Este proyecto es parte de una colección sobre óptica de código abierto destinada a reducir radicalmente el costo de los equipos ópticos experimentales. Ver: Zhang C, Anzalone NC, Faria RP, Pearce JM (2013) Equipo de óptica imprimible en 3D de código abierto . PLoS ONE 8(3): e59840. doi:10.1371/journal.pone.0059840 acceso abierto
Este cambiador de rueda de filtro automatizado de código abierto controlado por Arduino está configurado para moverse a 8 posiciones de filtro diferentes. Normalmente estos dispositivos se utilizan en experimentos científicos que necesitan una óptica de precisión. Las versiones comerciales cuestan más de $2500 y puedes hacerlo tú mismo por menos de $50. Entonces, si solo hace una, ¡justifica con creces la compra de su propia impresora 3-D de código abierto !
Lista de materiales
Piezas no impresas
8 tornillos M3x221 tornillo de fijación M3x10 (tornillo prisionero)Tuercas 33 M31 Motor Nema 17
Piezas impresas
Todos los diseños de piezas impresas se pueden descargar aquí: http://www.thingiverse.com/thing:26553
1 Segmento Final de Rueda de Filtros (Este es diferente al resto)1 cubo de motor1 soporte de motor8 soportes de filtro1 bandera de interruptor óptico
Instrucciones
Con su variante favorita de RepRap , preferiblemente en ABS o PLA negro para reducir la luz reflejada.
Parte 1-Rueda de filtro
- Comience imprimiendo el cubo del motor en ABS o PLA. Utilizamos un relleno del 35% con 2 perímetros y 2 capas sólidas.
- Luego imprima 7 segmentos de la rueda de filtros. Sugerimos imprimirlos en PLA para evitar deformaciones. Las impresiones deformadas no se pueden utilizar. Después de cada impresión, perfore todos los agujeros. Una broca de 1/8" funciona bien si no tiene una broca de 3 mm.
- Fije los segmentos al cubo del motor colocando primero un tornillo M3x22 a través de la pieza inferior del cubo del motor, el segmento, luego la pieza superior, fije una tuerca al tornillo. No apriete del todo, esto puede dificultar la alineación de los segmentos. Una vez que se coloca un segmento junto a él, gírelos para que la pestaña en uno se alinee con la ranura en el otro lugar y coloque un tornillo M3x10 a través del orificio y apriete con una tuerca. Para que encajen, es posible que sea necesario rasurar un poco los bordes con una lima o papel de lija.
- Cuando se trata del segmento final, imprímalo. (Tiene un puente más largo que el resto, por lo que es posible que desee usar un ventilador para enfriarlo. También redujimos la velocidad de impresión de los puentes en Slic3r de 60 mm/s a 30 mm/s. Hizo un puente mucho mejor. ) Cuando haya terminado taladre los agujeros, como antes. Luego tome la pieza, junto a la última, con la ranura en ella, y corte la pequeña porción de la impresión en el borde del puente. Deslice el segmento final hacia adentro, debe encajar perfectamente, si no, afeite los bordes hasta que encaje.
Parte inferior de la caja de la rueda de 2 filtros
- Imprime el montaje del motor. Taladre/limpie los agujeros y coloque una tuerca M3 en todas las trampas de tuercas en la parte inferior. Atornille un motor Nema 17 en la parte inferior y apriete.
- Luego imprima el filtro Segmentos inferiores de la caja de la rueda. Nuevamente usamos PLA. Estos son relativamente delgados, así que cuando los saque, tenga cuidado (por ejemplo, espere un par de minutos después de la impresión antes de agarrarlos. Nuevamente, si se doblan, no sirven para nada).
- Comience colocando un tornillo a través del segmento de la caja y luego en el soporte del motor. El tornillo debe enganchar la tuerca en la parte inferior. No apriete del todo, ya que esto dificultará la alineación de futuros segmentos.
