Capteur de filament pour les imprimantes 3d et les extrudeurs de filament 3d pour imprimer
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Ce que c'est
...Il s'agit d'un prototype pour un capteur optique qui mesure la largeur du filament plastique en temps réel car il entre dans une imprimante 3D ou une extrudeuse de filament. Il s'agit du prototype # 3 (les 2 autres sont sur Thingiverse).
Ce qu'il fait
L'idée est qu'avec une mesure de largeur en temps réel, l'imprimante 3D (ou extrudeuse de filament) pourrait compenser l'écoulement extrudé pour les changements de largeur de filament. De plus, s'il y a une variation entre les bobines de filament, il n'est pas nécessaire de calibrer pour cela lors de la tranche. Le code G est indépendant du diamètre du filament. Pour les extrudeurs de filament, la largeur mesurée peut être utilisée comme rétroaction dans le processus d'extrusion. Cette version comprend une carte PC conçue sur mesure ainsi qu'un boîtier.
Pour les imprimantes 3D
Une version de Marlin est modifiée pour utiliser les données du capteur.
Le capteur sortira une tension en millimètres (3V = 3 mm) qui est indiqué sur le voltmètre.
J'ai apporté quelques modifications à Marlin pour lire le diamètre du filament en temps réel et compenser le taux d'extrusion. Le code utilise un tampon pour gérer le retard de transit entre la mesure du capteur et la buse.
La branche principale de Marlin a désormais un support initial pour le capteur. Cependant, il n'a pas de support LCD (pourtant - la demande de traction a été soumise). Vous pouvez trouver la version avec le support LCD à https://github.com/filipmu/marlin/tree/filament-sensor
Pour les extrudeurs de filament
Ce capteur prototype est compatible avec la conception de la dernière extrudeuse Lyman. J'ai travaillé avec Hugh pour construire le contrôleur et incorporer le capteur dans le système.
http://www.thingiverse.com/thing:380987
Autres applications
Pourrait utiliser autonome avec un voltmètre ou un écran de panneau LED et une alimentation 5V (pensez au chargeur USB). Pour montrer la largeur du filament sans interfaçage avec l'imprimante ou l'extrudeuse. Peut également se connecter à un enregistreur de données pour suivre le diamètre du filament.
Peut mesurer la largeur ou le diamètre de tout objet dans cette plage de taille (fil, tiges de l'usine, etc.)
Spécifications du capteur (mes estimations)
1. Précision: utilisation pratique: 0,02 à 0,05 mm en mode ratiométrique pour un filament de 3 mm. Théorique: le capteur a des pixels de 0,06 mm de large, et avec la détection des bords de la sous-pixel, je suppose que c'est 5 à 10 fois mieux, donc 0,01 mm.
2.
3. Limites: Peut ne pas fonctionner avec un filament clair ou translucide. Pas entièrement testé pour un filament de 1,75 mm mais devrait fonctionner.
Comment cela fonctionne: voir Doc ci-joint.
Première étape - décidez si vous voulez un capteur pour l'impression 3D ou l'extrusion de filament.
Approvisionnement
1. Faites fabriquer la carte PC.
Voir VoirStudio_Order_V2.0.zip pour les fichiers nécessaires pour commander une carte de SeedStudio. Les spécifications sont sur le PC_Board_Bom.pdf.
Alternativement, utilisez les fichiers Eaglecad pour commander ailleurs. L'épaisseur de la PCB est essentielle dans la conception pour s'assurer que le boîtier se ferme. Devrait être 1,6 mm comme indiqué sur la carte PC Bom.
2. Commandez des pièces de la carte BOM (PC et soit l'extruder_version_bom ou l'imprimante_version_bom)
Alternativement, j'ai une petite fourniture de planches préalables et testées ici: http://owi.storenvy.com/
Faire les pièces
1. Imprimez les pièces pertinentes
(Imprimante ou extrusion .stl) en ABS avec 20% de remplissage, buse de 0,5 mm, .4 mm
hauteur de calque.
2. peigner à l'intérieur de la tour et du haut
Aire du capteur de plaque avec peinture artisanale noire plate (réduit les reflets légers).
