Que nous faut il en électronique pour faire fonctionner l’imprimante?
- communication simple avec l’ordinateur (qui gère l’affichage des tranches d’objet et le déplacement du chariot)
- pilotage d’un moteur pas a pas pour l’axe vertical.
- capteurs de fin de course pour l’initialisation de la position du chariot.
en option:
- moteur pour le tilt du bac de resine
- affichage d’informations a l’utilisateur (leds, ecran lcd, son,…?)
Communication
Pour la communication avec l’ordinateur nous avons rapidement laissé tombé l’option port parallele (difficile a trouver sur les ordis recents).
Il nous est resté trois solutions, deux a base d’usb et une utilisant l’image envoyé par le vidéoprojecteur :
arduino:
http://www.arduino.cc/
il s’agit de modules tout faits, programmables et qui peuvent communiquer en usb
C’est finalement l’option sur laquelle je me suis arrêté pour sa souplesse d’utilisation.
avantages:
- simple a programmer
- grosse communauté d’utilisateurs dont pas mal pour du pilotage de CNC (ca tombe bien
). - certaines fonctions peuvent etre codé dans l’arduino (initialisation, epaisseur de la tranche,…)
- les drivers pour windows/linux/mac déjà codé
- pas mal de choix de module (par exemple wifi ou bluetooth pour faire des extensions facilement)
inconvenients:
- prix
- Il existe plusieurs modèles d’arduino, il faudra peut être des softs différents pour chaque modèle (a voir)
hack de clavier:
La premiere idée sur laquelle je me suis lancé avant de fabriquer ma carte arduino etait de hacker un clavier usb pour récupérer sa logique de commande en utilisant les sortie du microcontroleur du clavier destinées aux leds pour la communication vers le module et les contacts des touches pour le retour d’infos vers l’ordi.
avantages:
- pas cher
- facile a trouver ou a recuperer
- pas de composants a programmer
- facile a coder sur l’ordi (il y a plein de codes sur le net pour faire clignoter les leds du clavier )
- pas d’installation ou de drivers a prévoir (les claviers sont reconnus automatiquement dans tous les systèmes)
inconvenients:
- électronique a faire soi même (circuit imprimé a graver)
- communication vers l’imprimante très lente (mais c’est bien assé rapide pour notre application donc on s’en fout )
tout optique:
une solution envisageable et élégante.
On utilise ici quelques pixels de l’image pour communiquer avec l’imprimante (en utilisant des photodiodes ou des phototransistors comme capteurs). En allumant/éteignant ces pixels avec l’ordinateur on envoie nos instructions a l’imprimante.
avantages:
- il n’y a plus que le câble vidéo… vous branchez, ca marche.
- valable sous tous les système
- programmation très simple
- c’est classe
inconvenients:
- communication unidirectionnelle (ordi->imprimante)
- les photodiodes/transistor uv ont l’air un peu chiant a trouver (on peut cependant probablement utiliser des leds comme capteurs)
- ca bouffe une partie de l’image (on peut limiter l’inconvénient en utilisant les coins par exemple)
- microcontroleur obligatoire
Pilotage du moteur pap
Pour piloter un moteur pas a pas il faut une interface de puissance (qui transforme les signaux de commande en courant a envoyer dans le moteur)
Dans notre cas le moteur peut être assez petit (bien moins puissant que pour une cnc qui doit etre capable d’usiner un matériau). Sa seule mission sera de déplacer verticalement le chariot et la pièce en cours de fabrication (disons au maximum 1kg) a une vitesse de l’ordre de quelques mm/seconde. N’importe quel moteur de récup est capable de faire ça avec au pire une petite démultiplication.
On peut donc utiliser n’importe quel module de puissance pour moteur pap.
Il existe même des modules tout fait pour l’arduino, c’est une des raison qui a motivé mon choix, c’est un peu plus cher qu’une carte faite maison mais ça rends cette solution accessible aux non électroniciens.
Pour ma pars j’ai récupéré dans un vieux scanner un moteur pas a pas bipolaire et j’ai donc choisi de me fabriquer moi même mon module de puissance.
C’est un circuit a base de l297 et l298 tiré de ce (tres bon) site: http://otocoup.com/CarteL6208.htm#SpecifL297
J’ai juste redessiné le circuit pour qu’il soit (un peu) plus compact, qu’il y ai (un peu) moins de strap et surtout pour pouvoir l’adapter a la forme des composants que j’avais trouvé.
je vous conseille aussi ce site la qui a apporté de petites améliorations a cette carte: http://cncloisirs.com/Construction/MoteursPAP
Toutes les indication de ces deux sites sont valables et a suivre scrupuleusement sous peine de cramage de composants (notamment l’avertissement sur l’ordre d’alimentation, je viens de griller mon l298, je vous confirme que c’est pas cool)
Voila un lien vers mes fichiers kicad ici vous pouvez les réutiliser comme bon vous semble
Pour ceux qui n’aurait pas le matériel ou le temps de fabriquer eux même leurs modules on trouve a des tarifs raisonnables (10/15€) des modules de puissance tout monté dans pas mal de site et de magasins ainsi que sur e-bay.
Dans le cas de l’utilisation d’un arduino pour la partie communication il existe aussi des modules de puissance tout fait (aux alentours de 15 euros) qu’il suffit d’emboiter avec le module principal (même pas une soudure, si c’est pas beau ça )
Capteurs
Pour les capteurs nous partirions sur des capteurs optiques (a fourche) facile a recuperer dans toutes les imprimantes.
Les capteurs mécaniques (interrupteurs) pourraient aussi éventuellement être utilisé mais il faudra faire des tests de précision (on bosse au 10eme de mm quand même)
Leur interfaçage avec la partie commande se fait simplement:
- un arduino possède plusieurs entrée/sortie. il suffira de connecter les capteurs dessus
- avec le système de hack de clavier on utilisera les touches pour envoyer un signal au logiciel
- le système optique n’a pas de retour a l’ordinateur, les capteurs devront donc être géré directement par le microcontroleur qui pilote l’imprimante.
Mise en œuvre
comme vous pouvez le voir il existe plusieurs solutions pour la partie électronique. De la solution clef en main a celle ou tout est a faire.
Ayan t commencé à travailler sur l’option hack de clavier et carte de puissance faite maison je vous presente donc le travail effectué. C’est une solution peu chère (une 20aine d’euros) mais il faut être un minimum équipé.
comme vous pourrez le voir sur cette page de notre thread la solution fonctionne, il reste a faire une belle carte pour connecter le hack de clavier et les capteurs de fin de course proprement et gérer l’alimentation de tout ce petit monde.
Hearty ayant bien avancé une carte entièrement faite maison et ne voulant pas faire doublon je me suis alors penché sur un module de puissance pour arduino afin de faciliter l’acces aux personnes peu equipés (pas besoin de programmateur de microcontroleur, acces facile en usb,…)
En attendant que je lui dédie un article (c’est un gros morceau) vous pouvez retrouver toutes les infos utiles sur ce module sur le forum 