DIY STEP/DIR LASER GALVO CONTROLLER: 5 ধাপ (ছবি সহ)

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:57

ওহে, এই নির্দেশনায়, আমি আপনাকে দেখাতে চাই কিভাবে আপনি ILDA স্ট্যান্ডার্ড গ্যালভো লেজার স্ক্যানারের জন্য আপনার নিজের স্টেপ / ডির ইন্টারফেস তৈরি করতে পারেন।

আপনি হয়তো জানেন যে আমি "DIY-SLS-3D-Printer" এবং "JRLS 1000 DIY SLS-3D-PRINTER" এর আবিষ্কারক এবং যখন আমি এই মেশিনগুলি তৈরি করছিলাম তখন এই প্রিন্টারগুলি কীভাবে কাজ করবে সে সম্পর্কে আমি ভাবতে শুরু করেছি, যদি আমি কার্টেশিয়ান মুভমেন্ট সিস্টেমের পরিবর্তে গালভো স্ক্যানার ব্যবহার করতাম। যাইহোক এই দিনে আমি একটি galvo স্ক্যানার জন্য একটি নিয়ামক প্রোগ্রাম জ্ঞান ছিল না। তাই আমি কার্টেসিয়ান গতির সাথে একটি বিদ্যমান ফার্মওয়্যার ব্যবহার করেছি।

কিন্তু আজ এবং কিছু গবেষণার পরে আমি একটি নির্দেশযোগ্য খুঁজে পেয়েছি যেখানে লেখক একটি DIY লেজার গ্যালভো শো তৈরি করতে একটি arduino ব্যবহার করে। আমি ভেবেছিলাম এটি ঠিক আমি যা খুঁজছি, তাই আমি তার নির্দেশের মতো অংশগুলি অর্ডার করেছি এবং কিছু পরীক্ষা -নিরীক্ষা করেছি। কিছু গবেষণার পর আমি জানতে পেরেছি যে, Arduino ধাপ / দিকনির্দেশনা ইন্টারফেস হিসাবে ভালভাবে সম্পাদন করবে না, তাই আমি এটি STM32 মাইক্রোকন্ট্রোলারের জন্য রিমিক্স করেছি।

দয়া করে মনে রাখবেন এই নিয়ামকটি একটি প্রোটোটাইপ, কিন্তু অনেক প্রকল্পের জন্য ব্যবহারযোগ্য। উদাহরণস্বরূপ একটি DIY SLS 3D প্রিন্টার বা লেজার এনগ্রেভারে।

গ্যালভো নিয়ামকের বৈশিষ্ট্যগুলি হল:

• 5V ধাপ/দির সংকেত থেকে ILDA স্ট্যান্ডার্টে রূপান্তর
• 120kHz ইনপুট ফ্রিকোয়েন্সি (ধাপ / দিকনির্দেশনা সংকেত)
• 12 বিট আউটপুট রেজোলিউশন (প্রতি কোণে 0, 006)
• মেরু থেকে রৈখিক স্থানাঙ্ক রূপান্তর
• যে কোনও গতি নিয়ামকের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ যা একটি পদক্ষেপ এবং দিক নির্দেশনা তৈরি করবে
• কেন্দ্র প্রান্তিককরণ পিন (হোমিং রুটিন)

লেজার গ্যালভো কন্ট্রোলারের ভিডিও: (শীঘ্রই আসছে)

আপনি যদি আমার নির্দেশযোগ্য পছন্দ করেন, দয়া করে রিমিক্স প্রতিযোগিতায় আমাকে ভোট দিন

ধাপ 1: গালভো কন্ট্রোলারের জন্য আপনার প্রয়োজনীয় অংশগুলি

গ্যালভো কন্ট্রোলারের জন্য ইলেকট্রনিক যন্ত্রাংশ:

পরিমাণ	বর্ণনা	লিঙ্ক	দাম
1x	ILDA 20Kpps galvo galvanometer সেট	Aliexpress	56, 51€
1x	6mm 650nm লেজারডিওড	Aliexpress	1, 16€
কিছু	তারের	-	-
1x	ST-Link V2	Aliexpress	1, 92

