Ferramenta de nivelamento de cama FS-Touch: 11 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Cansado de tentar obter a base de impressora 3D nivelada perfeita? Frustrado com a estimativa da resistência adequada entre o bico e o papel? Bem, o FS-Touch irá ajudá-lo a medir essa força de compressão quantitativamente e alcançar um nivelamento rápido e preciso da cama em nenhum momento.

Características desta ferramenta de nivelamento de leito (o termo apropriado é deslocamento):

• Funciona com todos os tipos de camas: metal, vidro, magnético
• Permite medir a força e comparar com um valor de força de referência.
• O valor de referência pode ser definido para um novo valor pressionando um botão.
• Indica a direção para girar os botões de nivelamento, porque todo mundo fica confuso qual direção é para cima e qual é para baixo!
• Mostra quanto mais girar o botão para atingir o ponto ideal por meio da velocidade de rotação.
• Sensor de força destacável que pode ser substituído rapidamente.

Etapa 1: como funciona

Para obter uma impressão perfeita, a base da impressora 3D precisa ser nivelada (o termo correto é traçado). Um leito devidamente nivelado é equidistante da ponta do bico em toda a sua superfície. Isso geralmente é feito pegando um pedaço de papel e colocando-o entre a base e o bocal quando a extremidade quente está na altura zero (Z = 0). Em seguida, o papel é deslizado e os botões de nivelamento são usados para ajustar a altura da cama até que o papel fique preso entre os dois. Isso é repetido para todos os cantos.

Embora em teoria pareça fácil, fazer isso é praticamente chato. O atrito entre o bico e o papel não é ligado / desligado (digital), mas gradual (analógico) em uma grande variedade de posições do botão de nivelamento. É muito frustrante tentar encontrar um ponto onde parar porque, mesmo quando preso entre o bico e a base, o papel pode se mover se você aplicar um pouco mais de força. Portanto, é realmente um jogo de tentativa e acerto e vai sentindo se a força de compressão é suficiente ou não. Eu criei o FS-Touch para ajudar a medir essa força de compressão objetivamente, em vez de ir subjetivamente pelo sentimento e por estimativas grosseiras, para obter uma cama perfeitamente nivelada todas as vezes.

Para isso, um resistor sensível à força (FSR) e um Arduino Pro Micro são usados para medir a força de compressão e exibidos em um display de 7 segmentos. O FSR muda sua resistência com a quantidade de força aplicada a ele e podemos medir isso usando um Arduino tratando o FSR como parte de um divisor de tensão. Em seguida, ele é comparado a um armazenamento de valor na EEPROM do Arduino e o segmento de 7 exibe as informações. A direção de rotação mostra a direção para girar os botões de nivelamento. Sua velocidade de rotação mostra o quanto está fora do valor exigido.

Etapa 2: Coisas Necessárias

1. Arduino Pro Micro
2. Display de 7 segmentos
3. Resistência Sensível à Força
4. PCB personalizado
5. Caixa impressa em 3D
6. Botão de apertar
7. 2.2K Resistores x8
8. Resistor 100K x1
9. Cabeçalhos masculinos e femininos
10. Blu-Tack

Etapa 3: Fabricação de PCB: Fresamento CNC

Baixe o arquivo Eagle e faça o PCB. É um projeto de dupla face e não requer PTH. Portanto, é amigável para a fabricação em casa. O método de transferência de ferro pode ser usado para criar este PCB.

Como tenho um roteador CNC comigo, criei este PCB usando-o.

Etapa 4: Fabricação de PCB: máscara de solda

Esta foi minha primeira vez trabalhando com soldermask para um projeto. Inicialmente, fiz os furos e apliquei pasta de máscara de solda, mas depois ela obstrui os furos e torna a soldagem difícil em vez de fácil. Então, na segunda vez, apliquei pasta de máscara de solda antes de fazer os furos.

