تستطيع القيام بتركيب كافة الإلكترونيات على قطعة خشبية مستقلة، بعيدة عن الآلة، لكن هذا سيستلزم أسلاك طويلة تمتد من القطع الإلكترونية إلى المحركات وأداة البثق، لذا وبما أن القطع الإلكترونية صغيرة فالأفضل تركيبها على نفس الطابعة، حيث ستصبح الآلة محمولة وقابلة للانتقال من مكان إلى آخر، بالإضافة إلى إنك ستختصر من أطوال الأسلاك المستخدمة.

ملاحظة : لا تنس مشاهدة مقاطع الفيديو الخاصة بتركيب اللوحات الإلكترونية، فهي تشرح بالتفصيل عملية التركيب مع نبذة عن كل لوحة إلكترونية.

المكونات المطلوبة

العربية

الطابعة ( الإطار + المحركات + أداة البثق )

لوحة أردوينو ميغا

اللوحة الأم طراز Makerbot ( في هذا الكتاب استعملنا الإصدار 2.4 )

4 لوحات تحكم ( قيادة ) إلكترونية للمحركات الخطوية الأربعة ( في هذا الكتاب استعملنا الإصدار 3.3 )

متحكم بأداة البثق ( في هذا الكتاب استعملنا اللوحة الإلكترونية ذات الإصدار 3.5 )

24 قطعة اسفين بطول 1/4" وقطر خارجي 1/4" وقطر داخلي 0.14"

24 برغي براس متصالب وقطر #4 ( أي 14/125" ) وبطول 3/4"

هي لوحة الكترونيه مفتوحه المصدر Open Hardware لتطوير الكثير من الافكار والمشاريع المتعلقة التحكم الآلي بصوره سهله وبسيطة عن طريق استخدام لغة برمجه مفتوحه المصدر Arduino C.

ما يميز لوحات اردوينو عن باقي اللوحات للمتحكمات الدقيقة الاخرى هو مدى سهولة التعامل معها وبساطه اللغة البرمجية والتي عمل فريق من ايطاليا على تطويرها منذ عام 2005 حتى الان. وللأردوينو أنواع مختلفة من اللوحات هي :

Arduino UNO, Arduino Mega, Arduino Nano, Arduino Mini, Arduino Lilypad, Arduino Demulive, Boarduino

الشكل 258 يوضح بعض اللوحات.

تختلف اللوحات عن بعضها البعض من ناحيه عدد المخارج والمداخل والتي تحدد عدد الأجهزة التي يمكن التحكم بها وعدد الحساسات Sensors التي يمكن دمجها مع اللوحة وكذلك نوع المتحكمة الدقيقة وسرعه المعالج الموجود بداخلها وامكانيه تبديلها ام لا.

واللوحة المستعملة في هذا الكتاب هي أردوينو ميغا. لمعرفة تفاصيل أكثر عن تطبيقات الأردوينو يرجى زيارة موقع أصنعها حيث ستجد الكثير من المشاريع على الرابط التالي وباللغة العربية :

أردوينو

سيلعب الأردوينو دور العقل في الطابعة الثلاثية الأبعاد، والوصلة الرئيسية مع الحاسب، كما ستعرف في الفصول القادمة. ( المترجم )

الشكل 258 : بعض أنواع لوحات الأردوينو

مهمتك الأولى هي تركيب الأردوينو ميغا ( يسمى ميغا للتبسيط ) واللوحة الأم على الطابعة. وقبل أن تقوم بذلك أوصل الأردوينو باللوحة الأم.

الدبابيس pins الموجودة خلف اللوحة الأم تمكّنك من تركيب الأردوينو باتجاه واحد، والشكل 259 يوضح الاتجاه الذي سيركّب به الأردوينو على اللوحة الأم.

ادفع الدبابيس الموجودة على الجانب السفلي للوحة الأم على الأردوينو بحيث تطبق الضغط على كامل حواف اللوحة الأم كي لا تتسبب في ثنى أي من الدبابيس. وقبل التركيب بشكل كامل تأكد أن جميع الدبابيس قد رُكّبت في مكانها الصحيح ( المستطيلات السوداء الموجودة على حافة لوحة الأردوينو، الشكل 260 يبين منظر جانبي للوحة الأم وقد رُكّبت على الأردوينو.

