Плоттер из старых принтеров на основе Arduino
Из таких можно достать направляющие полированные валы. Нам их надо 4. Чем длиннее, тем больше площадь обрабатываемой поверхности мы получим. И шаговые двигатели там тоже имеются. Среди струйных тоже можно найти достойных доноров, например, Canon BJC-1000
В нем также имеются и направляющие и шаговые двигатели. Круто будет если вместе с направляющими вам будут попадаться и подшипники скольжения к ним. Принтеры, ровесники HP 3745 и подобных, уже имеют внутри коллекторные двигатели, а не шаговые. Хотя, по современным меркам, это уже старье, но они нам не подойдут. Кроме того, из них крайне сложно извлечь направляющие, из-за того, что на них надевают резиновые ролики. При снятие этих роликов, на валах часто остаются следы от них, которые будут мешать свободному движению по ним.
В общем, ищем дряхлые принтеры и вынимаем из них все что можно.
В моем случае получаем:
Длина станка = 290 – 2 х 12 + 100 = 366 мм
Ширина станка = 260 – 2 х 6 = 248 мм
Начнем делать основу для оси Y. Для нее нам понадобиться 5 прямоугольников. Если ваши направляющие отличаются, размеры надо пересчитать. Вырезаем три прямоугольника размерами 248 мм х 60 мм. Еще два 266 мм х 20 мм.
Берем два больших прямоугольника. Сверлить в них отверстия будет лучше, если их предварительно соединить между собой. Они должны быть одинаковые. Для начала вымеряем середины по короткой стороне и проводим продольную линию. Затем отступаем по линии от краев по 20 мм и сверлим там отверстия диаметром ваших направляющих для оси Y. У меня это 8 мм. Находим середину на линии и сверли отверстие диаметром 16 мм для подшипника. Должно получиться следующее:
Собираем как показано на фото. Внутренние прямоугольники должны быть на расстоянии 40 мм от краев. Не забываем про треугольники по углам, для придания жесткости нашей конструкции.
Красим по желанию. У меня как раз осталась немного краски в баллончике.
Теперь собираем Ось X. Для нее нам понадобятся 4 прямоугольника. Два размерами 60 мм х 180 мм, и два 248 мм х 30 мм. Их лучше вырезать из материала потоньше, чтобы были легче. Теперь насчет подшипников для направляющих. В идеале их стоит купить, выбрав под толщину направляющих. Если оби будут в принтерах вместе с направляющими, тоже хорошо. На крайний случай, можно сделать, как я. Взять соединительные гайки соответствующего диаметра и сверлом срезать внутри резьбу. Сделав из некое подобие подшипника. Вариант кустарный, но мною проверен на практике, люфт совсем небольшой, практически не заметен, но направляющие необходимо будет смазать. Должно получиться нечто подобное:
Переходим к шаговым двигателям. Вынимает их из принтеров. Ищем в интернете документацию на них, чтобы узнать тип двигателя и количество шагов на оборот. В мое принтере попался такой
Второй очень похож, но у первого 48 шагов\оборот, а у второго 96 шагов \оборот. Позже мы их будем сравняем, используя микрошаг. Теперь необходимо соединить выходной вал двигателя и строительную шпильку, которая будет двигать оси. Для этого нам понадобиться Чупа-Чупс. Только большой. Съедаем чупс, а палочку оставляет. Внутренний диаметр палочки отлично подходит для выходного вала. А снаружи мы, используя метчик М5, нарезаем резьбу.
Отрезаем кусочек с резьбой, диной примерно 15 мм. Надеваем его на выходной вала шагового двигателя:
Придерживая вал плоскогубцами, накручиваем соединительную гайка на вал. Палочка пластиковая, поэтому гайка накручивается достаточно плотно и не будет откручивать.
Крепим шаговый на плоттере.
Накручиваем на него шпильку, на шпильке должна быть накручена еще одна соединительная гайка, для крепления осей.
С другой стороны, вставляем подшипник, продеваем в него шпильку и фиксируем гайками
Совмещаем гайку и ось. Заливаем все термоклеем. Прочности клея достаточно, чтобы удержать оси.
Для оси X нужно сделать карету и к ней приклеить подшипники
Рабочий инструмент выглядит так
Шаг 3 Электрика.
