» پرینتر3بعدی » پروژه آخر هفته: ساخت ابزار دست ساز کالیبراسیون بستر چاپ پرینتر سه بعدی
3d printing tutorial

پروژه آخر هفته: ساخت ابزار دست ساز کالیبراسیون بستر چاپ پرینتر سه بعدی

اولین و مهمترین تنظیم هنگام کار با چاپگر سه بعدی تنظیم بودن یا کالیبره شدن بستر ساخت این دستگاه است. اغلب چاپگرهای سه بعدی جدید و بروز بازار دارای سیستم هوشمند کالیبراسیون میباشند که راحتی بسیاری را برای کاربر فراهم میکند ولی تکلیف برای آن پرینترهای سه بعدی که سطح بندی بستر خودکار ندارند چیست؟ بسیاری از دستگاه های ارزان قیمت موجود در بازار این ابزار مفید را ندارند و خرید جداگانه ترازکننده های الکترونیکی مناسب چاپگر سه بعدی نیز معمولا هزینه زیادی را طلب میکند. پس آیا این کاربران مجبورند از همان روشهای خسته کننده قدیمی استفاده کنند؛ یعنی تنظیمات دستی که باید بعد از انجام چند پرینت تکرار شود؟

بهتر نیست  با کمک همین چاپگر سه بعدی فعلی خود و کمی مهارت پایه الکترونیک یک تراز کننده دست ساز برای خودتان تولید کنید؟

آموزش ساخت تراز کننده (کالیبراتور) خانگی برای تنظیم بستر چاپگر سه بعدی

مشکل نبود تراز کننده الکترونیکی برای چاپگرهای سه بعدی ارزان قیمت باعث شد که کاربری بنام TechKiwiGadgets، وسیله ای برای سطح بندی بستر پرینت سه بعدی بسازد که به وسیله یک حسگر و یک نمودار نواری LED کار میکند و می تواند فاصله نسبی بین حسگر و اکسترودر را بسنجد.

این وسیله نیازی به تغییر کد در firmware یا هیچ گونه سیم کشی خاصی ندارد. در واقع هر موقع که بخواهید سطح بستر را تنظیم کنید میتوانید این وسیله را به سادگی به پرینتر متصل کنید و سپس هر زمان که کار سطح بندی به پایان رسید آن را از پرینتر جدا کنید.

توجه: این وسیله توسط مبتکر آن برای پرینتر سه بعدی Creality Ender 3 ساخته شده اما برای پرینتر های دیگر نیز قابل استفاده است. سازنده آن معتقد است که پیش نیاز اصلی برای استفاده از این وسیله، داشتن بستر چاپ فلزی است.

این ابزار کالیبراسیون خانگی بستر چاپ چگونه کار می کند؟

این تراز کننده بستر مبتنی بر رشته نوری LED، از یک حسگر سیم پیچ (کویل) بهره میبرد که به وسیله بورد Arduino Nano کار میکند. این حسگر دارای سیم پیچ های جداگانه RX و TX است بنابراین هنگامی که یک پالس در سیم پیچ TX وارد می شود، میدان الکترومغناطیسی در اطراف سیم پیچ RX شکل می گیرد. سپس در نتیجه تغییر میدان، یک ولتاژ در سیم پیچ RX القا می شود. این ولتاژ پیش از آن که بورد PCB پهنای سیگنال را بخواند، شناسایی و تشدید می شود.

در کد Arduino از یک الگوریتم ساده استفاده می شود تا نویز پالس ها را حذف کند. به علاوه، این کد همچنین یک الگوریتم کالیبراسیون دارد که در طی زمانی کوتاه پس از فعال شدن ابزار، میانگین دریافتی را محاسبه میکند. این الگوریتم آستانه ای را برای مقایسه سیگنال تنظیم می کند. 

هر زمان که سطح یا جسمی فلزی به میدان الکترومغناطیسی نزدیک شود، این میدان مختل شده و مقداری از این انرژی به میدان گردابی که در سطح یا جسم فلزی شکل گرفته منتقل می شود. این اتفاق باعث کاهش پهنای پالس در سیم پیچ RX می شود. در نهایت، شما میتوانید کاهش قدرت در سطح فلزی را اندازه گیری کنید.

یک الگوریتم دیگر تغییرات پهنای پالس را به نمودار نوار LED منتقل می کند تا فاصله نسبی بین بستر چاپ و سیم پیچ مشخص شود.

از دکمه کالیبراسیون برای بازنشانی ارتفاع اولیه و همچنین بازنشانی نشانگر LED در مرکز نمودار نواری استفاده می شود.

وسایل لازم برای ساخت ابزار سطح بندی بستر پرینتر سه بعدی  

  • Arduino Nano (که دارای یک رابط USB و پین های از پیش نصب شده است)
  • 10 عدد LED Pixel Light
  • MOSFET N-CHANNEL
  • ترانزیستور
  • مقایسه کننده ولتاژ
  • خازن سرامیکی (150pF)
  • خازن (18nF)
  • خازن (10nF)
  • سوئیچ فشاری Mini Tact Tactil (6mm)
  • پاور بانک
  • Vero Board (اگر میخواهید که این بورد در داخل قطعه پرینت شده جا شود باید آن را برش دهید. شما به 21 x 7 سوراخ نیاز دارید)
  • رزیستور (مقاومت)
  • سیم
  • Breadboard
  • سیم مسی لعاب دار (قطر 0.3 میلیمتر)
  • چسب حرارتی

نحوه پرینت سه بعدی قاب

فایلهای سه بعدی این قاب در وسایت Thingiverse و در صفحه کاربری TechKiwiGadgets وجود دارد که ما آنرا برای دانلود در این مقاله گنجانده ایم.

