Xuất File 3D Dạng .OBJ - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Trang chủ >
Kỹ Thuật - Công Nghệ >
Điện - Điện tử >

Xuất file 3D dạng .OBJ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.56 MB, 66 trang )

Hình 2.3: File bản vẽ được tạo ra từ phần mềm thiết kế Jdpaint 5.212.1.2. Xử lý dữ liệuQuy trình xử lý dữ liệu hay còn gọi là quy trình CAM, bản vẽ 3D sau khi thiếtkế được xử lý và phân tích qua phần mềm “Pronterface”, phần mềm có nhiệm vụnhận dữ liệu ở dạng đuôi .STL, .OBJ…dữ liệu dạng bản vẽ 3D, sau đó phân tích từnglớp, các chiến lược in nhựa và tự động chuyển đổi qua tập lệnh Gcode gửi về mạchđiều khiển là mạch Adruino. Tập lệnh Gcode được phần mềm nội suy tự động theobiên dạng của bản vẽ cần in. Nhờ có cơng cụ nội suy Gcode tự động mà quá trình thiếtkế và vận hành máy in 3D được rút ngắn hơn, tiện dụng hơn và ưu Việt hơn. Quy trìnhtiếp theo mạch điều khiển có nhiệm vụ nhận tín hiệu Gcode và chuyển qua các Driverđiều khiển các động cơ bước thực thi nhiệm vụ.2.1.3. Thi công in trên máy in 3D28Dữ liệu dạng Gcode sau khi được tạo ra sẽ được gửi tới mạch điều khiển làmạch Adruino 2560 qua đường truyền là cổng USB của máy tính. Mạch điều khiển cónhiệm vụ phân tích Gcode chuyển Gcode thành các tín hiệu dạng xung và gửi Gcodetới các driver điều khiển các động cơ bước các trục X, Y, Z và động cơ bước đùn nhựatạo ra sản phẩm.2.2. Một số linh kiện sử dụng trong mạch điều khiển máy in 3D2.2.1. Tổng quan về mạch điều khiển và giao tiếp của máy in 3DMạch điều khiển và giao tiếp máy in 3D bao gồm các khới:Hình 2.4: Sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển máy in 3D29Khối điều khiển:Mạch Adruino 2560 R3 là một phiên bản Arduino dùng đểđiều khiển máy in 3DKhối giao tiếp:Mạch công suất RAMPS: là nơi kết nối các thiết bị của RepRaplại với nhau và cũng là nơi để cắm A4988 Stepper Driver vào, phân phối điện cho đầuphun, sàn gia nhiệt…Khối Phụ kiện: dây nối, cáp USB…Hinh 2.5: Sơ đồ khối mạch điều khiển máy in 3D2.2.1. Lý do lựa chọnvà giới thiệu về mạch Adruino 25602.2.1.1. Lý do lựa chọn Adruino:Máy in 3D sử dụng mạch điều khiển Adruino làm hệ điều khiển vì một sớ lý do:Các thiết kế phần cứng Adruino được chia sẻ và hỗ trợ từ nhiều cộng đồng kỹthuật giúp cho sinh viên có thể dễ dàng thiết kế lại, sửa đổi và sử dụng theo mục đíchcủa mình cùng với phần mềm hỗ trợ phong phú, hệ thớng mã code mở giúp ngườidùng có thể tùy biến theo yêu cầu của bài toán.Mạch hoạt động ổn định phù hợp với việc máy chạy với thời gian làm việc kéodài và liên tục.Gía thành linh kiện rẻ hơn nhiều so với một số mạch điều khiển khác đáp ứngđược nhu cầu của máy in 3D30Hình 2.6: Mạch Adruino 25602.2.1.2. Giới thiệu chung về Arduinoa) Giới thiệuArduino đã và đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới và ngày càng chứng tỏđược sức mạnh và sự ưu việt thông qua vô số ứng dụng của người dùng trong cộngđộng mã nguồn mở. Arduino ra đời tại thị trấn Ivrea thuộc nước Ý