В конце станка к низу прикручиваем прямоугольник из тонкой фанеры, размеров 248 мм х 100 мм. Это будет место под установку электрики. Прикручивает Arduino
Сверху ставим CNC Shield v3. Предварительно стоит выставить настройки для микрошаг. У меня один шаговый на 48 ш\об, второй 96 ш\об. Что сравнять их ставим
48 х 16 = 768
Для первого ставим микрошаг равный 16
96 х 8 =768
Для второго ставим микрошаг 8.
Затем сверху ставим драйвера шаговых двигателей и после этого весть CNC Shield ставим на Arduino.
С другой стороны, ставим блок питания на 12В.
Опускать и подымать рабочий инструмент будет сервопривод SG90. Крайне не рекомендую подавать на него 12 вольт. Поэтому ставим стабилизатор напряжения на 5В, в разрыв провода питания.
Arduino соединяется с компьютеров через провод USB. Лучше зафиксировать его, чтобы случайно не вырвать
В сборе все получается так:
Провода, идущие к оси X и рабочему инструменты, необходимо зафиксировать на корпусе
Шаг 4 Программные средства.
Для начала скачаем Arduino IDE, самую свежую версию с официального сайта проекта:
https://www.arduino.cc/en/Main/Software
Плоттер будет работать на прошивке GRBL. Для того чтобы, он мог управлять сервоприводом, необходимо использвать специально подготовленую для этого прошивку. Скачать ее можно с сайта.
Прошивка распространяется в виде библиотеки для Arduino IDE. Поэтому скаченный архив надо перенести в папку «libraries». Затем запустив Arduino IDE, ищем в примерах grbl-servo-master. Открывает, выбираем плату Arduino UNO, выбираем com-порт к которому она подключена и нажимаем залить скетч.
Внимание! Если у вас должна быть установлена только одна библиотека GRBL. Если их будет несколько, компиляция и заливка пройдет успешно, но работать как надо плоттер не будет.
И осталась программа для отправки g-кода на плоттер.
Shuffle › Блог › «Много паяем» или «Трафареты и Паяльная печь»
В моей работе иногда бывают заказы, где надо собрать 10 и более абсолютно одинаковых плат. Это не проблема, когда на плате мало элементов. Но когда их становится больше десятка, точек пайки — за 50, а самих плат надо собрать 20-30 за день, то поневоле начинаешь задумываться о смене рода деятельности. Я просто стал дико уставать от паяльника. Да и спина — не железная. Сборку модулей управления для Олимпиады в Сочи я вспоминаю с содроганием (об этом мне еще предстоит рассказать).
Вот и стал я задумываться о том, как же упростить и ускорить сборку таких небольших партий. Отдавать их монтажникам невыгодно из-за потери времени. Комплектация заказа, подбор всех компонентов, написание тех-задания и дорога туда-обратно 2 раза занимают столько же (а то и больше) времени, сколько я потрачу на сборку несчастных 10-20 плат самостоятельно. Давно уже засматривался на пайку с паяльной пастой. Вот и дозасматривался…
Далее в тексте будут присутствовать фото и видео из просторов интернета. Заранее приношу всем авторам извинения и при вашем желании готов немедленно указать авторство или удалить их из оригинала статьи на сайте Драйв2.
НАНЕСЕНИЕ ПАЯЛЬНОЙ ПАСТЫ
Есть два основных способа нанесения паяльной пасты — каплеструйный и трафаретный. В первом используются так называемые диспенсеры, во-втором — трафаретные принтеры.
Нанесение паяльной пасты на ручном трафаретном принтере
В домашних условиях диспенсеры заменяются обычным выдавливанием пасты из шприца на плату, а трафаретные принтеры — размазыванием пасты через трафарет пластиковыми картами и прочими подручными инструментами. Можно конечно и руками давить из шприца, но попробуйте повыдавливать пару сотен отдельных капелек и вы забросите это дело далеко и надолго. Можно купить полуавтоматический диспенсер, китайские товарищи предлагают как минимум пару десятков довольно-приемлемых по цене вариантов. Там все просто — нажал на педаль и из иголки выдавилось строго-отмеренное количество пасты.
Скорость работы резко возрастает, затрачиваемые усилия — резко уменьшаются. Но есть одно неудобство — для диспенсера нужен сжатый воздух. А значит нужно еще покупать и компрессор. А для дома компрессор — это шумно и громоздко. Поэтому начинаем смотреть в сторону трафаретной печати.