3. Forer le trou dans le
Tour pour ajuster une LED (si nécessaire) en utilisant # 9 (0,196 pouce) Forez la vis
trous dans la plaque supérieure avec un # 50 (0,07 pouce) pour permettre aux 2-56 vis de
auto-tape.
Faire l'électronique
1. Utilisez la pâte de soudure dans une seringue et une poêle électrique pour reflux pour souder les pièces de la carte PC. Voir http://www.instructables.com/id/simple-skillet-surface-mount-soldering/
2. Vérifiez la carte PC avec un compteur pour les shorts de soudure et réparez-les.
3. Souder deux fils de 4 pouces à la LED de 5 mm à travers qui sera placée dans la tour du capteur.
4. Flash le MCU à l'aide de http://www.evbplus.com/freescale_usbdm_osbdm/usbdm_osbdm_bdm_multilink.html.
Si tout ce que vous voulez faire est de charger le micrologiciel sur le MCU, vous pouvez utiliser le logiciel fourni avec la carte Programmer (carte USBDM). Si vous installez les pilotes, il installe un logiciel Flash Programmer, celui appelé programmeur HCS08. Ce logiciel vous permet de charger le fichier «hex» compilé du micrologiciel (appelé filamentsSorproto2.abs.s19 dans le répertoire appelé flash dans le projet zippé) dans le MCU. Pas besoin de l'IDE dans ce cas.
Si vous souhaitez ouvrir le code dans l'IDE, consultez les outils de développement gratuitement à partir de freescale: freescale.com/webapp/sps/site/overview.jsp?code=cw_specialeDitions - Recherchez celui des microcontrôleurs, version Eclipse.
Assemblage final
1. Utilisez du jus d'absence pour coller la tour sur la plaque supérieure à l'aide des photos ci-jointes comme guide. Le trou dans la tour doit s'aligner avec un trou dans la plaque supérieure.
2. Imprimez le case_labels.pdf sur une imprimante injection et découpez l'étiquette pour coller à l'arrière de l'étui. Colle avec du jus d'absence. Peut laisser le jus d'absence s'imprégner du papier.
3. Appuyez sur la carte PC dans la plaque de base imprimée. Assurez-vous qu'il siège entièrement contre les affrontements (utilisez un couteau exacto pour effacer le plastique)
4. Poussez l'ensemble de plaque supérieure sur la plaque inférieure (ils doivent s'accoupler) et s'attacher avec les vis 2-56 (3 pour la version extrudeuse, 4 pour l'imprimante)
5. Fixez les fils LED aux bornes à vis + et-cath. LED a un plat du côté terminal -cath.
6. Insérez la LED dans la tour (devrait s'adapter doucement) et visser le capuchon ABS tout en maintenant les fils en place.
Test et étalonnage
1. Connectez un voltmètre à la borne «Out» et à la borne «GND».
2. Fournir 5 volts à la bonne borne (j'utilise un chargeur USB et un câble USB coupé)
3. Les LED doivent s'allumer et le voltmètre doit lire en dessous de 1 V.
4. Placer un morceau de tige d'étalonnage (précis 1/16 en tige de forage) dans le capteur et maintenir doucement le niveau et vers le bas. - La tension doit afficher> 1 volt. Appuyez et maintenez le bouton sur le capteur pendant> 3 secondes - le LED indicateur se déclenchera, puis la fin de la fin.
5. La tension de sortie doit afficher 1,56 volts, en supposant que la tension de puissance est exactement de 5,00 volts. Peut appuyer sur le bouton <1 sec pour passer des modes en sortie absolue pour confirmer l'étalonnage. - Voir le fichier Board_instructions pour plus de détails.
Fixez le capteur à une imprimante 3D ou à l'extrudeuse de filament
Voir Filament Extruder Thing pour les instructions pour l'extrudeuse de filament:
http://www.thingiverse.com/thing:380987
Pour l'imprimante 3D:
1. Connectez le capteur à un A / D
Entrée et + 5v Power sur la carte de contrôle de l'imprimante 3D - Voir 3D
Fichier imprimante_hookup.pdf.
2. Téléchargez la version modifiée
de marlin de github https://github.com/filipmu/marlin/tree/filament-sensor - j'espère que ce sera
Incorporé dans le Marlin officiel dans le futur.
