03.04.2024

Sterownik PWM – #11 – Projekt obudowy

W obecnych czasach mamy możliwość korzystania z łatwego dostępu do różnorodnych narzędzi prototypowania. Wśród nich wyróżniają się programy umożliwiające szybkie i efektywne projektowanie obudów oraz drukarki 3D pozwalające na fizyczne wytworzenie prototypów. Zapraszamy do przeczytania artykułu autorstwa Dominika Bednarskiego, dla którego projektowanie obudowy dla sterownika PWM było jednym z etapów procesu powstawania finalnego urządzenia.

Więcej artykułów na Blog IntHou

Zakres artykułu.

Drukarka 3D Creality Ender-3
Blender
Projekt obudowy
Prototyp
Podsumowanie
Źródła

Drukarka 3D Creality Ender-3

Do wydrukowania prototypu obudowy wykorzystałem powszechnie znaną drukarkę 3D Creality Ender-3. Drukarka ta zaliczana jest do drukarek budżetowych, lecz znakomicie spełnia swoje zadanie na potrzeby hobbistycznego tworzenia różnych prototypów. Drukarka ta jest prosta w obsłudze oraz posiada stosunkowo duży obszar roboczy, który umożliwia druk elementów o wymiarach 220 x 220 x 250 mm.

Specyfikacja:
Technologia modelowania: FDM（Fused Deposition Modeling）
Maksymalny rozmiar druku: 220x220x250mm
Maksymalna szybkość druku: 100mm/s
Filament: 1.75mm PLA, TPU, ABS
Tryby pracy: Online or SD offline
Format plików: STL,OBJ,G-code
Waga: 6.7kg
Napięcie zasilania: 110-230V
Grubość warstw: 0.1-0.4mm
Średnica dyszy: 0.4mm
Dokładność drukowania: ±0.1mm
Maksymalna temperatura dyszy: 255℃
Maksymalna temperatura stołu grzewczego: 110℃

Blender

Do zaprojektowania obudowy wykorzystałem powszechnie znany program Blender. Blender to darmowe i otwarte oprogramowanie, które oferuje zaawansowane możliwości modelowania, animacji i renderowania. Dzięki szerokiej gamie narzędzi i elastycznej strukturze Blender jest dobrym narzędziem do projektowania obudów dla druku 3D. Ponadto, Blender posiada aktywną społeczność użytkowników, która udostępnia darmowe dodatki i poradniki, ułatwiając jeszcze bardziej proces projektowania.

Projekt obudowy

Projekt obudowy, który stworzyłem, składa się z 3 części:

część dolna, w której umieszczany jest sterownik PWM,
front, który zapobiega wysunięciu się sterownika z części dolnej,
cześć górna, która zapobiega wysunięciu się frontu z części dolnej.

Front:

Część dolna:

Cała obudowa:

Podczas projektowania obudowy należało zwrócić uwagę na kilka aspektów:

1. Umieszczenie płytki w obudowanie postanowiłem zrealizować poprzez wykonanie korytka w części dolnej obudowy, do którego wsuwa się sterownik PWM.

Aby korytko mogło się poprawnie wydrukować na drukarce 3D, należało jego części dolne zaprojektować pod kątem.

2. Po wydrukowaniu pierwszej wersji obudowy okazało się, że korytka zrobiłem zbyt długie i w kolejnej wersji postanowiłem zlikwidować ten ruch poprzez umieszczenie po obu stronach ograniczników:

3. Mocowanie części górnej do części dolnej zrealizowałem poprzez połączenie śrubowe. W tym celu w części dolnej dodałem element, w który można wsunąć nakrętkę, natomiast w części górnej dodałem element, który umożliwia włożenie śruby. Dodatkowo dodałem fazę dla łba śruby, żeby po dokręceniu, śruba nie wystawała. Przed zaprojektowaniem tej części, w pierwszej kolejności dobrałem śrubę, aby znać jej wymiary oraz wymiary nakrętki.

4. Kolejnym elementem, który dodałem do części dolnej obudowy były kolumny, które pełnią zadanie usztywnienia sterownika PWM. Dzięki tym elementom, gdy użytkownik będzie dokręcał przewody, a tym samym będzie przykładał siłę do płytki, płytka ugnie się jedynie do momentu, aż trafi na kolumny. Kolumny rozmieściłem w taki sposób, aby trafiały na część sterownika, gdzie nie ma wlutowanych elementów.

5. W obudowie przewidziałem oczywiście otwory na przewody do zasilenia sterownika PWM oraz otwory na przewody od taśm z LEDami. W celu usztywnienia szerokiego otworu, na przewodu od taśm LED, dodałem osiem kolumn wspierających do otworu od przodu oraz do otworu od tyłu.

6. Aby była możliwość przymocować obudowy do ściany lub innych elementów budynku, do dolnej części obudowy dodałem cztery otwory na śruby.

Prototyp

Wydrukowany prototyp obudowy prezentuje się następująco:

Autor: Dominik Bednarski

Dominik Bednarski jest absolwentem Politechniki Warszawskiej, gdzie studiował elektrotechnikę na wydziale elektrycznym ze specjalnością Elektronika Przemysłowa. Jego hobby to m.in. programowanie w C, C++ oraz Pythonie. W swojej karierze zawodowej pracował nad: algorytmem poziomu naładowania ogniw litowo-jonowych, algorytmem sterowania 6 osiowym ramieniem robota, algorytmem sterowania platformą mobilną, rozwiązaniem do rejestrowania czas pracy narzędzi maszyn na tagu RFID. Obecnie Dominik pracuje jako tester automatyzujący w firmie Sii dla klienta z branży motoryzacyjnej.