تنظیمات نرم افزاری پرینت سه بعدی هنگام ساخت بدنه ابزار کالیبراتور:

بغیر از قطعات الکترونیک بدنه پلاستیک دستگاه براحتی با چاپگر شما قابل ساخت است، پس در نرم افزار اسلایسر دلخواه خود ویژگیهای زیر  را حتما در نظر بگیرید.

نحوه اسمبل حسگر سیم پیچ (کویل)

سیم مسی را بیست بار دور قاب های کویل بپیچید. حواستان باشد که بگذارید حدود 15 سانتیمتر سیم آزاد بماند تا به بورد وصل شود. هر قاب دارای دو سوراخ است که یکی ورودی و دیگری خروجی است.

سیم پیچ ها را به وسیله چسب حرارتی در جای خود محکم کنید تا باز نشوند و سپس دو سیم پیچ را به هم فشار دهید تا به هم متصل شوند اما حواستان باشد که چهار سیم بیرون آمده در یک جهت قرار بگیرند.

سیمها را از محل مخصوصی که در بدنه اصلی قاب پرینت شده قرار دارد عبور دهید. پیش از این که سیم ها را به بورد وصل کنید باید بدانید که کدام سیم از کجا می آید. سیم پیچ های به هم وصل شده را به داخل قاب پرینت شده فشار دهید اما فعلا از چسب حرارتی استفاده نکنید زیرا هنوز LED را نصب نکرده اید.

اسمبل مدار الکترونیک

طراح این وسیله پیشنهاد می کند که مدار را با یک Breadboard آزمایش کنید. این آزمایش راه خوبی است برای این که از اتصال درست اجزا و پیچیده شدن صحیح سیم پیچ ها مطمئن شوید. سپس می توانید این تنظیمات را به Vero Board منتقل کنید.

سازنده در صفحه کاربری خود در وبسایت instructables.com تصاویری را قرار داده که برای رفع مشکل به شما کمک خواهد کرد.

هنگامی که درست بودن اتصالات مشخص شد، این مراحل را طی کنید:

  • Arduino Nano را به وسیله پین ها به Vero Board وصل کنید.
  • قرار دادن درست PCB و Vero Board بسیار مهم است. این دو قطعه باید در جهتی قرار بگیرند که راهنمای روی قطعه پرینت شده نشان می دهد. سپس می توانید با استفاده از چسب حرارتی آنها را بچسبانید.
  • از LED ها برای ساخت نمودار نواری استفاده می شود. آنها باید به سیم ها وصل شده و سپس با چسب حرارتی به قطعه پرینت شده چسبانده شوند.

حالا می توانید پیش از این که سیم پیچ ها را وصل کنید، مدار را آزمایش کنید.

مونتاژ نهایی  الکترونیک

سیم پیچ ها باید به Arduino وصل شوند که آن را هم باید به کامپیوتر وصل کنید تا کد ها بارگذاری شوند. کدهای لازم برای این ابزار در صفحه کاربری طراح موجود است.

ابتدا برای کنترل LED ها باید “FastLED.h” را اضافه کنید و سپس برای امتحانِ صحت نصب از IDE کمک بگیرید. این مدار باید حدود 480uS به دست بدهد.

توجه: قطبیت سیم پیچ ها می تواند روی عملکرد تاثیر داشته باشد. بنابراین سازنده پیشنهاد می کند که اگر دچار مشکل شدید قطب سیم پیچ ها را عوض کنید.

در آزمایش با Breadboard خروجی کمتری نسبت به نتیجه نهایی دریافت می کنید. سازنده می گوید که این به دلیل کمبود ظرفیت خازنی  است. اما به هر حال جای نگرانی وجود ندارد.

هنگامی که تمام آزمایشات را انجام دادید، می توانید ابزار سطح بندی را به پرینتر خود متصل کنید تا مطمئن شوید که به درستی کار می کند.

آزمایش روی پرینتر سه بعدی    

مراحل تست عبارتند از:

  • ابزار کالیبراتور را به اکسترودر وصل کرده و ارتباط آن را با پاور بانک برقرار کنید. چراغ های LED باید اتصال منبع برق را نشان دهند.
  • محور Z را به صورت دستی تنظیم کنید تا زمانی که صدای کلیک میکرو سوئیچ را بشنوید.
  • به آرامی دکمه کالیبراسیون را فشار دهید. این کار باید به آرامی انجام شود تا از حرکت ناخواسته جلوگیری شود. هنگامی که کالیبراسیون انجام شد، LED باید در وسط قرار بگیرد.
  • سر نازل پرینتر را در طول بستر چاپ حرکت دهید تا ارتفاع نسبی بین کویل و اکسترودر مشخص شود. اگر متوجه شدید که LED از نقطه مرجع پایین تر است، به این معنی است که بستر چاپ مقداری پایین است و باید حرکت داده شود. هنگامی که شروع به تنظیم بستر کنید، LED به سمت ارتفاع مورد نیاز حرکت می کند.
  • برای اطمینان از صحت تنظیم ارتفاع، می توانید چند پرینت آزمایشی انجام دهید.

حالا ابزار سطح بندی پرینتر سه بعدی شما آماده به کار است و با بهترین تراز چاپگر سه بعدی شما تنظیم شده است.

لطفا مطالب تکمیلی تان درباره این مقاله را با ارسال کامنت بیان کنید.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Enter Captcha Here : *

Reload Image