بعد تركيب اللوحة الأم على الأردوينو، ضع اللوحتين على الجانب الأيسر من الطابعة الثلاثية الأبعاد، كما هو موضح في الشكل 261.

ضع اللوحتين بحيث لا تلامس حواف اللوحة الأم أي قطعة معدنية في الآلة ( كالصواميل مثلاً ). والمكان المثالي للوحة أن تكون مرتفعة عن أسفل الطابعة بما مقداره 1/2". ضع علامات لتحديد مكان اللوحة على إطار الطابعة حيث ستقوم بتركيب الأردوينو بعد إزالة اللوحتين.

أزل اللوحة الأم عن الأردوينو، ثم ضع الأردوينو في نفس المكان على الطابعة، ثم ضع علامات عبر ثقوب الأردوينو حيث سيتم تثقيبها، كما هو موضح في الشكل 262.

الخطوة التالية أن تستعمل ثلاث اسافين نايلون ( بطول 1/2" أو 1" حسب طول البراغي المستعملة ) وثلاث براغي بقطر #4 ( 14/125" ) وطول 3/4" لتثبيت الأردوينو كما هو موضح في الشكل 263.

ملاحظة : تستطيع استعمال اربعة براغي أيضاً لكن يجب أن تكون حذراً في عملية التركيب حتى لا يكون هناك برغي مائل أو غيرها من المشاكل.

الآن قم بتركيب اللوحة الأم على الأردوينو لكن بحذر كي لا تتسبب في تكسير أي من الدبابيس، وإذا كنت قد استعملت ثلاثة براغي فقط في تثبيت الأردوينو استعمل أسفين في مكان البرغي الرابع كي تدعم هيكل الأردوينو عند تركيب اللوحة الأم، وعند الانتهاء تستطيع إزالة الأسفين. الشكل 264 يبين اللوحة الأم بعد تركيبها على الأردوينو.

ملاحظة : تحتوي اللوحة الأم على جميع المنافذ لتوصيل متحكمات المحركات الأربعة، ومفاتيح الإيقاف، وكبل الشبكة (أو RS-485)، ومجموعة من المنافذ لوظائف أخرى، وتحتوي أيضاً على نهاية طرفية للطاقة 12 فولط.

الشكل 259 : توصيل اللوحة والأم والأردوينو

الشكل 260 : اللوحة الأم مركّبة على الأردوينو

الشكل 261 : إيجاد المكان المناسب للوحة الأم والأردوينو

الشكل 262 : استعمل الأردوينو لتحديد مكان الثقوب على إطار الطابعة

الشكل 263 : استعمل براغي بقطر 14/125" وأسافين لتثبيت الأردوينو

الشكل 264 : اللوحة الأم بعد إضافتها للأردوينو

سنقوم الآن بتركيب أول لوحة إلكترونية والتي ستتحكم بالمحرك الخطوي الخاص بالمحور X، وستركّب في داخل الطابعة خلف اللوحة الأم والأردوينو، كما هو موضح في الشكل 265.

اقلب الطابعة بحذر حتى يظهر لك الجانب السفلي لها، ثم ضع اللوحة وضع علامات من خلال ثقوبها على إطار الطابعة، لقد وجدنا أن ثلاث براغي كافية لحمل اللوحة. استعمل ثلاث براغي بقطر 14/124" وثلاث اسفينات لتركيب اللوحة المتحكمة بمحرك المحور X كما هو موضح في الشكل 266.

أعد الطابعة إلى وضعها الأول لكن بحذر، والخطوة التالية ستقوم بتركيب اللوحتين الثانيتين واللتين ستتحكمان بالمحورين Y وZ.

الشكل 265 : اللوحة المتحكمة بالمحرك الخطوي الخاص بالمحور X ستركّب تحت الطاولة

الشكل 266 : اللوحة المتحكمة بمحرك المحور X مثبتة بالجزء الداخلي للقطعة الهيكلية السفلية

لقد ذكرنا فيما سبق أنه بقيت قطعة خشبية أخيرة لم تركّب بعد، وهي القطعة الخلفية ( الجزء O )، حيث ستقوم بتركيب اللوحتين الإلكترونيتين بهذا الجزء. لكن أولاً يجب أن تثبت هذه القطعة الخشبية.