3. Modifiez le fichier de configuration comme
nécessaire pour votre imprimante. Il y a de nouveaux définis pour le filament
capteur dans ce code.
4. Téléchargez le firmware dans votre 3D
imprimante.
Utilisation du capteur avec votre extrudeuse ou votre imprimante
Voir Filament Extruder Thing pour les instructions pour le filament
Extrudeuse:
http://www.thingiverse.com/thing:380987
Pour l'imprimante 3D:
1. Ajoutez du code G personnalisé à votre
Logiciel Sliner pour activer le capteur:
M405; Allumez le contrôle du filament
2. Bien que l'imprimante soit inactive, vous pouvez
Voir la lecture du capteur de filament en saisissant et en envoyant un M407 à votre
imprimante. Il renverra le diamètre au journal.
Quoi de neuf dans ce prototype
Version (# 3)
J'ai amélioré la carte PC (maintenant version 2) pour utiliser les bornes à vis pour les connexions. J'ai supprimé les composants inutilisés. La carte a les mêmes dimensions que la V1 précédente pour le prototype # 2. Notez que le prototype # 1 avait la carte V0 (fabriquée à la main), donc le numéro de version de la carte est à l'origine du prototype #.
Il y a deux conceptions de cas, une pour les imprimantes 3D et une pour les extrudeuses de filament. La même carte PC fonctionne dans les deux.
Informations sur les versions antérieures
Il y a beaucoup de discussions pertinentes sur les sites de version précédente:
Version 2: http: //www.hatheiverse.com/thing: 89044
Version 1: http: //www.thingiverse.com/thing: 70775
Obtention de pièces (sources de vendeurs)
1. PC Board - Les fichiers incluent tout ce dont vous avez besoin pour vous soumettre au service de la carte de SeedStudio: http://www.seeedstudio.com/service/index.php?r=pcb
2. Les composants électroniques peuvent être commandés à Mouser. Digikey est également une alternative.
3. ENCO fournit la tige de forage d'étalonnage: http: //www.use-enco.com/cgi/insrit? Pmaka = 408-0001 & pMpxno = 939654 & partpg = INLMK32
4. Si vous souhaitez éviter de fabriquer et de souder votre propre carte, je vends un nombre limité de kits de carte PC terminés et testés à: http: //owi.storenvy.com/
Où le prendre à partir d'ici:
Voici quelques réflexions sur l'endroit où prendre cette idée, certaines suggérées par d'autres:
1. Il ne mesure que le diamètre en 1 dimension. Le filament peut être ovale, alors mesurez dans plus de dimensions. Certaines options sont plusieurs capteurs d'image, ou l'utilisation d'un servo RC pour scanner physiquement le capteur autour du filament et faire une moyenne géométrique.
2. Améliorer la précision existante - Utiliser des lentilles ou un meilleur éclairage pour garantir la distance du filament du capteur n'affecte pas la lecture. Pourrait également utiliser de petits rouleaux pour maintenir le filament en place.
3. Améliorez la sortie afin qu'elle produit une sortie I2C numérique plutôt que la tension analogique.
4. Mettez à jour Marlin afin que le capteur vérifie également la fin du filament.
5. Le capteur doit fonctionner pour un filament de 1,75 mm, mais plus d'informations / commentaires / travail nécessaires pour affiner la conception (je n'ai pas d'imprimante qui utilise un filament de 1,75 mm)
6. La tige d'étalonnage est difficile à trouver en Europe, alors faites fonctionner la planche avec une tige d'étalonnage de 3 mm.
7. Faites une version avec un processeur ATMEL afin qu'il puisse utiliser la chaîne d'outils Arduino.
8. Utiliser la carte Arduino existante et la carte de capteur:
- Filament ABS
- peinture artisanale en acrylique noir
- Carte PC du capteur (voi...r spécifications fixées)
- Composants électroniques pour la carte de capteur (voir les spécifications attachées)
- Fournitures électroniques (soudure, pâte de soudure SMD, fil de raccordement, etc.)
