Partie électronique

Cahier des charges électronique

Problématique

Dans notre modèle d'imprimante 3D, le plateau est aussi mobile pour permettre plus d'amplitude d'impression. Pour cela, les commandes imposant des mouvements à la tête d'impression doivent être décomposées en déplacement pour la tête et déplacement pour le plateau. Pour réaliser cela, nous avons décidé de commander avec des cartes différentes chacun des déplacements. Cela implique d'une part de déterminer les cartes adaptées, et d'autre part de séparer les codes électroniques d'impression.

3 glissières motorisées : position tête (mouvement « delta »)

3 glissières motorisées : position plateau (mouvement ad-hoc)

Choix des cartes électroniques

Une Raspberry Pi commandera l'imprimante dans sa globalité. Elle recevra les fichiers d'impression et les convertira. Elle enverra ensuite les fichiers de commande ligne par ligne aux 2 cartes choisies pour commander l'imprimante :

Une SmoothieBoard pour commander le mouvement Delta de la tête d'impression
Une Arduino pour commander le mouvement du plateau

Raspberry PI : commande générale

Nous avons choisi une Raspberry Pi pour commander l'imprimante dans sa globalité. A terme, il sera en effet plus pratique d'avoir une carte indépendante qui pourra commander l'imprimante, plutôt que d'avoir à brancher un ordinateur et refaire les réglages à chaque fois, même si cela est possible et est ce que nous utilisons actuellement.

SmoothieBoard : mouvement de la tête

La SmoothieBoard commande le mouvement de la tête. Nous avons choisi cette carte car elle est conçue spécialement pour gérer un mouvement delta tel que celui de la tête d'impression. C'est ce genre de carte qui est habituellement utilisée dans les imprimantes 3D. Elle avait déjà été utilisée par l'équipe de l'année précédente et donc prête à être modifiée.

Arduino Mega : mouvement du plateau

La carte Arduino Mega avec les accessoires adaptés commande le mouvement du plateau. La carte Arduino est en effet facile d'utilisation et une bibliothèque lui permet d'utiliser du G-Code. Par ailleurs, nous envisageons à terme d'ajouter sur cette carte le contrôle de la température de l'enceinte.

Séparation du code électronique

A l'origine, le fichier envoyé est une maquette 3D de la pièce à imprimer : dans notre cas, nous utilisons Catia comme logiciel de 3D.
La maquette 3D est ensuite passée dans un logiciel Slic3r qui convertit le fichier 3D en un fichier G-Code.
Le problème est ensuite de séparer les lignes qui concernent la commande de la tête de celle qui concernent le mouvement du plateau. Nous avons décidé que seul le plateau effectuerait les mouvements verticaux. Cela permet à la tête de rester dans la zone où sa marge de mouvement horizontale est la plus grande. Nous avons donc choisi d'écrire un script Python qui sépare les commandes selon les coordonnées X,Y et Z.
Ce fichier modifié est ensuite transmis à la Raspberry qui peut ainsi envoyer ligne par ligne les commandes aux 2 cartes. Pour éviter les interférences entre les cartes Arduino et SmoothieBoard, la Raspberry n'envoie la ligne suivante qu'après un retour de confirmation que la ligne précédente s'est bien effectuée.