يمكنك استعمال مسماري ربط بطول 1-1/4" وصواميل برميلية لتوصيل الجزء O على الجانب اليساري واليميني للقطع الهيكلية العلوية، أو كما فعلنا في الشكل 267، تستطيع استعمال مفصل أو مفصلين على جانب واحد مع مسمار ربط وصامولة برميلية في الطرف الآخر للسماح للقطعة الخلفية أن تفتح كما الباب وبالتالي إظهار ما رُكّب عليها من القطع الإلكترونية في الداخل.

الشكل 268 يظهر القطعة الخلفية بعد فتحها حيث ستركّب اللوحتين الإلكترونيتين المتحكمتين بالمحركات الخطوية.

إذا اخترتَ تركيب القطعة الخلفية بواسطة مفصل، تستطيع القيام بتركيب اللوحة المتحكمة بمحرك المحور Z بعد فتحه، لكن إن اخترت تركيب القطعة الخلفية بالبراغي، فيجب عليك تركيب المتحكمات قبل تركيب القطعة الخلفية.

الشكل 269 يظهر تركيب المتحكم الأول، والأفضل هنا استعمال أربعة براغي ( واحد في كل زاوية ) وذلك بعد حفر أربعة ثقوب.

استعمل أربعة براغي بقطر #4 ( 14/125" ) لتركيب المتحكم الثاني على القطعة الخلفية. يمكنك تركيبهم جنباً إلى جنب كما هو موضح في الشكل 270.

الشكل 267 : ركّب مفصل على القطعة الخلفية من أجل تسهيل الوصول إلى الإلكترونيات

الشكل 268 : القطعة الخلفية مفتوحة من أجل الوصول إلى متحكمات المحركات الخطوية

الشكل 269 : تركيب أول متحكم على القطعة الخلفية

الشكل 270 : متحكما محركي المحورين Y وZ بعد تركيبهما

سنقوم الآن بتركيب اللوحة الإلكترونية المتحكمة بالمحرك الخطوي الخاص بأداة البثق. وستُركّب على مقدمة القطعة الخشبية الداعمة لسكك المحور Z. ضع ثلاث علامات لحفر ثلاث ثقوب وتثبيت المتحكم كما هو موضح في الشكل 271.

و بسبب الطريقة التي قمنا بها بتركيب المتحكم سنكون قادرين على تركيب ثلاث براغي فقط فالمساحة لم تكن كافية. تأكد أن المتحكم لن يمس أي من المكونات الأخرى كالبراغي أو السكك وغيرها.

الشكل 271 : متحكم محرك أداة البثق بعد تثبيته على الصفيحة الداعمة لسكك المحور Z

المهمة النهائية في هذا الفصل هي تركيب المتحكم بأداة البثق، والذي سيركّب مباشرة فوق المتحكم بمحرك أداة البثق. أيضاً هذا المتحكم سيثبت بثلاث براغي فقط ( طبعاً لا تنس أسافين النايلون ). أزل اللوحة من مكانها ثم احفر ثلاث ثقوب ثم ركّب اللوحة كما هو موضح في الشكل 272.

ملاحظة : سيقوم المتحكم بأداة البثق بالكثير من الوظائف، منها مراقبة درجة حرارة أداة البثق، تسخين أداة البثق عن طريق تزويد التيار الكهربائي للمقاومات، كما سيتصل مع الأردوينو واللوحة الأم.

الشكل 272 : متحكم أداة البثق بعد تثبيته بالصفيحة الداعمة لسكك المحور z

عند هذه المرحلة تكون قد قمتَ بتركيب كامل اللوحات الإلكترونية المطلوبة، ويكون أمامك الآن توصيل هذه اللوحات ببعضها عن طريق الأسلاك.

في الفصل القادم ستقوم بإضافة تشكيلة الأسلاك والكابلات لتوصيل كافة المكونات معاً. بعد ذلك ستقوم بتوصيل كل شيء إلى مزود الطاقة الكهربائية والذي سيزوّد الآلة بالفولطية المطلوبة لتشغيل المتحكمات، وتدوير المحركات، والسماح لأداة البثق بتسخين المادة البلاستيكية ثم طباعتها.