スキャナーでの作業から脱却する過程で、10人以上の人々が、3Dスキャナーの助けが必要だと私に書いてくれました。ほとんどの質問は電子機器に関連しています。 彼女については、この記事で説明します。
一般的な考え方
どうすればいいですか？ 第一に、ステッピングモーターを制御する必要があります。第二に、少なくともレーザーのオンとオフを切り替える必要があります。第三に、何らかの方法でコンピューターとデータを交換する必要があります。 ボードが実行する必要のある主な3つのタスクを次に示します。 複雑なことは何もありません。 つまり、ほぼすべてのマイクロコントローラーを使用できます。 私はほとんどSTM32でプログラムしているので、それを採用しました。 操作の一般的な原則は、どのコントローラーでも当然同じです。
第三版
スキャナーの3番目のバージョンでは、STM32F030F4マイクロコントローラーを使用しました。 それは、より支払い可能なケースTSSOP20によって区別されます（その時点では、LQFP Iの下のボードは、フォトレジストを使用しても頑固に機能しませんでした）。 興味のあるもの-PWM生成とハードウェアUSARTを備えたタイマー。 「モーターに足が足りなかった」などの問題は、誰も脅かすものではないと思います。 これが私の配線です：
しかし、そのようなスキームは次のようになります：
マイクロコントローラへの導体が回路内で誤って描かれているが、配線は正しいとすぐに言わなければなりません。 図とボード上のコンポーネントの番号は同じなので、図のコンポーネントの定格を参照してください。 クォーツタイミングだけでなく。 ボードの左上隅にあります。 ちなみに、それへのコンデンサは必ずしも10 pFではありません。 それらの公称値は、5〜20 pFの範囲でなければなりません。
配線にPLSピン用の穴がないことに気付くかもしれません。 横にはんだ付けするだけです。 これは記事の冒頭の最初の写真で見ることができます。 また、赤でこれらのピンをグループ（G1、G2など）に組み合わせた配線上にも見えます。
G1はコンピューターと通信するためのコネクターです。 左から、GND、SWDIO、SWCLK、RX、TX、+ 5V。
G2-レーザーの出力。 下からプラス。
G3-レーザー接続。 プラス左（キャップ）。
G4-モーター接続。
スキームから推測できるように、ユニポーラステッピングモーターを正確に駆動します。 このために、電界効果トランジスタが使用されます。 SMDアセンブリを提供するというアイデアが気に入りました。 これらのアセンブリを適用しました。 あなたは他のものを取ることができます。 主な条件は、ケースの互換性です（これらと両方のレッグが8であることではなく、ピンアウトが同じであること）。 まあ、トランジスタもNチャネルでなければならないという事実。
レーザー（回路の左下隅）に個別の電圧安定器が作成されています。 これにより、スタビライザーの出力電圧を調整することでレーザー出力を調整できます。 これを行うには、抵抗R5の抵抗値を変更する必要があります。 したがって、ポテンショメータをR5としてインストールすることをお勧めします。 気配りのある読者は、「なぜ9Vなのか」と尋ねます。 一般的に、レーザーはモーターとは別に電力を供給される必要があるためです。 モーターは誘導負荷であるため、レーザーダイオードを破壊する可能性のある電力サージが発生します。 スタビライザーの電圧降下が十分に大きく、通常の動作に十分な電圧がない可能性があるため、5Vから電力を供給しても機能しません。 したがって、電源をすでに持っていて電圧に完全に適していたため、電源を9Vに設定しました。 スタビライザーはラジエーターに取り付けられていますが、ボードにはんだ付けされていません。 代わりに、G2コネクタに接続します。
注意！ この回路はレーザーダイオードドライバーではありません！ それに接続し、供給電圧を調整します。 つまり、レーザーを自分で組み立てた場合、少なくとも電流制限抵抗とコンデンサを配置する必要があります。