Трафаретное нанесение паяльной пасты
Поинтересовался стоимостью изготовления профессионального трафарета на один свой заказ и несколько… передумал. За изготовление металлического трафарета с меня запросили 8тр. Учитывая, что один трафарет мне может понадобиться всего лишь один раз — это слишком дорого! Да и сам ручной трафаретный принтер, куда крепится этот трафарет и сами платы — дорогая штука. Есть вариант — заказать резку пластикового трафарета лазером в любой рекламной фирме. Начал поиски в этом направлении и чисто случайно наткнулся на сайт, там автор дома режет трафареты плоттером.
А у меня как раз с Амазона пришел маленький домашний плоттер А4 Silhouette Portrait. Заказывал его для резки наклеек, а тут такое совпадение! Да еще и тот товарищ написал скрипт быстрой конвертации платы в трафарет для Eagle Cad. А я как раз все разрабатываю в этой программе! Уж повезло — так повезло! =)
Да, может показаться, что заказать трафарет у рекламщиков за 200р это дешевле, чем купить плоттер за 6тр, плюс сам пластик. Но когда делаешь трафарет, а потом оказывается что ты чуть-чуть ошибся и надо заказывать новый… да еще и под очередной заказ надо 2 разных трафарета… да и вот для этого тоже неплохо бы изготовить, а я забыл… да еще и наклеек порезать… да не забыть зайти забрать заказанные трафареты… да ну их всех!
Конвертнул сам дома, порезал на плоттере. Ошибся? Исправил и порезал опять. Наклейки? Нарисовал и порезал. Майки сделать? Взял и сделал. Об этом тоже постараюсь рассказать, тема интересная. Уже наделал себе эксклюзивных маек =)
А теперь простая инструкция для Eagle Cad и плоттера Silhouette Cameo:
1. Скачиваем вот эту штуку и кладем ее в папку ULP, где у вас установлен Eagle
2. Открываем свою плату в Eagle
3. Открываем ULP (меню File, пункт Run ULP или нажать кнопку ULP в Панели инструментов, найти cream-dxf.ulp и запустить его).
4. Снимаем галку с пункта «Cut two times…», остальные оставляем по-умолчанию.
5. Нажимаем Run и получаем в папке с вашим проектом два файла с расширением DXF (файлы filename-tcream.dxf и filename-bcream.dxf для верхней и нижней стороны платы)
Все, теперь у нас есть два файла трафарета в формате AutoCad для обеих сторон платы. Если нужна только одна сторона, вторую смело отправляем в корзину. Дальше можно конвертировать в любой формат и резать на любом плоттере, но для Silhouette Cameo/Portrait пригодится следующая инструкция:
1. Заходим в настройки программы Silhouette Studio (все это справедливо для программы версии 3.0)
2. В меню «Параметры импорта» в разделе «При импорте DXF» выбрать пункт «Как есть». Тогда будет открываться в размере 1:1, а не растягиваться на всю страницу.
3. В меню «Расширенные» в разделе «Размер пакета» выбрать «500 байт». Без этого при резке сложных трафаретов на медленной скорости возможны потери связи с плоттером и прерывание резки трафарета.
4. Открываем наш DXF файл
5. Перемещаем его на нужную часть листа
6. Если надо, то редактируем его. Я, например, удаляю некоторые площадки, на которые мне не надо наносить паяльную пасту. Это могут быть площадки краевых разъемов, для тестовых контактов, для дальнейшего припаивания проводов и разъемов. Паяльная паста гораздо дороже, чем обычный припой, которым в последствии паяются различные выводные элементы и провода.
7. Файл filename-bcream.dxf будет отображаться в зеркальном виде, поэтому можно его отразить зеркально (Объект-Отразить-Отразить горизонтально). Обычно это не нужно, ведь можно просто перевернуть сам вырезанный трафарет.
8. В «Настройках резки» добавляем новый материал кнопкой «+» и устанавливаем следующие настройки:
— резак выставить на значение «1» (и физически повернуть его на цифру 1)
— скорость «1см/сек» (минимальная скорость, это не позволит ножу задирать пленку и сделает линии реза максимально ровными)
— толщина «33»
Если пластик плохо прорезается, то можно отметить «Двойную резку» и плоттер будет проходить каждую площадку по два раза. Обычно этого достаточно для большинства пластиков.