A camada de máscara de solda foi impressa em folhas transparentes e em camadas de 3 de cada lado. Este foi alinhado e colado ao PCB fresado. Em seguida, a pasta de máscara de solda foi aplicada e as folhas transparentes foram colocadas no topo. Isso foi repetido para o outro lado do PCB também. Em seguida, foi curado com uma lâmpada ultravioleta. Isso não curou bem mesmo depois de horas, então eu os coloquei no sol por um tempo e isso funcionou.

Em seguida, as transparências foram retiradas e o cartão lavado com álcool e esfregado levemente com uma escova. Isso removeu toda a pasta de máscara de solda não curada e revelou as almofadas. Algumas partes que deveriam ter máscara de solda, mas não tinham, tiveram um pouco da pasta aplicada e curada. Algumas partes que não deveriam ter máscara de solda, mas sim, foram cuidadosamente raspadas com uma lâmina.

Por fim, a placa foi perfurada e fresada a partir do cobre em branco. O resultado final é uma bela placa.

Etapa 5: Componentes da solda

Primeiro solde todas as vias. Uma vez feito isso, os resistores devem ser soldados na parte inferior do PCB em uma posição vertical, conforme mostrado na imagem. Em seguida, solde o display de 7 segmentos e o botão no lugar. Por fim, solde os cabeçotes machos no lugar. Corte também os cabeçotes fêmeas de solda no tamanho adequado e solde no Arduino Pro Micro.

Etapa 6: fabricar interface PCB

Faça o PCB de interface que é simplesmente uma placa para separar 2 das almofadas da placa principal para outra posição para FSR. Ele tem 2 fios da placa conectados a 2 pinos de cabeçalho machos aos quais os pinos fêmeas do FSR se conectam.

Depois de soldar os conectores machos à placa de interface, solde 2 fios da placa de interface aos pinos FSR na placa principal. Conecte a placa principal no topo do Arduino, conecte o FSR à placa de interface e nosso hardware estará pronto!

Etapa 7: Upload do código

Baixe o esboço do Arduino em anexo. Conecte o arduino ao PC com o cabo USB. Faça upload do esboço.

O segmento de 7 deve mostrar uma linha circulando em círculos. Experimente apertar o FSR com os dedos e a velocidade de rotação da tela deve mudar.

Etapa 8: Gabinete de impressão 3D

Eu forneci os arquivos STL junto com os arquivos de design do Fusion360.

Divida-os em seu fatiador de escolha (o meu é Cura) em gcode. Faça upload para uma impressora 3D e imprima.

Etapa 9: Montagem

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Uma desvantagem do FS-Touch é que ele só pode ser usado em uma cama fria e em um bico. Aquecê-los pode derreter o sensor. À medida que a base se deforma e o metal do bico se expande com o aquecimento, as distâncias mudam e, portanto, o nivelamento deve ser feito quando ambos estiverem quentes. A maioria dos problemas pode ser corrigida calibrando-se com papel uma vez aquecido e, em seguida, deixando-o esfriar. Em seguida, armazenando a referência para FS-Touch. Isso incluirá as expansões no valor de referência e ajudará a mitigar quaisquer alterações nos valores devido ao aquecimento. Portanto, quando o bocal e o leito aquecerem novamente, eles devem alcançar a distância nivelada.

Aplicar Blu-Tack na parte de trás do FS-Touch ajuda-o a aderir muito bem à cama e evita que se desloque devido ao cabo USB. Também garante que as forças de puxar / empurrar não sejam propagadas do cabo USB para o sensor, o que pode afetar os valores.

Uma coisa a garantir antes de usar o FS-Touch é que o bico esteja completamente limpo. Qualquer gosma de filamento na ponta do bico aumentará sua altura e, portanto, produzirá valores de força incorretos para o sensor.

No geral, é uma ferramenta útil para economizar tempo e dor de cabeça ao nivelar uma mesa de impressora 3D.