- Freescale HCS08 Programmer (voir les détails)
- logiciel Marlin modifié (voir les détails)
- Tie d'étalonnage (tige de forage .0630 mm)
Designer
filipmulierDescription du modèle 3D
Un capteur prototype qui peut mesurer le diamètre du filament en temps réel pour votre imprimante 3D ou votre extrudeuse de filament.Ce que c'est
...Il s'agit d'un prototype pour un capteur optique qui mesure la largeur du filament plastique en temps réel car il entre dans une imprimante 3D ou une extrudeuse de filament. Il s'agit du prototype # 3 (les 2 autres sont sur Thingiverse).
Ce qu'il fait
L'idée est qu'avec une mesure de largeur en temps réel, l'imprimante 3D (ou extrudeuse de filament) pourrait compenser l'écoulement extrudé pour les changements de largeur de filament. De plus, s'il y a une variation entre les bobines de filament, il n'est pas nécessaire de calibrer pour cela lors de la tranche. Le code G est indépendant du diamètre du filament. Pour les extrudeurs de filament, la largeur mesurée peut être utilisée comme rétroaction dans le processus d'extrusion. Cette version comprend une carte PC conçue sur mesure ainsi qu'un boîtier.
Pour les imprimantes 3D
Une version de Marlin est modifiée pour utiliser les données du capteur.
Le capteur sortira une tension en millimètres (3V = 3 mm) qui est indiqué sur le voltmètre.
J'ai apporté quelques modifications à Marlin pour lire le diamètre du filament en temps réel et compenser le taux d'extrusion. Le code utilise un tampon pour gérer le retard de transit entre la mesure du capteur et la buse.
La branche principale de Marlin a désormais un support initial pour le capteur. Cependant, il n'a pas de support LCD (pourtant - la demande de traction a été soumise). Vous pouvez trouver la version avec le support LCD à https://github.com/filipmu/marlin/tree/filament-sensor
Pour les extrudeurs de filament
Ce capteur prototype est compatible avec la conception de la dernière extrudeuse Lyman. J'ai travaillé avec Hugh pour construire le contrôleur et incorporer le capteur dans le système.
http://www.thingiverse.com/thing:380987
Autres applications
Pourrait utiliser autonome avec un voltmètre ou un écran de panneau LED et une alimentation 5V (pensez au chargeur USB). Pour montrer la largeur du filament sans interfaçage avec l'imprimante ou l'extrudeuse. Peut également se connecter à un enregistreur de données pour suivre le diamètre du filament.
Peut mesurer la largeur ou le diamètre de tout objet dans cette plage de taille (fil, tiges de l'usine, etc.)
Spécifications du capteur (mes estimations)
1. Précision: utilisation pratique: 0,02 à 0,05 mm en mode ratiométrique pour un filament de 3 mm. Théorique: le capteur a des pixels de 0,06 mm de large, et avec la détection des bords de la sous-pixel, je suppose que c'est 5 à 10 fois mieux, donc 0,01 mm.
2.
3. Limites: Peut ne pas fonctionner avec un filament clair ou translucide. Pas entièrement testé pour un filament de 1,75 mm mais devrait fonctionner.
Comment cela fonctionne: voir Doc ci-joint.
Première étape - décidez si vous voulez un capteur pour l'impression 3D ou l'extrusion de filament.
Approvisionnement
1. Faites fabriquer la carte PC.
Voir VoirStudio_Order_V2.0.zip pour les fichiers nécessaires pour commander une carte de SeedStudio. Les spécifications sont sur le PC_Board_Bom.pdf.
Alternativement, utilisez les fichiers Eaglecad pour commander ailleurs. L'épaisseur de la PCB est essentielle dans la conception pour s'assurer que le boîtier se ferme. Devrait être 1,6 mm comme indiqué sur la carte PC Bom.
2. Commandez des pièces de la carte BOM (PC et soit l'extruder_version_bom ou l'imprimante_version_bom)
Alternativement, j'ai une petite fourniture de planches préalables et testées ici: http://owi.storenvy.com/
Faire les pièces
1. Imprimez les pièces pertinentes
(Imprimante ou extrusion .stl) en ABS avec 20% de remplissage, buse de 0,5 mm, .4 mm
hauteur de calque.
2. peigner à l'intérieur de la tour et du haut
Aire du capteur de plaque avec peinture artisanale noire plate (réduit les reflets légers).
