sardegna - stampante con servo-motori

salve a tutti, era da un po' che volevo unirmi alla community qui sul forum, ma per una cosa o per l'altra non l'ho fatto, ho costruito una reprap 2 anni fa, mi ha aperto un mondo, da allora è cambiato il mio modo di percepire la realtà, molte cose impossibili sono diventate possibili, ho apportato piano piano delle modifiche alla stampante per renderla sempre più precisa, così quasi subito ho scoperto che un piano in HIPS per il PLA ne rende molto più facile e sicura la stampa, mai più avuto problemi di pezzi staccati senza l'uso di additivi, si tratta del piano bianco in plastica delle multifunzione HP, quello dello scanner, uso da quasi 2 anni lo stesso piano che ha visto decine di kg di plastica stampata sopra e ancora tiene! prima le avevo provate tutte, vetro riscaldato, nastri, additivi, ma nulla è semplice ed economico come questo piano, il pezzo stampato regge svariati chili di trazione quando aderisce al piano, ma basta flettere un poco il piano e il pezzo viene via facilmente! insomma era quello che volevo, da li ho imparato a disegnare al cad 3D e a progettare gli oggetti di cui avevo bisogno per completare le mie creazioni... insomma una storia lunga .. lasciate che mi presenti, mi chiamo Daniele Poddighe e sono uno studente di ingegneria elettronica a cui piace usare nella pratica i concetti astratti che ci buttano addosso a lezione.. così mi è balenata l'idea di migliorare la trasmissione della stampante utilizzando servomotori con un controllo in retroazione closed-loop, le migliorie che si possono apportare in questo modo sono tante, le leggerete nella pagina github del codice per arduino che ho messo insieme: [github.com]

cosa mi ha spinto a fare questo? tengo la stampante in camera, io dormo anche se fuori c'è un bombardamento, ma le persone che mi stanno vicino no! e a volte anche ai piani sottostanti le vibrazioni degli stepper arrivano... ho isolato da terra la stampante con del polipropilene espanso e per ora sembra funzionare, seconda cosa vorrei aumentare la velocità di stampa, ma la curva di coppia degli stepper non lo permette, all'aumentare della velocità la coppia si riduce drasticamente...

ecco il video del sistema che ho messo su: [www.youtube.com]

è ancora impreciso e su scheda di prototipazione, sto usando un carrello di una vecchia stampante hp e senza apportare troppe modifiche ho collegato l'encoder lineare ad arduino e pilotato il motore con un integrato delle texas instrument che ho richiesto come campione omaggio, LMD1845, ho messo insieme un codice che utilizza gli output per stepper della ramps e tramite un controllo PID pilota il motore nella posizione desiderata, il sistema ha un costo irrisorio, 0 nel mio caso xk si tratta di una stampante recuperata e componenti recuperati.

sto già elaborando un pcb per mettere insieme arduino e i controller per i motori su una sola scheda lasciando anche spazio ad ulteriori sviluppi, se volete allego i file schematic e board che ho fatto sin ora, sono da migliorare (sto imparando ad usare eagle) .. spero sia di gradimento il mio lavoro.. e anche se non lo fosse lo porto a compimento ugualmente .. grazie del supporto!!!

grande daniele, complimenti

Veramente un bellissimo lavoro! Complimenti.

si davvero un lavoro interessante.... prosegui perche mi sembrano ottimi presupposti quelli su cui lavori......

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Davide
Immagina e Crea
Progetto Flusso canalizzatore 4 vie
My Thingiverse

Volevo farti una domanda... il carrello torna in posizione perchè il software legge i passi persi, oppure ha un controllo della posizione in temporeale per determinare dov'è e dove dovrebbe essere?

Emiliano

grazie a tutti per il supporto, stavo giusto montando i nuovi encoder ottici angolari, emyx74 il carrello se per qualsiasi motivo viene spostato cerca di andare al target definito dalla somma dei passi sull'asse in quel momento, il che vuol dire che riprende la stampa nel punto giusto senza traslare gli strati, il controllo della posizione è in tempo reale, un interrupt costringe arduino ad eseguire una funzione che legge l'encoder ogni volta che viene rilevato uno spostamento della testina, quando dalla ramps viene ordinato al servo di muoversi si scrive sul target la posizione che il carrello deve assumere, quindi si controlla dove è il carrello in quel momento e il controllo pid provvede a portarlo in posizione nel minor tempo possibile, un passo successivo potrebbe essere quello di sospendere la stampa se un carrello viene bloccato così da non lasciare nemmeno un buco nella stampa, in questo caso è necesario che la schedina che sto implementando comunichi con la ramps (non ho visto se gli interrupt del mega sono già stati tutti utilizzati, in caso contrario si gestisce una funzione che sospenda la stampa se arriva una segnalazione e la riprenda automaticamente quando la posizione viene raggiunta)

Ciao Daniele, la tua ricerca è molto affascinante! Che coppia sviluppa un servo motore di quel tipo? Come mai parli di prezzi, hai già dei confronti che puoi sottoporci?
Grazie mille per la tua condivisione.