9. Приклеить лист пластика на кэрриэр и отправить на резку
Я режу трафареты на рекламном пластике толщиной 0.2мм. Эту толщину плоттер режет довольно легко и с такой толщиной трафарета на плате остается достаточное количество паяльной пасты для пайки практически всех размеров smd-компонентов. Если вы используете типоразмеры 0603 и меньше, то можно делать трафареты и толщиной 0.1мм. Это еще сократит расход паяльной пасты.
Дальше все проще. Делаем оправку для вашей платы. Я не стал изобретать что-то оригинальное и просто скрепил несколько плат такой же толщины малярным скотчем, аккуратно и ровно совместил трафарет с нужной платой и приклеил трафарет с одной стороны к оправке. Теперь вставляем плату и наносим пасту, вынимаем готовую, вставляем новую…
Дальше на трафарет наносится немного паяльной пасты и скребком (у меня одно время им служила пластиковая кредитка или визитка) размазывается по плате. Поднимаем трафарет — паста нанесена!
Кстати, пасту я использую Kester R276. Так получилось, что она была первой, которую мне посоветовали и она меня устроила по всем параметрам (кроме цены) =) Пока периодически тестирую разные другие пасты на предмет замены Кестеру.
Для этого можно использовать обычный или вакуумный пинцет. И для того, и для другого требуется некоторая сноровка. Отличие в том, что при обычной пайке не страшно, если рука дрогнет и деталь сместится. Здесь же вы можете смазать пасту и придется тратить силы на восстановление площадки. На третьей по-счету плате у меня стало все получаться с первого раза. Но неудобно брать детальки из ленты пинцетом, а высыпав их на стол приходится потом некоторые переворачивать. Я обратил внимание на вакуумные пинцеты. Сначала собрал свой из маленького воздушного насоса (как в аквариумных компрессорах, только не выдувает, а всасывает воздух). Но колхоз продержался недолго и я плюнул на все и купил себе Актаком АТР-9382.
Нисколько не пожалел. Теперь можно брать компоненты прямо из ленты, предварительно только сняв защитную пленку, и сразу ставить их на плату. А мощность насоса подобрана так, что поставив детальку на плату она «приклеивается» к паяльной пасте и сама отлепляется от пинцета. Очень удобно!
Ооо! Это незаконченная еще история =)
Изначально смотрел в сторону покупки готовой печи Puhui T-962A, но название печи подкачало =) Шутка.
Просто судя по отзывам эта печь вовсе не такая крутая, как мне показалось в начале и нужно было ее дорабатывать до более-менее нормального состояния. А учитывая ее цену и стоимость доработки я отказался от покупки этой печи и стал смотреть в сторону самодельных вариантов. Для мелких серий в домашних условиях — идеальный вариант. Приобрел за копейки б/у мини-печь Supra MTS-302, испытал ее… Оказалось, что в ней очень даже неплохая равномерность прогрева и для простого домашнего варианта паяльной печи она подойдет. Тем более, что у нее есть и верхний, и нижний ТЭНы. А здесь очень важно, что бы было именно длинноволновое инфракрасное излучение. Поэтому нагрев самодельными галогенками не дает толковой пайки и кипятит все детали, в отличии от равномерного прогрева всей платы с деталями и пастой длинноволновыми инфракрасными излучателями, которыми и являются обычные ТЭНы.
На каждую нормальную паяльную пасту есть даташит, в котором указаны характеристики пасты и в каком режиме надо паять. Так, например, для моей R276 ее нужно сначала нагреть до температуры 140 градусов со скоростью не более 2,5 градуса в секунду, потом выдержать полторы минуты, плавно повышая температуру до 160 (в это время флюс смачивает все поверхности и подсыхает, исключая при плавлении его кипение и разбрызгивание припоя), а потом быстро нагреть до 210 для пайки и остудить. Ффффух, выдохнул =)
Для всего этого есть специальные PID-контроллеры, которые не только жестко держат заданную температуру (неважно, какая печь и какие ТЭНы, подстраивается сам), но и позволяют задавать температурные точки и интервалы времени. С его помощью можно реализовать тот термопрофиль, который нам нужен для конкретной паяльной пасты. Но… опять же — хорошие PID-контроллеры стоят хороших денег. А делать его самому — очень многое нужно изучить для написания толковой прошивки с ПИД-регулированием. Формулы там еще те!
