基于wifi的无线式3D打印机控制器和上位机APP应用界面的设计详解.doc
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1、基于wifi的无线式3D打印机控制器和上位机APP应用界面的设计详解3D打印属于快速成形技术的一种,是以数字模型文件为基础,运用塑料或粉末状金属等材料,通过逐层打印的方式来构造物体。近几年3D打印技术飞速发展,已广泛应用于航天、国防、医疗设备、教育及制造业。但目前的3D打印机大部分依然采用电脑连接进行操作打印,或者采用SD卡存储打印产品的数据进行打印,有时为用户使用带来极大不便。手机、平板电脑等移动设备终端已经成为了人们的生活必备品,这些产品都带有wifi无线传输功能。本文设计一种可以利用手机、平板等移动端安装app应用软件实现移动设备wifi无线控制3D打印机进行打印的控制器。通过移动端ap
2、p软件进行打印对象的选择、传输及打印控制。有了wifi操作,3D打印机就不局限于在电脑上操作,方便了用户使用,节省了使用成本。本文重点阐述无线式3D打印机控制器和上位机APP应用界面的设计。1 无线式3D打印机控制器设计方案控制器的核心CPU选用ST公司的STM32F103VET6微控制器,控制系统主要完成接收WiFi模块传输的数据;读取SD卡内存放的3D模型数据文件;完成对步进电机的控制;挤出头和热床的温度控制;挤出头行程控制等。无线式3D打印机的控制系统总体框图如图1所示。如图1所示,手机端的控制软件代替了电脑,通过手机上的wifi将打印数据和命令传输到3D打印机控制器进行打印控制,3D打
3、印机控制器也会将挤出头及热床温度、打印机当前状态等信息传输到手机端进行显示,方便用户查看。3D打印机控制器通过wifi模块接收数据文件存储到SD卡中,打印数据存储完成后,当控制器接收到打印命令后就可以开始打印了。两路温度传感器经CPU片内A/D转换通道分别检测挤出头和热床的温度;CPU的两路数字信号输出分别控制挤出头和热床加热电路的NMOS功率开关管,结合温度传感器实现挤出头和热床温度的控制;四路步进电机驱动电路分别控制X、Y、Z这3个轴的步进电机以及挤出头的步进电机;三路行程开关定位X、Y、Z轴的原点和运动相对位移量。2 系统硬件电路设计2.1 wifi通信电路设计本设计中选用的是ESP82
4、66为主控芯片的wifi模块。ESP8266的wifi模块具有接口简单、价格低廉、高效的AT指令,开发更简单等特点。ESP8266芯片具有一个完整且自成体系的wifi网络解决方案,高度片内集成,包括天线开关、电源管理转换器,因此只需要极少的外部电路,且包括前端模块在内的整个电路所占PCB空间非常小,专为移动设备和物联网应用设计,可将用户的物理设备连接到wifi无线网络上,进行互联网或局域网通信。WiFi模块采用UART和控制器进行通信。STM32通过串口TX发送AT指令对wifi的工作模式、UART波特率、建立连接等相关参数进行设置。STM32的USART接收端口RX则接收wifi模块从移动端
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