সার্কিটের জন্য ইলেকট্রনিক যন্ত্রাংশ:

গ্যালভো কন্ট্রোলারের জন্য এখানে সমস্ত প্রয়োজনীয় অংশ রয়েছে। আমি যতটা সম্ভব সস্তা সব অংশ উৎস করার চেষ্টা করেছি।

পরিমাণ	বর্ণনা	সার্কিটে নাম	লিঙ্ক	দাম
1x	STM32 "ব্লু-পিল" মাইক্রোকন্ট্রোলার	"ব্লু-পিল"	Aliexpress	1, 88€
1x	MCP4822 12 বিট ডুয়াল চ্যানেল DAC	MCP4822	Aliexpress	3, 00€
2x	TL082 ডুয়াল OpAmp	IC1, IC2	Aliexpress	0, 97€
6x	1k প্রতিরোধক	R1-R6	Aliexpress	0, 57€
4x	10k ট্রিম-পোটেন্টিওমিটার	R7-R10	Aliexpress	1, 03€
কিছু	পিন হেডার	-	Aliexpress	0, 46€

ধাপ 2: নিয়ন্ত্রকের তত্ত্ব

এখানে আমি আপনাকে ব্যাখ্যা করব, নিয়ামক কিভাবে সাধারণভাবে কাজ করে। আমি কিছু বিবরণও দেখাব উদাহরণস্বরূপ সমকোণের হিসাব।

1. গতি-নিয়ন্ত্রক

মোশন কন্ট্রোলার হল সেই অংশ যেখানে আপনি ধাপ এবং দিক নির্দেশনা তৈরি করবেন। স্টেপার/ডাইরেকশন কন্ট্রোল প্রায়শই স্টেপার মোটর অ্যাপ্লিকেশন যেমন থ্রিডি-প্রিন্টার, লেজার বা সিএনসি-মিলস-এ ব্যবহৃত হয়।

ধাপ এবং দিকনির্দেশ সংকেত ছাড়াও STM32 এবং মোশন কন্ট্রোলার কনসেন্টেন্ট তৈরির জন্য একটি সেন্টার অ্যালাইনমেন্ট পিনের প্রয়োজন রয়েছে। এর কারণ হল গ্যালভোস সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রিত এবং কোন সীমা সুইচের প্রয়োজন নেই।

2. STM32- মাইক্রোকন্ট্রোলার

STM32 মাইক্রোকন্ট্রোলার এই নিয়ামকের হৃদয়। এই মাইক্রোকন্ট্রোলারের বেশ কিছু কাজ আছে। এই কাজগুলি হল:

কাজ 1: সংকেত পরিমাপ করুন

প্রথম কাজ হল ইনপুট সংকেত পরিমাপ করা। এই ক্ষেত্রে এটি ধাপ এবং দিকের সংকেত হবে। যেহেতু আমি চাই না যে গতি-নিয়ন্ত্রক ইনপুট ফ্রিকোয়েন্সি দ্বারা সীমাবদ্ধ থাকবে, আমি 120kHz (পরীক্ষিত) জন্য সার্কিট ডিজাইন করেছি। ডেটা না হারিয়ে এই ইনপুট ফ্রিকোয়েন্সি অর্জনের জন্য, আমি পদক্ষেপ / দিক ইন্টারফেস পরিচালনা করতে STM32 এ দুটি হার্ডওয়্যার টাইমার TIM2 এবং TIM3 ব্যবহার করছি। ধাপ এবং দিকের সংকেত ছাড়াও আছে llignment সংকেত। এই প্রান্তিককরণটি STM32- এ একটি বাহ্যিক বাধা দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।

টাস্ক 2: সংকেত গণনা করুন

এখন নিয়ামককে DAC এর জন্য সঠিক মান সংকেত গণনা করতে হবে। যেহেতু গ্যালভো একটি নন লিনিয়ার পোলার কোঅর্ডিনেট সিস্টেম তৈরি করবে, তাই ধাপ এবং প্রকৃত সরানো লেজারের মধ্যে রৈখিক নির্ভরতা তৈরির জন্য একটি ছোট হিসাব প্রয়োজন। এখানে আমি আপনাকে গণনার একটি স্কেচ দেখাব:

