Реферат 4
Введение 5
1 Анализ задания и обоснование принимаемого решения 6
1.1 Обзор источников информации по предметной области 6
1.2 Анализ существующих аналогов SD-комплексов 7
1.2.1 Технические характеристики 8
1.2.2 Преимущества и недостатки SD-комплексов 10
1.3 Анализ и выбор программно-аппаратного обеспечения системного
назначения 12
1.3.1 Открытый проект «Teacup» 13
1.3.2 Открытый проект «Sprinter» 14
1.3.3 Среда разработки PlatformIO 15
1.3.4 Среда разработки Arduino Eclipse plugin 16
1.3.5 Платформа на базе Arduino Mega 2560 17
1.3.6 Плата расширения (Shield) Ramps 1.4 18
1.4 Обоснование выбора принимаемого решения 21
1.4.1 Система Prusa Mendel 21
1.4.2 Среда разработки Arduino IDE 25
1.4.3 Открытый проект «Marlin» 26
2 Описание объекта управления (электромеханического агрегата), разработка
информационной модели процесса управления и аппаратно-программных моделей функциональных узлов разрабатываемой системы 28
2.1 Информационная модель процесса управления электромеханическим
агрегатом 28
2.2 Особенности программирования функционального узла «материнская
плата» 30
2.3 Программирование функционального узла «дисплейный модуль» .32
2.4 Пример программного подключения функционального узла
«термистор» 34
2.5 Программные ограничения функционального узла «экструдер» 35
2.6 Программирование функционального узла «нагревательный стол»37
2.7 Программирование параметров функционального узла «концевой
переключатель» 38
2.8 Особенности программирования системы движения осей 39
2.8.1 Математическое обеспечение механизма движения осей 40
2.8.2 Программная настройка скорости подачи и ускорения 44
2.8.3 Программное управление инвертированием движения шаговых
двигателей 45
2.8.4 Программное управление областью печати 45
2.9 Программное подключение функции распознания SD-карт 48
3 Тестирование программного обеспечения для разрабатываемого
комплекса 50
3.1.1 Программная калибровка PID-контроллера температур 52
3.1.2 Программно-инструментальная калибровка подачи
филамента 54
3.1.3 Подготовка тестовой модели 58
3.1.4 Процесс реализации физической 3D-модели 62
Заключение 64
Список использованных источников 65
3D-печать становится все более распространенной и находит применение в различных сферах деятельности, что существенно расширяет её область применения в повседневной жизни людей. С помощью этой технологии создают трехмерную модель изделия на компьютере, которая может быть распечатана за короткое время, чтобы получить реальный предмет, точно соответствующий разработанной 3В-модели. 3D-печать позволяет производить множество объектов, в том числе уникальные и изготовленные по индивидуальному заказу продукты и детали.
Актуальность разработки аппаратно-программного комплекса и системы управления 3D-комплексом состоит в том, чтобы спроектировать и запрограммировать прототип не уступающий серийным комплексам, и сделать прототип более доступным для индивидуального использования, который позволит достичь более высокой эффективности и точности в работе с физическими 3В-моделями. Прототип позволяет упростить и автоматизировать процесс создания трехмерных моделей, управлять этапами печати, контролировать качество печати и управлять модернизированными функциональными узлами более эффективно, что можно применять в различных отраслях промышленности, а также в учебных целях.
Целю данной выпускной квалификационной работы является разработка прототипа аппаратно-программного комплекса для реализации физических 3В-моделей на микроконтроллерной основе.
Для достижения цели, ставим следующие задачи:
- анализ задания и обоснование выбранного решения;
- разработка аппаратно-программных моделей функциональных узлов прототипа;
- тестирование программного обеспечения для разрабатываемого комплекса.
В результате ВКР была проделанная следующая работа:
1. Проведен анализ существующих аналогов аппаратно-программных комплексов для реализации физических SD-моделей, обоснован выбор базы программного обеспечения для прототипа системы управления.
2. На основе анализа был осуществлен выбор среды разработки, также приведены структуры и описана последовательность действий программирования функциональных узлов прототипа системы управления на микроконтроллерной основе.
3. Проведено тестирование системы управления в виде эксперимента в выбранной среде программирования на действующем макете электромеханического агрегата при печати физической SD-модели.
В результате всего вышесказанного можно утверждать, что поставленная цель была достигнута и задачи выполнены.
Полученный опыт и знания могут быть использованы для дальнейшего совершенствования 3D-комплексов и их интеграции в различные области промышленности, производства, дизайна, а также в учебных целях.
