将想法付诸实施:TI的3D打印机技术!

近年来,3D打印技术全面开花!好像隔两天你就会听到3D打印引领发展潮流的相关报道。最近,我读到一篇有关第一台太空3D打印机的报道。NASA希望3D打印将在某一天随时随地为打印备用零件提供资源,并且在我们打算在另外的星球上定居时能够创造出很多所需的材料。3D打印将会使得一个与世隔绝的工作站或前沿哨所能够合理地使用有限资源,而不是针对可能出现的最差情况预先做好准备。这个灵活性是推动3D打印的一个关键思路。

今天,我想给大家介绍下,TI是如何很好地融入这场3D打印技术革命的。我们将采用什么更合适的方法来适应3D打印技术革命,而不是生产我们自己的3D打印机呢?最终的答案就是一款3D打印机控制器参考设计,此设计基于采用大范围TI器件阵列的LaunchPad + BoosterPack配置。这些器件中的很多器件曾用于简化用户自己的3D打印机系统设计。

TI参考设计:3D打印机控制器

简单介绍一下每器件以及它们在3D打印机中的用途。

  • DRV10983大多数3D打印机采用某些类型的冷却风扇为挤出机加热器或电子元器件散热。很多冷却风扇采用3相无刷直流 (BLDC) 电机,虽然效率高,但是需要一些额外的操作使电机以适当的速度旋转。DRV10983通过集成一个无传感器控制系统使电机在几分钟内开始旋转,从而简化3相BLDC电机。如需了解更多内容,请阅读这篇与DRV10983有关的博客。
  • DRV5033:3D打印机系统的一个主要要求就是要知道每个轴的精确位置。其中的实现方法有很多,但是其中一个最常见的方法就是采用具有限位开关的步进式电机。在很多时候,设计人员将采用机械限位开关,但是我们希望将设计向前更进一步,实现无接触式的设计。DRV5033霍尔传感器检测磁体在何时达到传感器的特定临近范围内。然后,DRV5033将信号发送给MSP430TM 微控制器 (MCU),告诉它轴已经达到其运动轨迹的末端。这样的话,MCU现在就知道了轴的绝对位置,并且使用步进式电机来保持这个轴的准确位置。
  • CSD18534Q5A我们设计中的这三个金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 被用作驱动挤出机加热器、热床加热器和外部风扇的负载开关。这款MOSFET虽然与很多其它的MOSFET很相似,但是却能在降压方面令用户激动不已。在电路板空间和散热片大小有限的应用中,在小巧封装内提供一个高功率MOSFET会是十分关键的。CSD18534Q5A的另外一个特性就是可由MCU直接驱动,从而为你节省更多宝贵的电路板空间。
  • UA78M33虽然从未成为万众瞩目的焦点,可靠的低压降稳压器 (LDO) 绝对是一个完整系统不可缺少的部分。UA78M33用在为电机/加热器供电的主电源上,并将其向下稳压至MCU和传感器运行所需的3.3V电压。
  • DRV88463D打印机和步进式电机驱动器的骨干器件。如果没有这些器件,我们什么也干不了。除了控制轴的运动外,大多数3D打印机采用步进式电机来移动挤出机。四个DRV8846的自适应衰减电流稳压机制根据特定的电机进行自动调节,从而简化步进式电机的控制。
  • MSP430F5529 MCU如果步进式电机驱动器是骨干,那么MCU就是大脑。超低功耗MSP430F5529 MCU让你能够控制3D打印机,并开始将打印出的物体应用到实际生活中。在集成USB的支持下,MSP430F5529能够实现与主机PC的直接对接,你还可以从诸如微型SD卡等存储介质中载入设计。大量的外设使你能够在保持MSP430 MCU系列低成本属性的同时轻松控制3D打印机的不同子系统。

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如果你有问题或者想获得更多信息,请访问TI电机驱动 & 控制主页

原文链接:

http://e2e.ti.com/blogs_/b/motordrivecontrol/archive/2015/01/16/making-ideas-real-3d-printer-technology-from-ti

  • TI的3D打印方案非常完善,有完整的参考设计。其次有众多器件支持,涉及到电机驱动,稳压器,MCU等,这些器件可以简化用户自己的3D打印机系统设计。