grazie! la coppia dipende dal motore utilizzato, quelli che sto usando ora hanno una coppia a 26volt di alimentazione di3,8 N/cm e velocit 3350 rpm , per avere confronti definitivi sui prezzi devo aspettare la conclusione del progetto, posso anticipare alla buona che la schedina che sto elaborando per convertire il segnale da stepper a servo verrà a costare intorno ai 10€ (e farò in modo che il prezzo non differisca, a costo di cambiare componenti), il che confrontato con i servo-controller in commerciò è circa 10 volte inferiore! per i motori a corrente continua i prezzi sono piuttosto vari a seconda della coppia/velocità che si desidera per trainare cinghie o ballscrew... darò comunque uno standard per fare un confronto prezzo/prestazioni del sistema servo vs stepper, prendo anche in considerazione le tonnellate di stampanti 2D che ogni giorno finiscono allo sfascio (motori ed encoder gratuiti) e la gente volenterosa che ne salva parecchie e rivende i motori su ebay a prezzo stracciato, poi la stragande maggioranza di nema 17 in commercio sono usati e smontati da altri macchinari, quindi il meccanismo è o stesso

complimenti è una cosa molto interssante soprattutto per il riposizionamento, aspetto con ansia gli sviluppi

AGGIORNAMENTI: forse mi sto spingendo troppo oltre, gli encoder che credevo fossero da 4000 posizioni ne hanno 9600 a giro e a 3450 rpm diventa difficoltoso gestirli con arduino, perciò abbasserò il tiro e cercherò di trovare i miglior compromesso tra lettura/precisione, prendo in considerazione anche il cambio di scheda, sto provando un porting su olimexino 32bit 75mhz vediamo se quest'ultimo riesce a gestire un simile treno di interrupt senza problemi di overflow o perdita di posizioni... è anche probabile che sia tardi e io sia stanco domani riprovo e vedo come gestire i nuovi encoder, notte a tutti!

Edited 1 time(s). Last edit at 11/12/2013 07:44PM by danithebest91.

Ciao, sono interessato alla tua idea. Per caso l'hai portata avanti?

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Ivan Bortolin
Stampa 3D e prototipazione rapida Friuli, Italia
MendelMax, Ramps 1.4, Marlin V1

ciao! sto per costruire la stampante che sfrutta questo sistema, 1 settimana o 2 ed è pronta

Ottimo, attendo novità!

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Ivan Bortolin
Stampa 3D e prototipazione rapida Friuli, Italia
MendelMax, Ramps 1.4, Marlin V1

News? ^__^

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Prusa i3 R2 + The Shell - Saintsmart Ramps 1.4 - Mega2560 R3 - Driver A4988 - Firmware MarlinKimbra
Mini Kossel - Alligator - Firmware MarlinKimbra4due

Scusate se riesumo il post, ma ci sono novità a riguardo?

Il nostro amico non si è fatto più vivo purtroppo :/
Nel frattempo io ho cominciato a lavorare a un progetto simile però, trovi tutto qui
[forums.reprap.org]

(è ancora work molto in progress)

salve, il progetto non è morto, ho avuto degli impegni e ho dovuto spostare la mia attenzione altrove, ecco alcune foto dei progressi con encoder angolari ServoStrap

Ciao,
ottima notizia.
Bravo e grazie

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Enrico

[www.dapa3dservice.it] [www.studiodapa.it]
repstrap dApA, Ramps 1.4, MarlinKimbra / scanner 3D Cubify Sense / Formlabs Form 2

io invece sarei interessato al piano di stampa flessibile. Puoi darci qualche dettaglio in piu su dove reperirlo?

Tempo fa presentarono qualcosa del genere su kickstarter e ora lo vendono a 40 dollari!

ciao, stiamo mettendo su una startup in 4, il suddetto piano è difficile da reperire stiamo contattando industrie di estrusione plastica da cui possiamo acquistare le lastre dello spessore giusto (dai 4 ai 6mm massimo) puoi reperire lo stesso materiale negli scanner hp, la lastra bianca che comprime il foglio sul vetro, dovrebbe essere una miscela di polystirene il problema è che è sottile 2mm e il pezzo pur aderendo si trascina il piano, se abbiamo fortuna, visto che vendono solo a tonnellate, li metteremo in vendita noi a circa 15-20€ un piano 23x23cm 5mm di spessore; stavo anhe pensando alla soluzione cingolato per espellere automaticamente i pezzi con cingoli dello stesso materiale, ma questa è un'altra storia, contattami via pm se desideri sapere di più o vuoi una campionatura

Bravi, in bocca al lupo!

Ho trovato il link al piano di stampa che corrisponde alla tua descrizione. Eccolo.

su arduino e stm32 ho sviluppato pure io un programma per gestire motori servo emulando però gli impulsi step

funziona ed è preciso ma troppo lento per gestire una stampante 3d

quando ho tempo riprendo il lavoro implementando la funzione interna del stm32 per la gestione dell'encoder

ho in cantiere anche lo sviluppo di una reprap con encoder

la prima versione

[www.youtube.com]

penultima versione con chip di decodifica quadratura hct2032

[www.youtube.com]

la versione stm32 con hctl2032 funziona ugualmente ma c'è il problema della tensione 5v a 3,3v del stm32 che ho risolto con dei convertitori di livello

Edited 3 time(s). Last edit at 02/07/2015 11:12AM by c128.