- Coloque el siguiente segmento y haga lo mismo, luego gírelo junto con la inserción de la pestaña de uno en la ranura del otro. Coloque un tornillo M3x10 a través del orificio y luego apriete. Asegúrese de colocar los segmentos 2 y 3 uno al lado del otro.
- Cuando todos los segmentos estén en su lugar, apriete todos los tornillos.
Parte 3- Parte superior de la caja de la rueda del filtro
- Imprima el cubo superior de la caja de la rueda del filtro y taladre todos los agujeros.
- Luego imprima el filtro Segmentos superiores de la caja de la rueda. También hice esto en PLA, porque la deformación los hará inútiles. Estos son relativamente delgados, así que cuando los saque, tenga cuidado, le sugiero que espere un par de minutos antes de agarrarlos, si se doblan, son inútiles.
- Comience colocando tornillos en un segmento, luego a través del cubo y luego coloque una tuerca en el otro lado y apriete. Al igual que con todos los demás casos, no apriete completamente ya que esto dificultará la alineación de los segmentos.
- Coloque el siguiente segmento y haga lo mismo, luego gírelo junto con la inserción de la pestaña de uno en la ranura del otro. Coloque un tornillo M3x10 a través del orificio y luego apriete. Asegúrese de colocar los segmentos 2 y 3 uno al lado del otro.
- Cuando todos los segmentos estén en su lugar, apriete todos los tornillos.
Parte 4- Montaje Final
- Tome la parte inferior de la caja de la rueda de filtros y la rueda de filtros. Coloque la parte inferior de la rueda del filtro sobre el eje del motor Nema 17, coloque el tornillo sin cabeza y apriete.
- Luego tome la parte superior del cubo del motor y colóquela sobre la parte inferior, el orificio en la parte superior debe alinearse con el orificio en la parte inferior. Coloque las nueces en todas las trampas para nueces que rodean el borde exterior. Luego coloque los tornillos a través de los agujeros en la parte superior y apriete los tornillos.
personalización
El archivo OpenSCAD se incluye aquí para aquellos que quieran modificar la rueda de filtros para sus propios experimentos. Con él puede cambiar el tamaño del filtro, la forma, el número de sectores del portafiltros, etc.
Electrónica
Circuito
Diseño
Las figuras 1 a 4 a continuación muestran el diseño de la electrónica, los pines del sensor óptico y la protección del motor y un diagrama de cableado básico.
Fig. 1 MotorShield está conectado al Arduino Uno
Fig. 2 Conexiones de los pines del sensor óptico
Fig. 3 Conexiones de pines MotorShield
Figura 4 Diagrama de cableado
- Asegúrese de que 12 V y GND de la fuente de alimentación estén correctamente conectados al MotorShield (escrito en la placa).
- ¡Retire el puente de alimentación del MotorShield!
- Si usa un motor paso a paso de Adafruit, las conexiones son, de M1 a M2: Marrón, Verde, Amarillo y Rojo; El pin Gnd no es necesario (ver Fig. 4). Para otros motores hay que buscar el cableado correspondiente para cada bobina del motor.
Software
- Biblioteca AFMotor.h necesaria: http://www.ladyada.net/make/mshield/use.html
Software requerido:
- Arduino 1.0 o posterior -- http://arduino.cc/en/Main/Software
- Procesamiento 1.5.1 o posterior -- http://processing.org/download/
código MÁS:
Incluye:
* Filter_Wheel_Computer_Interface_by_Rodrigo.pde
Instrucciones
- Cargue el firmware: Filter_Wheel_V1_by_Rodrigo.ino a Arduino Uno usando el software Arduino.
- Conecte la rueda de filtros al puerto USB.
- Ejecute Filter_Wheel_Computer_Interface_by_Rodrigo.pde usando Processing, o use cualquier aplicación provista* para Windows, Mac o Linux. (por ejemplo, carpeta application.windows64).
- Java JRE necesario.