Parametric automated filter wheel changer/ru
Этот проект является частью коллекции по оптике с открытым исходным кодом , призванной радикально снизить стоимость экспериментального оптического оборудования. См.: Zhang C, Anzalone NC, Faria RP, Pearce JM (2013) Open-Source 3D-Printable Optics Equipment . PLoS ONE 8(3): e59840. doi:10.1371/journal.pone.0059840 открытый доступ
Этот автоматизированный сменщик фильтров с открытым исходным кодом, управляемый Arduino , настроен на перемещение в 8 различных положений фильтров. Обычно эти устройства используются в научных экспериментах, где требуется точная оптика. Коммерческие версии стоят более 2500 долларов, и вы можете сделать это самостоятельно менее чем за 50 долларов. Так что если вы сделаете только один — вы более чем оправдаете покупку собственного 3D-принтера с открытым исходным кодом !
Спецификация материалов
Непечатаемые детали
Печатные детали
Все макеты печатных деталей можно скачать здесь: http://www.thingiverse.com/thing:26553
Инструкции
При использовании вашего любимого варианта RepRap лучше всего использовать черный ABS или PLA, чтобы сократить количество отраженного света.
Часть 1-Колесо фильтров
- Начните с печати ступицы двигателя из ABS или PLA. Мы использовали 35% заполнение с 2 периметрами и 2 сплошными слоями.
- Затем распечатайте 7 сегментов колеса фильтров. Мы рекомендуем распечатать их из PLA, чтобы предотвратить деформацию. Деформированные отпечатки непригодны для использования. После каждой печати просверлите все отверстия. Сверло 1/8" подойдет, если у вас нет сверла 3 мм.
- Прикрепите сегменты к ступице двигателя, сначала вставив винт M3x22 в нижнюю часть ступицы двигателя, сегмент, затем верхнюю часть, прикрепите гайку к винту. Не затягивайте до конца, это может затруднить выравнивание сегментов. После того, как сегмент будет помещен рядом с ним, поверните их так, чтобы выступ в одном месте совпал с прорезью в другом месте, и вставьте винт M3x10 в отверстие и затяните гайкой. Чтобы они подошли, может потребоваться немного подровнять края напильником или наждачной бумагой.
- Когда дело дойдет до последнего сегмента, распечатайте его. (У него действительно более длинный мост, чем у остальных, поэтому вы можете использовать вентилятор для его охлаждения. Мы также замедлили скорость печати мостов в Slic3r с 60 мм/с до 30 мм/с. Он сделал гораздо более красивый мост.) Когда все будет готово, просверлите отверстия, как и раньше. Затем возьмите деталь рядом с последней, с прорезью в ней, и вырежьте небольшую часть печати по краю моста. Вставьте последний сегмент, он должен идеально подойти, если нет, срежьте края, пока не подойдет.
Часть 2-Нижняя часть корпуса колеса фильтра
- Распечатайте крепление двигателя. Просверлите/прочистите отверстия и поместите гайку M3 во все ловушки для гаек на дне. Прикрутите двигатель Nema 17 к днищу и затяните.
- Затем распечатайте нижние сегменты корпуса колеса фильтра. Мы снова использовали PLA. Они относительно тонкие, поэтому, когда вы их снимаете, будьте осторожны (например, подождите пару минут после печати, прежде чем брать их. Опять же — если они гнутся, они бесполезны).
- Начните с установки винта через сегмент корпуса, а затем в крепление двигателя. Винт должен зацепить гайку снизу. Не затягивайте до конца, так как это затруднит выравнивание будущих сегментов.
- Поместите следующий сегмент и сделайте то же самое, затем поверните вместе, вставив выступ одного сегмента в паз другого. Вставьте винт M3x10 в отверстие и затяните его. Обязательно поместите сегменты 2 и 3 рядом друг с другом.
- Когда все сегменты будут на месте, затяните все винты.
Часть 3. Верхняя часть корпуса колеса фильтра
- Распечатайте верхнюю ступицу корпуса колеса фильтра и просверлите все отверстия.
- Затем распечатайте верхние сегменты корпуса колеса фильтра. Я сделал их также из PLA, потому что деформация сделает их бесполезными. Они относительно тонкие, поэтому, когда вы их снимаете, будьте осторожны, я бы посоветовал подождать пару минут, прежде чем брать их, если они согнутся, они бесполезны.
- Начните с размещения винтов в сегменте, затем через ступицу, а затем поместите гайку с другой стороны и затяните. Как и во всех других случаях, не затягивайте полностью, так как это затруднит выравнивание сегментов.
- Поместите следующий сегмент и сделайте то же самое, затем поверните вместе, вставив выступ одного сегмента в паз другого. Вставьте винт M3x10 в отверстие и затяните его. Обязательно поместите сегменты 2 и 3 рядом друг с другом.
- Когда все сегменты будут на месте, затяните все винты.
Часть 4. Окончательная сборка
- Возьмите нижнюю часть корпуса колеса фильтра и колесо фильтра. Поместите нижнюю часть колеса фильтра на вал двигателя Nema 17, вставьте установочный винт и затяните.
- Затем возьмите верхнюю часть ступицы двигателя и поместите ее на нижнюю часть, отверстие в верхней части должно совпадать с отверстием в нижней части. Поместите гайки во все ловушки для гаек, окружающие внешний край. Затем вставьте винты в отверстия в верхней части и затяните винты.
Настройка
Файл OpenSCAD включен сюда для тех, кто хочет изменить колесо фильтров для своих собственных экспериментов. С его помощью вы можете изменить размер фильтра, форму, количество секторов держателя фильтра и т. д.
Электроника
Схема
Дизайн
На рисунках 1–4 ниже показана компоновка электроники, контакты оптического датчика и экрана двигателя, а также базовая схема электропроводки.
Рис. 1 MotorShield подключен к Arduino Uno
Рис. 2. Соединения контактов оптического датчика
Рис. 3 Соединения штифтов MotorShield
Рис. 4 Схема электропроводки
- Убедитесь, что контакты 12 В и GND от источника питания правильно подключены к MotorShield (это указано на плате).
- Снимите перемычку питания MotorShield!
- Если используется шаговый двигатель от Adafruit, то соединения следующие, от M1 до M2: Коричневый, Зеленый, Желтый и Красный; контакт Gnd не нужен (см. Рис. 4). Для других двигателей вам нужно найти соответствующую проводку для каждой катушки двигателя.
Программное обеспечение
- Необходима библиотека AFMotor.h: http://www.ladyada.net/make/mshield/use.html
Необходимое программное обеспечение:
- Arduino 1.0 или более поздняя версия -- http://arduino.cc/en/Main/Software
- Обработка 1.5.1 или более поздняя версия -- http://processing.org/download/
МОСТ-код:
Включает в себя:
Инструкции
- Загрузите прошивку: Filter_Wheel_V1_by_Rodrigo.ino в Arduino Uno с помощью программного обеспечения Arduino.
- Подключите колесо фильтров к USB-порту.
- Запустите Filter_Wheel_Computer_Interface_by_Rodrigo.pde с помощью Processing или используйте любое приложение, предоставленное* для Windows, Mac или Linux (например, папку application.windows64).
- Требуется Java JRE.