3. Forer le trou dans le
Tour pour ajuster une LED (si nécessaire) en utilisant # 9 (0,196 pouce) Forez la vis
trous dans la plaque supérieure avec un # 50 (0,07 pouce) pour permettre aux 2-56 vis de
auto-tape.
Faire l'électronique
1. Utilisez la pâte de soudure dans une seringue et une poêle électrique pour reflux pour souder les pièces de la carte PC. Voir http://www.instructables.com/id/simple-skillet-surface-mount-soldering/
2. Vérifiez la carte PC avec un compteur pour les shorts de soudure et réparez-les.
3. Souder deux fils de 4 pouces à la LED de 5 mm à travers qui sera placée dans la tour du capteur.
4. Flash le MCU à l'aide de http://www.evbplus.com/freescale_usbdm_osbdm/usbdm_osbdm_bdm_multilink.html.
Si tout ce que vous voulez faire est de charger le micrologiciel sur le MCU, vous pouvez utiliser le logiciel fourni avec la carte Programmer (carte USBDM). Si vous installez les pilotes, il installe un logiciel Flash Programmer, celui appelé programmeur HCS08. Ce logiciel vous permet de charger le fichier «hex» compilé du micrologiciel (appelé filamentsSorproto2.abs.s19 dans le répertoire appelé flash dans le projet zippé) dans le MCU. Pas besoin de l'IDE dans ce cas.
Si vous souhaitez ouvrir le code dans l'IDE, consultez les outils de développement gratuitement à partir de freescale: freescale.com/webapp/sps/site/overview.jsp?code=cw_specialeDitions - Recherchez celui des microcontrôleurs, version Eclipse.
Assemblage final
1. Utilisez du jus d'absence pour coller la tour sur la plaque supérieure à l'aide des photos ci-jointes comme guide. Le trou dans la tour doit s'aligner avec un trou dans la plaque supérieure.
2. Imprimez le case_labels.pdf sur une imprimante injection et découpez l'étiquette pour coller à l'arrière de l'étui. Colle avec du jus d'absence. Peut laisser le jus d'absence s'imprégner du papier.
3. Appuyez sur la carte PC dans la plaque de base imprimée. Assurez-vous qu'il siège entièrement contre les affrontements (utilisez un couteau exacto pour effacer le plastique)
4. Poussez l'ensemble de plaque supérieure sur la plaque inférieure (ils doivent s'accoupler) et s'attacher avec les vis 2-56 (3 pour la version extrudeuse, 4 pour l'imprimante)
5. Fixez les fils LED aux bornes à vis + et-cath. LED a un plat du côté terminal -cath.
6. Insérez la LED dans la tour (devrait s'adapter doucement) et visser le capuchon ABS tout en maintenant les fils en place.
Test et étalonnage
1. Connectez un voltmètre à la borne «Out» et à la borne «GND».
2. Fournir 5 volts à la bonne borne (j'utilise un chargeur USB et un câble USB coupé)
3. Les LED doivent s'allumer et le voltmètre doit lire en dessous de 1 V.
4. Placer un morceau de tige d'étalonnage (précis 1/16 en tige de forage) dans le capteur et maintenir doucement le niveau et vers le bas. - La tension doit afficher> 1 volt. Appuyez et maintenez le bouton sur le capteur pendant> 3 secondes - le LED indicateur se déclenchera, puis la fin de la fin.
5. La tension de sortie doit afficher 1,56 volts, en supposant que la tension de puissance est exactement de 5,00 volts. Peut appuyer sur le bouton <1 sec pour passer des modes en sortie absolue pour confirmer l'étalonnage. - Voir le fichier Board_instructions pour plus de détails.
Fixez le capteur à une imprimante 3D ou à l'extrudeuse de filament
Voir Filament Extruder Thing pour les instructions pour l'extrudeuse de filament:
http://www.thingiverse.com/thing:380987
Pour l'imprimante 3D:
1. Connectez le capteur à un A / D
Entrée et + 5v Power sur la carte de contrôle de l'imprimante 3D - Voir 3D
Fichier imprimante_hookup.pdf.
2. Téléchargez la version modifiée
de marlin de github https://github.com/filipmu/marlin/tree/filament-sensor - j'espère que ce sera
Incorporé dans le Marlin officiel dans le futur.