Qbert25 si quello è il piano commerciale disponibile a prezzi altissimi sul sito dell'inventore.

c128 hai la possibilità di provare il programma da me assemblato per i motori dc? non ho ancora avuto la possibilità di mettere il naso ai chip per gli encoder ma probabilmente presto lo farò, la precisione nel video sembra buona tuttavia eviterei riduzioni con ingranaggi al motore in quanto aggiungono possibili giochi, opta per viti a ricircolo se devi demoltiplicare, io per il prototipo sto usando barre filettate M6 e giunti M6 nei test non hanno gioco apprezzabile, l'attrito sarà un po' alto infatti nella fase successiva passerò alle viti con cuscinetti a ricircolo di sfere, riesci a risolvere il problema dei 3,3v con un convertitore di livello logico da pochi € appena l'ho in mano ti posto quello che ho usato io, grazie per il supporto

il tuo programma e' abbastanza semplice ma poco efficace per gestire in tempo reale i movimenti di un motore con posizionamento PID
Gli algoritmi pid sono semplici (vengono usati per gestire la temperatura su marlin) ma hanno la pecca di "oscillare' e di raggiungere il punto stabile in troppo tempo. (chiaro che per la temperatura che oscilla di 0.1 questo non e' un problema)
Nel programma che ho sviluppato ho creato un algoritmo che comprime nel tempo le oscillazioni usando i cicli di clock.
Per lo sviluppo di questo tipo di driver basato su motori DC ho trovato molti ostacoli principalmente nella lettura dell'encoder.
Ci sono alcune librerie per arduino che gestiscono la lettura dell'encoder via interrupt in maniera molto efficace ma con velocita' non molto elevate, diciamo che vanno bene per posizionamento di videocamere o per controllare bracci di robot.
Con il chip hctl2032 ho una discreta velocita' del chip (32mhz) che ha una uscita a 8bit con 4 registi per un totale di 32bit.
Il problema e' che per leggere i registi ci impiega troppo tempo
Stm32 ha una funzione specializzata per la lettura dell'encoder che avviene via hardware e qui devo approfondire...

poi ci sarebbe un discorso per una gestione in DMA ma sinceramente fino li non ci arrivo

il motore che ho usato e' solo per gli esperimenti "di laboratorio" i motori dc che ho nel cassetto per la futura reprap sono invece questi: Japan Servo Model #: DSE55B60

Edited 1 time(s). Last edit at 02/07/2015 11:09AM by c128.

bene non molto lontani da quelli che sto usando io, avevo visto le oscillazioni per quello ho puntato su una madrevite per gli spostamenti così un'oscillazione da 0,1mm diventa 1000 volte pi piccola senza avere giochi nelle riduzioni, sull'stm32 di olimexino il mio programma gira come una scheggia legge benissimo quell'encoder da 4000 e passa posizioni alla massima velocità del motore (una cascata enorme di interrupt ) continuando ad eseguire tutte le altre operazioni, tuttavia resta aperto ad implementazioni essendo molto semplice, per la lettura diretta dell'encoder esistono librerie già sviluppate oppure si tratta di riscrivere? premetto che con il codice arranco un po' e bene o male me la cavo, sono più portato alla realizzazione hardware, per fortuna esistono questi forum dove ci si aiuta.

PS ho provato a caricare il mio programma su intel galileo, se arrivano dati oltre i 300 circa al secondo crasha, ho scoperto ora che emula arduino su linux quindi i 400mhz sono solo apparenti...

lascia stare gli interrupt per leggere l'encoder!
bisogna usare hardware specifico e il chip stm34 ha la soluzione! (hardware timer).
se vuoi possiamo svilupparlo assieme per smt32, io uso mbed simile ad arduino IDE, prova a dargli una occhiata

prova a leggere qui

[developer.mbed.org]

[developer.mbed.org]

se vuoi apriamo un team su mbed e ci sviluppiamo questo software

Edited 3 time(s). Last edit at 02/07/2015 11:46AM by c128.

questo e' il video dove si vede meglio gli steps

[www.youtube.com]

Edit: ho postato due volte per errore, pardon

Edited 1 time(s). Last edit at 02/11/2015 10:50PM by ApBrandy.

ciao, sto lavorando al vostro stesso progetto usando l'STM32...sono in stand by da un po' (causa altri impegni) ma dovrei riprendere a lavorarci a breve. Ho anche usato già mbed per la mia tesi di laurea. Se vi serve un componente sarei molto contento di unirmi a voi (prima di fermarmi stavo scrivendo il codice per la lettura degli encoder con i timer dell'stm di cui si parlava più su )

Edited 1 time(s). Last edit at 02/12/2015 04:34AM by ApBrandy.

probabilmente hai la testa più fresca di me
vediamo se riusciamo a completare questo progetto.

ci vediamo su mbed

ho creato questo team cosi' possiamo scambiarci sorgenti e prove

[developer.mbed.org]

il mio nome utente è c128