به ما امکان می‌دهد تأخیر زمانی یا عدم فعالیت حرکت رشته را تغییر دهیم، که با کیفیت و سرعت چاپ تعیین می‌شود. اگر سرعت پیمایش رشته پایین باشد، سرعت چاپ نیز کند است.همچنین این مدار دارای دکمه غیرفعال کردن حسگر است که در صورت عدم استفاده سنسور را خاموش می کند.

اتصالات نهایی را در تصویر زیر مشاهده می کنید.

من از یک برد ATtiny برای تشخیص چرخش و کنترل صدای زنگ استفاده کرده ام.

قطعات مورد نیاز

برای بخش مکانیزم سنجش:

• سنسور انکودر نوری BB3609
• 3* بلبرینگ 625
• پیچ آلن 30 میلی متری M5 با مهره
• 2* کوپلر پنوماتیک PC4 M5
• فنر

برای قسمت کنترلر و زنگ:

• میکروکنترلر AT-Tiny 85
• سیم 2 پین
• رگولاتور ولتاژ 7805
• رگولاتور 7812
• بازر 5 ولت
• پین هدر مادگی

برنامه نویسی AT-Tiny 85 برای سنسور رشته

من از Arduino IDE برای برنامه ریزی برد ATtiny85 استفاده کردم. اگر تازه کار هستید میتوانید نحوه برنامه نویسی ATtiny85 با Arduino IDE را یاد بگیرید. ما قبلا پروژه های هیجان انگیز زیادی را با استفاده از این کنترلر ATtiny85 ساخته ایم.

کد طوری نوشته شده است که هر بار که انکودر با رشته حرکت می کند، یک وقفه ایجاد می شود. کد کامل در فایل انتهای صفحه قرار داده شده است. ما حسگر فیلامنت هوشمند خود را با استفاده از سنسور رمزگذار نوری و کنترلر کوچک ATtiny85 ساخته ایم. امیدوارم از پروژه لذت برده باشید.

برای دانلود فایل ها باید حساب کاربری داشته باشید ثبت نام / ورود