一般に、すべてが回路内にあります。 ボードはLUTで簡単に作成できます。 SprintLayoutの配線へのリンクを次に示します。
4番目のスキャナー
写真も図もありません。すべてがブレッドボード（ブレッドボード）で組み立てられました。 マイクロコントローラはSTM32F401REを採用しました。 いいえ、そのような力は確かに必要ありません。 STM32F401-Nucleoにインストールされました。 このボードが気に入ったのは、ピンだけでなくソケット（Arduinoなど）もあるだけでなく、ST-Link V2.1がインストールされているためです。 彼の何がいいの？ そして、プログラマーに加えて、USB-> UARTアダプターもあります。 これは、配線とボードが少なくなることを意味します。 マイナスの点は、システム内でフラッシュドライブとして定義されているため、Windowsエクスプローラーが常に表示されることです。 しかし、そうです。 ささいなこと。 ワイヤーよりも優れています。 回路は基本的に同じままです。 3つの超小型回路を1つのULNに置き換えることができます（ULN200x; x = 1,2,3,4）。 確かに、そこのトランジスタは電流が少なく、一般にバイポーラ用に設計されていますが、1つの場合しかありません。
しかし、レーザー制御については、個別に言う必要があります。 4番目のバージョンでは、電力をプログラムで調整可能にすることにしました。 ある意味では、UARTに従って電力を調整できます。 レーザー出力を制御するには、TDA2030でPWMを駆動します。 このブロックのスキームは次のとおりです。
人間の言語では
注意！ 突然、リピーターではなく本格的なアンプを製造することに決めた場合、PWMを使用して制御することを忘れないでください。これは、電圧が最小値から最大値にジャンプすることを意味します。 レーザーダイオードは燃え尽きるのにほとんど時間を必要としないため、電圧が最大4.2Vを超えると（短時間であっても）、ダイオードは燃えます！
そして、より良い方法は？
RepRap 3Dプリンターにはモーターを制御するための多くのボードがあります。 たとえば、これ 。 同様のボードは、チップの名前で簡単に見つけることができます。 なぜ彼女は良いのですか？ まず、バイポーラモーターを制御できます。また、巻線の中間タップを通常の方法で切断する（または、接続しない）ことにより、ユニポーラがバイポーラに変わります。 第二に、それは簡単に制御されます。1本のピンが方向を設定し、2本目のピンが衝動を与えます。 すべての衝動は一歩です。 最後の機能は、ステップの分割（マイクロステップ）です。 つまり、マイクロ回路は完全なステップではなく、たとえば1/2になります。 前のスキャナーのステップのように5度ではなく、2.5度。 そして、これは制限ではありません！ 16による除算をサポートしますが、実際には必要ありません。
だから私はそれを強くお勧めします。 時間と足（もちろんマイクロコントローラー）は節約できますが、お金は節約できません。 しかし、それは価値があります。
安価で小さいため、制御ボードを同じSTM32F030にはんだ付けすることをお勧めします。 後者はこのような巨大なボックスでは役割を果たしませんが、一部の人々にとってはかなりマイナスになる可能性があります。
レーザー制御に変更するものはほとんどありません。 4番目のスキャナーではすべてがうまく機能し、何も変更する意味はありません。 DACを固定することは可能ですが、これはかなり頭痛の種です。
そして今何？
そして今、印刷、エッチング、はんだ付け、コード、コード、コード！ しかし、次の記事のコーディングについて。 そして今回、彼らは私に得点させません。 私が答えた電子機器に関する質問のほとんどを願っています。 そこには特に複雑で恐ろしいものは何もないようです。 私はできるだけ早くコードについて書き込もうとします（下品なコメントはすべて破棄し、アイドルで不要な部分は削除します）。
この記事が役に立つガレージでのプロジェクト/卒業証書/集会の皆さん、幸運を祈ります！
PS回路では、タイプミス-水晶に近いコンデンサ-10 nFではなく10 pF。