এখন আমাদের গণনার সূত্র খুঁজতে হবে। যেহেতু আমি একটি 12bit DAC ব্যবহার করি, আমি 0 - 4096 ধাপে -5 - +5V থেকে একটি ভোল্টেজ দিতে পারি। আমার যে গ্যালভো অর্ডার আছে তার মোট স্ক্যান কোণ 25 ° -5 - +5V। সুতরাং আমার কোণ phi -12, 5 ° - +12, 5 from থেকে একটি পরিসরে রয়েছে। অবশেষে আমি দূরত্ব সম্পর্কে চিন্তা করতে হবে d। আমি ব্যক্তিগতভাবে 100x100mm স্ক্যান ফিল্ড চাই, তাই আমার d 50mm হবে। উচ্চ h হবে phi এবং d এর ফলাফল। h 225, 5 মিমি। কোণ phi এর সাথে d দূরত্ব আনতে আমি একটি সামান্য সূত্র ব্যবহার করেছি, যা স্পর্শক ব্যবহার করবে এবং কোণকে রেডিয়ান থেকে "DAC- ভ্যালু" তে রূপান্তর করবে

অবশেষে আমি শুধুমাত্র 2048 এর একটি পক্ষপাত যোগ করতে হবে, কারণ আমার স্ক্যানফিল্ড কেন্দ্র সারিবদ্ধকরণ এবং সমস্ত গণনা সম্পন্ন করা হয়।

টাস্ক 3: DAC- এ মান পাঠান:

যেহেতু আমি যে STM32 ব্যবহার করেছি তাতে DAC এর কোন বিল্ড নেই, আমি একটি বহিরাগত DAC ব্যবহার করেছি। DAC এবং STM32 এর মধ্যে যোগাযোগ SPI এর উপর উপলব্ধি করা হয়।

3. DAC

সার্কিটের জন্য আমি একই 12bit DAC "MCP4822" ব্যবহার করছি deltaflo হিসাবে। যেহেতু DAC একধরীয় 0-4, 2V এবং আপনার প্রয়োজন -ILDA স্ট্যান্ডার্ডের জন্য+5V বাইপোলার, আপনাকে কিছু OpAmps দিয়ে একটি ছোট সার্কিট তৈরি করতে হবে। আমি TL082 OpAmps ব্যবহার করছি। আপনাকে এই পরিবর্ধক-সার্কিটটি দুবার তৈরি করতে হবে, কারণ আপনাকে দুটি গ্যালভোস নিয়ন্ত্রণ করতে হবে। দুটি OpAmps তাদের সরবরাহ ভোল্টেজ হিসাবে -15 এবং +15V এর সাথে সংযুক্ত।

4. গালভো

শেষ অংশটি বেশ সহজ। দুটি OPAmps এর আউটপুট ভোল্টেজ ILDA Galvo ড্রাইভারের সাথে সংযুক্ত থাকবে। এবং এটাই, এখন আপনি পদক্ষেপ এবং দিকের সংকেত দিয়ে গ্যালভোস নিয়ন্ত্রণ করতে সক্ষম হবেন

ধাপ 3: সার্কিট

সার্কিটের জন্য আমি একটি প্রোটোটাইপ PCB ব্যবহার করেছি।

আপনি ধাপ এবং দিকের সংকেতগুলি সরাসরি STM32 এর সাথে সংযুক্ত করতে পারেন, কারণ আমি অভ্যন্তরীণ টান ডাউন প্রতিরোধক সক্রিয় করেছি। এছাড়াও আমি পদক্ষেপ, দিক এবং কেন্দ্র পিনের জন্য 5V সহনশীল পিন ব্যবহার করেছি।

আপনি নীচের সার্কিটের সম্পূর্ণ পরিকল্পিত ডাউনলোড করতে পারেন:

ধাপ 4: STM32 প্রোগ্রামিং

STM32 Attolic TrueStudio এবং CubeMX দিয়ে প্রোগ্রাম করা হয়েছে। TrueStudio ব্যবহার করার জন্য বিনামূল্যে এবং আপনি এটি ডাউনলোড করতে পারেন এখানে