và được đặt theo tênmột vị vua vào thế kỷ thứ 9 là King Arduin. Arduino chính thức được đưa ra giới thiệuvào năm 2005 là một công cụ dành cho sinh viên của giáo sư Massimo Banzi, ông làmột trong những người phát trển Arduino.Arduino là một bo mạch vi xử lý được dùng để lập trình tương tác với các thiết bịphần cứng như cảm biến, động cơ, đèn hoặc các thiết bị khác. Đặc điểm nổi bật củaArduino là môi trường phát triển ứng dụng dễ sử dụng, với một ngôn ngữ lập trình có thểhọc một cách nhanh chóng. Và điều làm nên hiện tượng Arduino chính là mức giá rất thấp31và tính chất nguồn mở từ phần cứng tới phần mềm, người dùng đã có thể sở hữu một bomạch Arduino có 20 ngõ I/O có thể tương tác và điều khiển chừng ấy thiết bị.Hình 2.7: Một số hình ảnh bo mạch ArduinoBo mạch Arduino sử dụng dòng vi xử lý 8-bit megaAVR của Atmel với hai chipphổ biến nhất là ATmega328 và ATmega2560. Ngồi ra hãng còn có các sản phẩmkhác như: ARDUINO NANO V3, ARDUINO LEONARDO R3, Arduino Pro Micro,ARDUINO PRO MINI, Arduino USB-SD MP3 Shield. Các dòng vi xử lý này chophép lập trình các ứng dụng điều khiển phức tạp do được trang bị cấu hình mạnh vớicác loại bộ nhớ ROM, RAM và Flash, các ngõ vào ra I/O trong đó có nhiều ngõ có khảnăng xuất tín hiệu PWM, các ngõ đọc tín hiệu analog và các chuẩn giao tiếp đa dạngnhư UART, SPI, TWI (I2C).•Phần mềm Arduino: được gọi là sketches, được tạo ra trên máy tính có tích hợp mơitrường phát triển (IDE). IDE cho phép viết, chỉnh sửa code và chuyển đổi sao chophần cứng có thể hiểu. IDE dùng để biên dịch và nạp vào Arduino (quá trình sử lý này•gọi là UPLOAD).Phần cứng Arduino: là các bo mạch Arduino nơi thực thi các chương trình lập trình. Các bomạch này có thể điều khiển hoặc đáp trả các tín hiệu điện, vì vậy các thành phần được ghéptrực tiếp vào nó để tương tác với thế giới thực để cảm nhận hoặc truyền thơng. Ví dụ cáccảm biến bao gồm các thiết bị chuyển mạch, cảm biến siêu âm, gia tốc. Các thiết bị truyềnđộng bao gồm đèn, motor, loa và các thiết bị hiển thị.b) Đặc điểm nổi bật của mạch Adruino32Hầu hết các bo mạch Arduino sử dụng kết nối kiểu USB dùng để cấp nguồn vànạp dữ liệu.Arduino Uno sử dụng 2 vi điều khiển trên bo mạch để xử lý tất cả các kết nớiUSB. Chíp dán nhỏ (ATmega8U2) cho phép nạp chương trình và quản lý các thiết bịUSB khác cắm vào. Chíp ATMega328 chứa chương trình nạp để thực thi chương trìnhđã được lập trình. Trên hầu hết các bo mạch Arduino đều sử dụng 1 chip FTDI cungcấp giải pháp cho vấn đề kết nối với cổng nối tiếp của máy tính. Ngồi Arduino Uno ranhà sản xuất cung cấp nhiều bo mạch khác như: Arduino Fio, Arduino Nano, ArduinoMega 2560. Tùy vào ứng dụng có thể chọn các loại bo mạch nhỏ hoặc bo mạch hỗ trợnhiều chân TX và RX như Arduino 2560.c) Sư khác biệt của Arduino với các bộ kit phát triển khácTheo cách làm việc thông thường, để xây dựng một bo mạch vi xử lý dùng đểđiều khiển Cơ điện tử, người kỹ sư sẽ gắn chip vi xử lý vào một bo mạch được