3. Modifiez le fichier de configuration comme
nécessaire pour votre imprimante. Il y a de nouveaux définis pour le filament
capteur dans ce code.
4. Téléchargez le firmware dans votre 3D
imprimante.
Utilisation du capteur avec votre extrudeuse ou votre imprimante
Voir Filament Extruder Thing pour les instructions pour le filament
Extrudeuse:
http://www.thingiverse.com/thing:380987
Pour l'imprimante 3D:
1. Ajoutez du code G personnalisé à votre
Logiciel Sliner pour activer le capteur:
M405; Allumez le contrôle du filament
2. Bien que l'imprimante soit inactive, vous pouvez
Voir la lecture du capteur de filament en saisissant et en envoyant un M407 à votre
imprimante. Il renverra le diamètre au journal.
Quoi de neuf dans ce prototype
Version (# 3)
J'ai amélioré la carte PC (maintenant version 2) pour utiliser les bornes à vis pour les connexions. J'ai supprimé les composants inutilisés. La carte a les mêmes dimensions que la V1 précédente pour le prototype # 2. Notez que le prototype # 1 avait la carte V0 (fabriquée à la main), donc le numéro de version de la carte est à l'origine du prototype #.
Il y a deux conceptions de cas, une pour les imprimantes 3D et une pour les extrudeuses de filament. La même carte PC fonctionne dans les deux.
Informations sur les versions antérieures
Il y a beaucoup de discussions pertinentes sur les sites de version précédente:
Version 2: http: //www.hatheiverse.com/thing: 89044
Version 1: http: //www.thingiverse.com/thing: 70775
Obtention de pièces (sources de vendeurs)
1. PC Board - Les fichiers incluent tout ce dont vous avez besoin pour vous soumettre au service de la carte de SeedStudio: http://www.seeedstudio.com/service/index.php?r=pcb
2. Les composants électroniques peuvent être commandés à Mouser. Digikey est également une alternative.
3. ENCO fournit la tige de forage d'étalonnage: http: //www.use-enco.com/cgi/insrit? Pmaka = 408-0001 & pMpxno = 939654 & partpg = INLMK32
4. Si vous souhaitez éviter de fabriquer et de souder votre propre carte, je vends un nombre limité de kits de carte PC terminés et testés à: http: //owi.storenvy.com/
Où le prendre à partir d'ici:
Voici quelques réflexions sur l'endroit où prendre cette idée, certaines suggérées par d'autres:
1. Il ne mesure que le diamètre en 1 dimension. Le filament peut être ovale, alors mesurez dans plus de dimensions. Certaines options sont plusieurs capteurs d'image, ou l'utilisation d'un servo RC pour scanner physiquement le capteur autour du filament et faire une moyenne géométrique.
2. Améliorer la précision existante - Utiliser des lentilles ou un meilleur éclairage pour garantir la distance du filament du capteur n'affecte pas la lecture. Pourrait également utiliser de petits rouleaux pour maintenir le filament en place.
3. Améliorez la sortie afin qu'elle produit une sortie I2C numérique plutôt que la tension analogique.
4. Mettez à jour Marlin afin que le capteur vérifie également la fin du filament.
5. Le capteur doit fonctionner pour un filament de 1,75 mm, mais plus d'informations / commentaires / travail nécessaires pour affiner la conception (je n'ai pas d'imprimante qui utilise un filament de 1,75 mm)
6. La tige d'étalonnage est difficile à trouver en Europe, alors faites fonctionner la planche avec une tige d'étalonnage de 3 mm.
7. Faites une version avec un processeur ATMEL afin qu'il puisse utiliser la chaîne d'outils Arduino.
8. Utiliser la carte Arduino existante et la carte de capteur:
Paramètres d'impression du modèle 3D
Liste de résumé (voir les documents joints pour plus de détails)- Filament ABS
- peinture artisanale en acrylique noir
- Carte PC du capteur (voi...r spécifications fixées)
- Composants électroniques pour la carte de capteur (voir les spécifications attachées)
- Fournitures électroniques (soudure, pâte de soudure SMD, fil de raccordement, etc.)
- Freescale HCS08 Programmer (voir les détails)
- logiciel Marlin modifié (voir les détails)
- Tie d'étalonnage (tige de forage .0630 mm)