কারণ TrueStudio অত সহজ নয় যেমন Arduino IDE, আমি একটি.hex ফাইল তৈরি করেছি, যা আপনাকে কেবল STM32 মাইক্রোকন্ট্রোলারে আপলোড করতে হবে।

নীচে আমি ব্যাখ্যা করব, আপনি কিভাবে ফাইলটিকে STM32 "BluePill" এ আপলোড করবেন:

1. "STM32 ST-LINK ইউটিলিটি" ডাউনলোড করুন: আপনি সফটওয়্যারটি এখানে ডাউনলোড করতে পারেন

2. "STM32 ST-LINK ইউটিলিটি" ইনস্টল করুন এবং খুলুন:

3. এখন ST-Link ইউটিলিটিতে Galvo.hex ফাইলটি খুলুন:

এর পরে আপনাকে STM32 "BluePill" কে ST-Link-V2 এর সাথে সংযুক্ত করতে হবে। একবার সংযুক্ত হয়ে গেলে "কানেক্ট টু ট্রেগেট বোতামে" ক্লিক করুন:

অবশেষে "ডাউনলোড" এ ক্লিক করুন। এখন আপনার STM32 সঠিকভাবে ফ্ল্যাশ করা উচিত।

উপরন্তু, আমি ট্রুস্টুডিওতে Galvo_Controller এর জন্য সমস্ত সোর্স ফাইল সংযুক্ত করেছি

ধাপ 5: যান্ত্রিকভাবে সমস্ত অংশ সংযুক্ত করুন এবং এটি পরীক্ষা করুন

আমি একটি ভাল চেহারা জন্য 4mm অ্যালুমিনিয়াম প্লেট সব ইলেকট্রনিক যন্ত্রাংশ স্থাপন করেছি:-)

এখন আমি আপনাকে দেখাব কিভাবে সার্কিটে পোটেন্টিওমিটার সামঞ্জস্য করতে হবে সম্ভবত:

প্রথমে আইএলডিএ স্ট্যান্ডার্ড সম্পর্কে কিছু ব্যাকগ্রাউন্ড তথ্য। আইএলডিএ স্ট্যান্ডার্ড সাধারণত লেজার শো এর জন্য ব্যবহৃত হয় এবং এতে 5V এবং a -5v সংকেত থাকে। উভয় সংকেত একই প্রশস্ততা আছে, কিন্তু পরিবর্তিত polarity সঙ্গে। সুতরাং আমাদের যা করতে হবে তা হল DAC থেকে 5V এবং -5V এর আউটপুট সিগন্যাল ছাঁটা।

পোটেন্টিওমিটার সামঞ্জস্য করুন:

আপনি এখানে যা দেখতে পাচ্ছেন তা হল এই সার্কিটের আউটপুট ভোল্টেজ 100kHz এর একটি ইনপুট স্টেপ ফ্রিকোয়েন্সি এবং একটি ধ্রুব দিক নির্দেশের সংকেত সহ। এই ছবিতে সবকিছু ঠিক আছে। প্রশস্ততা 0 থেকে 5V এবং 0 থেকে -5 পর্যন্ত যায়। এছাড়াও ভোল্টেজ সম্ভবত একত্রিত হয়।

এখন আমি আপনাকে দেখাবো পটেন্টিওমিটার সামঞ্জস্য করার সময় কি ভুল হতে পারে:

আপনি এখন দেখতে পাচ্ছেন যে উভয় ভোল্টেজ সম্ভবত একত্রিত নয়। সমাধান হল OpAmp থেকে অফসেট ভোল্টেজ সামঞ্জস্য করা। আপনি এটি "R8" এবং "R10" পটেনশিওমিটার সমন্বয় করে করেন।

আরেকটি উদাহরণ:

আপনি এখন দেখতে পারেন যে ভোল্টেজগুলি সম্ভবত একত্রিত হয়েছে, তবে প্রশস্ততা 5V নয় বরং 2V। সমাধান হল OpAmp থেকে লাভ প্রতিরোধককে সামঞ্জস্য করা। আপনি এটি "R7" এবং "R9" পটেনশিওমিটার সমন্বয় করে করেন।