سخت افزار

سخت افزار پلاتر دو بعدی از اجزا زیر تشکیل شده است که در ادامه به تفضیل به شرح عملکرد هرکدام می پردازم .

1) برد آردوئینو

2) استپر موتور * 2

3) میکروسروو موتور

4) شاسی

5) Bread board

6) منبع تغذیه

7) درایور

 

• برد آردوئینو : آردوینو یک برد اپن سورس مناسب برای نمونه سازی می باشد و بر اساس سخت افزار و نرم افزار منعطف و ساده پایه ریزی و طراحی شده است.
  آردوینو می تواند با استفاده از سنسور های مختلف محیط اطراف را احساس کند ، آردوینو می تواند با کنترل لامپ ها ، موتور ها  و سایر ماژول ها بر دنیای اطراف خود تأثیر گزاری کند.میکروکنترلر بکار رفته بر روی برد آردوینو بر اساس زبان برنامه نویسی آردوئینو (بر پایه Wiring) و محیط ویژه کدنویسی آن (بر پایه Processing) برنامه ریزی شده است و شما برای کد نویسی به هیچ نرم افزار جانبی و یا کامپایلر دیگری نیاز ندارید. پروژه های آردوینو می توانند به صورت stand-alone و یا مرتبط با سایر نرم افزار های کامپیوتر شخصی شما باشد. برای مثال شما می توانید فرمان های خود را برای کنترل موتور ها با یک کامپیوتر شخصی از طریق پورت USB ارسال نموده و یا داده های سنسورها را نیز از همین پورت دریافت نمایید.

  آردوینو تقریبا می تواند به هر چیزی وصل شود ، کامپیوتر شخصی ، گوشی موبایل ، تبلت ، لپ تاپ ، شبکه های محلی و اینترنت از طریق سیم و وایفای ، اتومبیل شخصی ، دستگاهای موجود در منزل و هزاران هزار مورد دیگر. برد آردوئینو در ابعاد مختلف با سخت افزارهای مختلف و دارای توان عملکرد متفاوت تولید می شوند که در این پروژه ما از Arduino Uno استفاده کرده ایم.

• استپر موتور : استپر موتورها نوعی خاص از موتورهای DC هستند که در گام های گسسته حرکت می کنند، به عبارت دیگر حرکت shaft آن ها پیوسته نبوده و در گام هایی که از پیش طراحی شده است حرکت می کنند. استپر موتورها را به دلیل تغذیه متفاوت آن ها می توان حلقه اتصال الکترونیک و قدرت دانست؛ استپرها برخلاف دیگر موتورها به طور مستقیم با ولتاژ ( موج پیوسته) تغذیه نمی شوند بلکه تغذیه آن ها به صورت گسسته و در منطق باینری می باشد. یعنی به استپرها برق مستقیم وصل نمی کنیم بلکه به آن ها 0 و 1 می دهیم. یکی از ویژگی های مهم استپرها دقت حرکت آن ها به دلیل همین حرکت به صورت گسسته می باشد و علت استفاده از این نوع موتور در پلاتر دو بعدی و یا انواع دیگر چاپگرها نیز همین ویژگی این دسته موتورهای الکتریکی است. وظیفه دو عدد استپر موتور به کار گرفته شده در پلاتر دو بعدی مکانیابی نقطه دقیق مورد نظر برای چاپ و حرکت در راستای x و y می باشد.

• میکروسرووموتور : سروو موتورها را می توان به عنوان یک محرک دوار یا خطی که امکان حرکت دوار به صورت دقیق را در اختیار کاربر می گذارند تعریف کرد. درباره سروو موتورها این نکته که آن ها دارای feedback می باشند حائز اهمیت است که طبیعتا همین مسئله باعث افت سرعت پاسخ آن ها نسبت به ورودی می شود. در پلاتر دو بعدی ساخته شده وظیفه میکروسروو استفاده شده حرکت قلم در راستای محور z می باشد.

  

• شاسی : شاسی دستگاه وظیفه نگهداشتن قطعات تشکیل دهنده پلاتر در کنار یکدیگر را داشته و می تواند از مواد اولیه مختلفی مانند فلز، چوب، پلاستیک، کائوچو، پلکسی و ... ساخته شود. ما در ساخت این پلاتر از پلکسی به منظور ساخت شاسی استفاده کردیم.

• Bread board : برد بوردها وسایل ابتدایی در الکترونیک هستند که از آن ها می توان برای کنار هم قرار دادن قطعات الکترونیکی در مراحل اولیه تست و ساخت استفاده کرد، طبیعی است که نسخه نهایی می بایست روی مدار چاپی (PCB) ساخته شود. دلیل نامگذاری این قطعه آن است که در گذشته برای کنارهم گذاشتن قطعات الکترونیکی از نان های بیات که قابلیت خوراکی نداشتند استفاده می شده در نهایت پس از ساخت این قطعه نیز آن را Bread Board نامیدند.
• منبع تغذیه : همانطور که از اسم آن مشخص است وظیفه تغذیه الکتریکی سیستم را بر عهده دارد. بهترین گزینه برای تغذیه یک مدار الکتریکی منابع تغذیه قابل تنظیم موجود در بازا هستند ولی ما برای این پروژه از یک آداپتور با ولتاژ قابل تنظیم و خروجی حداکثر 1200 میلی آمپر استفاده کردیم.

• درایور : درایور یک IC است که وظیفه تامین جریان مورد نیاز برای راه اندازی موتورها را بر عهده دارد، اگر موتورها را به طور مستقیم هم به برد آدروئینو وصل کنیم احتمالا موتورها کار می کنند ولی قطعا جریان کافی و در نتیجه قدرت کافی جهت انجام کار مطلوب را ندارند. در این سیستم درایورها پل میان آردوئینو و موتورها هستند، ما داده های کامپیوتری را به آردوئینو ( میکروپروسسور) ارسال و آردوئینو آن ها را به درایورها می فرسد، درایورها نیز داده ها به موتورها می رسانند. در این پروژه ما از IC L293D به عنوان درایور استفاده کرده ایم.