CHƯƠNG 4:GIỚI THIỆU VỀ PHẦN ĐIỆN TỬ
4.1. Giới thiệu về mạch Arduino Mega 2560
Hình 4. 1 Adruino Mega 2560 R3
− Arduino Mega 2560 R3 là một vi điều khiển dựa trên nền ATmega2560. Có 54 chân đầu vào / đầu ra số ( trong đó có 15 đầu được sử dụng như đầu ra PWM ), 16 đầu vào analog, 4 UARTs ( cổng nối tiếp phần cứng ), một 16 MHz dao động thạch anh, kết nối USB , một jack cắm điện, một đầu ICSP và một nút reset. Chứa tất cả mọi thứ cần thiết để hỗ trợ các vi điều khiển, chỉ cần kết nối với máy tính bằng cáp USB hoặc sử dụng với một bộ chuyển đổi AC -to-DC hay pin. Arduino Mega tương thích với hầu hết 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 không sử dụng chip điều khiển FTDI USB-to-serial . Thay vào đó, các tính năng của ATmega16U2 ( ATmega8U2 trong phiên 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 xuống đất, để dễ dàng hơn đưa vào chế độ DFU.
− Phiên bản 3: Arduino Mega 2560 R3của vi mạch có các tính năng mới như sau pinout 1.0: thêm pin SDA và SCL gần với pin AREF và hai pin mới khác được đặt gần với các pin RESET IOREF cho phép các shield để thích ứng với điện áp cung cấp từ vi
Sinh viên thực hiện: Lê Trung Thạnh Hướng dẫn : Đặng Phước Vinh 38
với 5V và với Arduino Due 3.3V . Thứ hai là một pin không kết nối được dành cho mục đích trong tương lai.
+ Mạch RESET mạnh hơn.
+ Atmega 16U2 thay thế 8U2 . Nguồn(Arduino Mega 2560 R3)
+ Arduino Mega 2560 R3 có thể được cấp nguồn 5V DC thông qua cổng USB hoặc cấp nguồn ngoài với điện áp khuyên dùng là 7-12V DC và giới hạn là 6-20V DC.
Thường thì cấp nguồn bằng pin vuông 9V là hợp lí nhất nếu bạn không có sẵn nguồn từ cổng USB. Nếu cấp nguồn vượt quá ngưỡng giới hạn trên, bạn sẽ làm hỏng Arduino Mega 2560 R3.
Lưu ý:(Arduino Mega 2560 R3)
+ Arduino UNO R3 không có bảo vệ cắm ngược nguồn vào. Do đó bạn phải hết sức cẩn thận, kiểm tra các cực âm – dương của nguồn trước khi cấp cho Arduino UNO. Việc làm chập mạch nguồn vào của Arduino UNO sẽ biến nó thành một miếng nhựa chặn giấy. Tôi khuyên bạn nên dùng nguồn từ cổng USB nếu có thể.
+ Các chân 3.3V DC và 5V DC trên Arduino là các chân dùng để cấp nguồn ra cho các thiết bị khác, không phải là các chân cấp nguồn vào. Việc cấp nguồn sai vị trí có thể làm hỏng board. Điều này không được nhà sản xuất khuyến khích.
+ Cấp nguồn ngoài không qua cổng USB cho Arduino UNO với điện áp dưới 6V DC có thể làm hỏng board.
+ Cấp điện áp trên 13VDC vào chân RESET trên board có thể làm hỏng vi điều khiển ATmega328.
+ Cường độ dòng điện vào/ra ở tất cả các chân Digital và Analog của Arduino UNO nếu vượt quá 200mA sẽ làm hỏng vi điều khiển.
+ Cấp điệp áp trên 5.5VDC vào các chân Digital hoặc Analog của Arduino UNO sẽ làm hỏng vi điều khiển.
+ Cường độ dòng điện qua một chân Digital hoặc Analog bất kì của Arduino UNO vượt quá 40mA sẽ làm hỏng vi điều khiển. Do đó nếu không dùng để truyền nhận dữ liệu, bạn phải mắc một điện trở hạn dòng.
4.1.2. Thông số kỹ thuật
− Vi điều khiển: ATmega 2560
− Điện áp hoạt động: 5VDC
− Điện áp ngõ vào DC: 7-12VDC
− Số chân Digital: 54 (15 chân PWM)
− Số chân Analog: 16
− Bộ nhớ Flash: 256 KB, 8KB sử dụng cho Bootloader
− SRAM: 8 KB
− EEPROM: 4 KB
− Xung clock: 16 MHz
4.2. Bo mạch điều khiển RAMPS 1.4 cho máy in 3D Reprap 4.2.1. Mô tả sản phẩm
Hình 4. 2 Bo mạch ramps-1.4
Ramps-1.4 nối với động cơ bước thông qua chip driver A4988.
RAMPS (RepRap Arduino Mega Pololu Shield) là bộ kit điều khiển máy in 3D Reprap giao tiếp với một Arduino Mega mạnh mẽ cùng nhiều cổng kết nối mở rộng. Trên Arduino MEGA shield có các mô-đun tích hợp khe cắm trình điều khiển động cơ bước (stepper drivers) và thiết bị điện tử của bộ đùn nhựa in 3D. Đặc biệt, bạn được phép gắn thêm các bo mạch mở rộng của Arduino nhưng phải đảm bảo mạch RAMPS gắn ở lớp trên cùng.
Bo mạch điều khiển máy in 3D Reprap có rất nhiều loại và đều dựa trên nền tảng Arduino nguồn mở. Hiện nay, những người chuyên chế máy in 3D thường chọn bo mạch RAMPS 1.4 để làm bộ não cho chiếc RepRap.
Bo mạch RAMPS 1.4 là phiên bản mới nhất đượccộng đồng DIY Máy in 3D Reprapphát triển và sử dụng rộng rãi.
Sinh viên thực hiện: Lê Trung Thạnh Hướng dẫn : Đặng Phước Vinh 40
4.2.2. Thông số kỹ thuật thông số Bo mạch RAMPS 1.4
− Khả năng mở rộng kết nối với các mạch điều khiển khác .
− 3 Mosfets cho đầu phun nhựa in, quạt tản nhiệt và 3 mạch điều khiển nhiệt độ.
− Cầu chì bảo vệ quá tải ở 5A
− 5 Pololu stepper driver boards và có khả năng thay thế hoặc mở rộng.
− Cổng cắm I2C và SPI cho phép mở rộng kết nối linh kiện
− Các Mosfet được móc vào chân cắm PWM đảm bảo tính linh hoạt.
− Có khe cắm SD Card
− Đèn LED báo hiệu khi quá tải nhiệt
− Có thể kết nối điều khiển thêm 2 motor trục Z cho loại REPRAP Prusa Mendel