thiếtkế. Bo mạch phải có đầy đủ bộ nguồn cấp điện cho vi xử lý, thạch anh tạo dao động,các tụ điện để giữ ổn định cho tín hiệu. Sau đó, sẽ lập trình mã nguồn bằng ngơn ngữC hoặc Assembly rồi biên dịch ra một file nhị phân, chuyển mã code này vào trong vixử lý để hoạt động.Với cách làm này, mỗi khi có sự thay đổi trong bài tốn về xử lý tín hiệu, ngườikỹ sư phải điều chỉnh mã nguồn trên máy tính, biên dịch lại. Tháo chip vi xử lý để nạplại mã, rồi gắn lại và cho chạy tiếp. Việc tháo lắp chip vi xử lý sẽ làm cho toàn bộ vimạch kém ổn định.Những người phát triển các dự án tương tác đã có cải tiến hơn, họ thường xâydựng sẵn các bộ kit phát triển, trong đó các chip vi xử lý được gắn cố định lên mạch,mạch nạp vi xử lý cũng được tích hợp sẵn vào bộ kit này. Mỗi khi thay đổi mã nguồn,sẽ không cần phải tháo chip vi xử lý ra khỏi bo mạch. Tuy nhiên, vẫn cần nhiều bướcmới có thể thay đổi mã nguồn của một chip vi xử lý. Đầu tiên, người kỹ sư phải thayđổi mã nguồn trên mơi trường lập trình (ví dụ Keil C cho 8051 hay Code Vision choAVR), sau đó biên dịch ra thành file hex, rồi phải sử dụng trình nạp riêng (ví dụProgisp) để nạp file hex cho chip. Sau khi chương trình chạy trên chip vi điều khiển,nếu người dùng muốn debug (gỡ rối), họ cần phải xuất các dữ liệu qua cổng COM vàsử dụng tiếp một phần mềm khác trên máy tính để đọc dữ liệu này (ví dụ gCOM). Như33vậy họ phải sử dụng đến 3 phần mềm khác nhau để thực hiện công việc thay đổi mãnguồn cho chip vi xử lý.Với nền tảng Arduino, người sử chỉ cần sử dụng một phần mềm duy nhất làphần mềm Arduino và một bo mạch phần cứng duy nhất là bo mạch Arduino để làmcác việc trên.Người kỹ sư lập trình trên mơi trường Arduino, biên dịch bằng Arduino, nạpcũng bằng Arduino và có thể sử dụng tính năng Serial Monitor của Arduino để debug(gỡ rới).Nền tảng Arduino còn giúp giảm đáng kể khới lượng lập trình bởi nó có sẵn cácthư viện về giao tiếp với máy tính, điều khiển động cơ, hiển thị, truy xuất thẻ nhớ,...Chỉ cần khai báo và sử dụng một vài dòng lệnh là có thể điều khiển được các thiết bịcơ điện tử.d) Ứng dụng Arduino trong Cơ điện tửArduino ra đời nhằm phục vụ mục đích cho điều khiển điện tử nói chung, trongđó mảng điều khiển Cơ điện tử cũng khá thông dụng với Arduino.Để điều khiển phần Cơ trong Cơ điện tử, phần quan trọng nhất là xuất tín hiệuđể đóng ngắt relay hoặc để làm ngõ vào cho transistor khuếch đại phục vụ cho điềukhiển các dòng điện cường độ lớn. Nó cho phép điều khiển thiết bị cũng như động cơcó cơng suất lớn.Việc điều khiển động cơ khá phức tạp khi sử dụng các nền tảng khác do ngườisử dụng phải am hiểu sâu sắc về các mạch khuếch đại cũng như về bản chất của cácxung PWM – là mấu chớt để có thể tạo ra được điện áp hiệu dụng bất kỳ.Việc sử dụng nền tảng Arduino với đầy đủ thư viện sẽ làm cho việc điều khiểncác thiết bị nói chung và điều khiển động cơ nói riêng được giản tiện, tiết kiệm nhiềuthời gian và công sức. Khi ta muốn điều khiển tốc độ động cơ một chiều, góc quay củađộng cơ bước hoặc trạng thái của động cơ servo, ta chỉ cần khai bao và sử dụng thưviện có sẵn.2.2.1.3. Giới thiệu về mạch Arduino 2560a)Giới thiệu34Khuân khổ đồ án emtìm hiểu vềmạch điều khiển Arduino 2560 là mạch thôngdụng nhất của Arduino, sử dụng vi điều khiển Atmega 2560. Đây là bo mạch dùng đểnhận dữ liệu từ máy tính và gửi đi máy in 3D để xử lý.