Я поступил проще — заказал у китайцев PID-регулятор за 450р, который может строго поддерживать температуру и по его приезду модернизирую его до уровня PID-контроллера.
Но это — в будущем. А пока у меня главный ПИД-регулятор — это я с термометром на термопаре, секундомером и знаниями, с какой частотой надо щелкать выключателем ТЭНов для выдерживания термопрофиля =)))
Самого главного — увеличение скорости и уменьшении сил — я добился. Сборка и пайка панели из 24-х плат для моих Комфортных Поворотников раньше занимала по времени 6-8 часов, теперь это все занимает максимум 3,5 часа от момента нанесения пасты на первые платы и до момента тестирования всех плат на работоспособность.
Есть вопросы? Уверен, что есть. Добро пожаловать в Комментарии! Рекомендации тоже приветствуются. =)
PS: Спасибо Cathy Saxton и сайту idleloop за свои исследования по резке трафаретов на плоттере в домашних условиях. Оригинал здесь.
Трафаретный принтер своими руками
Источники питания электронной аппаратуры, импульсные и линейные регуляторы. Топологии AC-DC, DC-DC преобразователей (Forward, Flyback, Buck, Boost, Push-Pull, SEPIC, Cuk, Full-Bridge, Half-Bridge). Драйвера ключевых элементов, динамика, алгоритмы управления, защита. Синхронное выпрямление, коррекция коэффициента мощности (PFC)
Обратная Связь, Стабилизация, Регулирование, Компенсация
Организация обратных связей в цепях регулирования, выбор топологии, обеспечение стабильности, схемотехника, расчёт
Первичные и Вторичные Химические Источники Питания
Li-ion, Li-pol, литиевые, Ni-MH, Ni-Cd, свинцово-кислотные аккумуляторы. Солевые, щелочные (алкалиновые), литиевые первичные элементы. Применение, зарядные устройства, методы и алгоритмы заряда, условия эксплуатации. Системы бесперебойного и резервного питания
Высоковольтные выпрямители, умножители напряжения, делители напряжения, высоковольтная развязка, изоляция, электрическая прочность. Высоковольтная наносекундная импульсная техника
Электрические машины, Электропривод и Управление
Электропривод постоянного тока, асинхронный электропривод, шаговый электропривод, сервопривод. Синхронные, асинхронные, вентильные электродвигатели, генераторы
Технологии, теория и практика индукционного нагрева
Системы Охлаждения, Тепловой Расчет – Cooling Systems
Охлаждение компонентов, систем, корпусов, расчёт параметров охладителей
Моделирование и Анализ Силовых Устройств – Power Supply Simulation
Моделирование силовых устройств в популярных САПР, самостоятельных симуляторах и специализированных программах. Анализ устойчивости источников питания, непрерывные модели устройств, модели компонентов
Силовые полупроводниковые приборы (MOSFET, BJT, IGBT, SCR, GTO, диоды). Силовые трансформаторы, дроссели, фильтры (проектирование, экранирование, изготовление), конденсаторы, разъемы, электромеханические изделия, датчики, микросхемы для ИП. Электротехнические и изоляционные материалы.
Интерфейсы
Форумы по интерфейсам
все интерфейсы здесь
Поставщики компонентов для электроники
Поставщики всего остального
от транзисторов до проводов
Компоненты
Закачка тех. документации, обмен опытом, прочие вопросы.
Майнеры криптовалют и их разработка, BitCoin, LightCoin, Dash, Zcash, Эфир
Обсуждение Майнеров, их поставки и производства
наблюдается очень большой спрос на данные устройства.
Встречи и поздравления
Предложения встретиться, поздравления участников форума и обсуждение мест и поводов для встреч.
Ищу работу
Предлагаю работу
нужен постоянный работник, разовое предложение, совместные проекты, кто возьмется за работу, нужно сделать.
Куплю
микросхему; устройство; то, что предложишь ты 🙂
Продам
Объявления пользователей
Тренинги, семинары, анонсы и прочие события
Общение заказчиков и потребителей электронных разработок
Обсуждение проектов, исполнителей и конкурсов