-Là một vi điều khiển dựa trên nền ATmega2560 tốc độ cao, ngoại vi và số chân nhiềunhất, nếu bạn có những ứng dụng cần mở rộng thêm nhiều chân, nhiều ngoại vi thì đâylà 1 sự lựa chọn đáng giá.-Arduino Mega 2560 R3 là một vi điều khiển dựa trên nền ATmega2560. Có 54 chânđầu vào / đầu ra sớ ( trong đó có 15 đầu được sử dụng như đầu ra PWM ), 16 đầu vàoanalog, 4 UARTs ( cổng nối tiếp phần cứng ), một 16 MHz dao động thạch anh, kết nốiUSB , một jack cắm điện, một đầu ICSP , và một nút reset. Chứa tất cả mọi thứ cầnthiết để hỗ trợ các vi điều khiển, chỉ cần kết nối với máy tính bằng cáp USB hoặc sửdụng với một bộ chuyển đổi AC -to-DC hay pin. Arduino Mega tương thích với hầuhết các shield được thiết kế cho Arduino Duemilanove hoặc Diecimila .-Mega 2560 là một bản nâng cấp thay thế cho Arduino Mega.-Mega2560 khác với tất cả các bảng trước ở chỗ nó khơng sử dụng chip điều khiểnFTDI USB-to-serial. Thay vào đó, các tính năng của ATmega16U2 (ATmega8U2 trongphiên bản 1 và phiên bản 2) được lập trình như một bộ chuyển đổi USB-to-serial.-Phiên bản 2 của vi mạch Mega2560 có một điện trở kéo line HWB 8U2 x́ng đất, đểdễ dàng hơn đưa vào chế độ DFU.35Hình 2.8: Mạch Arduino 2560Ghi chú:b)Khối 1: Khối các cổng I/O của mạch Adruino2560Khối 2: Vi điều khiển Atmega 2560Khối 3: Khới nguồnKhới 4: Khới kết nới với máy tính qua cổng USBKhối 5: Khối ResetKhối 6: Vi điều khiển ATmega8U2Thông số kỹ thuậtHình 2.9: Mặt trên của Arduino 2560Trên bo mạch có các phần cơ bản:36••••••Cổng USB dùng để nạp dữ liệu từ máy tínhChip Mega2560 ở vị trí trung tâm bo mạchLED báo nguồnLED báo truyền nhận nối tiếpNút bấm ResetCác cổng đọc tín hiệu sớ và tín hiệu tương tự và các chân chức năng PWM và truyền•nhận dữ liệu nối tiếp. Các chân giao tiếp I2C phục vụ giao tiếp hai dây SDA và SCL.Trong mạch sử dụng 2 chíp vi điều khiển là ATMega2560 và ATMega8U2 với cácchức năng như sau:o ATMega8U2 được kết nối với cổng USB chứa chương trình bootloader để nạp chươngotrình.ATMega2560 chứa chương trình lập trình để thực thi ứng dụng.Thơng số kỹ thuật chính của Arduino 2560:••••••••••••Vi điều khiển ATMega2560Điện áp hoạt động 5VĐầu vào diện áp 7-12VĐiện áp đầu vào tới hạn 6-20VChân vào ra số là 54 chân (trong đó có 14 chân băm xung PWM)Chân đầu vào tương tự có 16 chânDòng DC vào ra trên chân là 40mADòng đầu ra ở chân 3.3V là 50mABộ nhớ Flash 2560KB (ATMega2560) trong đó 4KB sử dụng cho bootloaderSRAM là 8KB (ATMega2560)EEPROM là 4KB (ATMega 2560)Tần sớ 16MHz37Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý mạch Arduino256038

Xem Thêm