Principi di funzionamento di una scheda di controllo per stampanti 3D (video)

Come anticipato in articoli precedenti (clicca qui), la scheda di controllo rappresenta il cuore (o meglio il “cervello”) di una stampante 3D. Ma qual è il suo reale funzionamento? Andiamo ad analizzarlo insieme.

Per questo articolo abbiamo scelto di utilizzare la creazione di Massimo Banzi, ovvero ArduinoUNO. Questa scheda di controllo è completamente made in Italy ed è stata la prima capace di coinvolgere un numero elevato di appassionati per la sua semplicità d’uso.

Prima di tutto osserviamo come si presenta.

Gli accessori sono comunissimi e acquistabili in ogni negozio di elettronica e non solo. Nonostante ciò, sono più che sufficienti per il nostro scopo, ovvero quello di illustrare come una scheda di controllo gestisce i motori di una stampante 3D. I motori, infatti, rappresentano il mezzo fisico con il quale Arduino (o qualunque altra scheda di controllo assemblata) trasmette alla stampante le azioni da compiere.

La rotazione generata da questi motori permette all’estrusore e alla base di spostarsi lungo i tre assi, come in questo video:

 

Detto ciò, vediamo nello specifico come riprodurre in maniera molto semplificata questo meccanismo.

Arduino, come tutte le schede di controllo, prima di tutto ha la necessità di essere programmato. Il linguaggio di programmazione supportato è ispirato al “linguaggio C”, ma è stato reso ancora più semplice affinché chiunque possa comprenderlo. I programmi vengono chiamati “sketch” e molti sono già precompilati e disponibili in rete. Per il nostro scopo non abbiamo dovuto scrivere uno sketch apposito, ma ci è bastato cercarne uno che riassumesse nel modo più semplice possibile il modo in cui un motore per stampanti 3D è governato da una scheda di controllo. Invitiamo, in ogni caso, chi volesse imparare a programmare tali schede, ad approfondire l’argomento su una delle tantissime guide presenti online. Vi assicuriamo che vi risulterà più facile di quanto crediate ed anche molto divertente.

Una volta caricato su Arduino lo sketch prescelto, abbiamo effettuato i collegamenti necessari al funzionamento del circuito.

Infine abbiamo chiuso il circuito ed il risultato potete valutarlo in questo brevissimo video:

Ovviamente, nel caso della stampa 3D la difficoltà di programmazione della scheda di controllo è molto più elevata in quanto vengono gestiti più motori contemporaneamente, ed ognuno di essi svolge azioni diverse a velocità differenti.

Fortunatamente, anche in questo caso, è possibile sfruttare molti sketch precompilati online per poter gestire la vostra stampante senza dover per forza conoscere un linguaggio di programmazione. 

I motori di una stampante 3D (detti “passo-passo” o “motori-stepper”) si basano su un differente concetto di funzionamento rispetto a quello utilizzato in questo video-esempio, ovvero facendo ruotare un magnete, attirandolo da un passo all’altro con delle elettrocalamite opportunatamente disposte. Ciò comporterà la necessità di installare sulla scheda di controllo degli stepper-driver capaci di erogare tutta la corrente assorbita dal motore.

Ci auguriamo di aver attirato il vostro interesse sulla stampa 3D open-source e di avervi convinto, con questo articolo, a seguirci sempre di più in questo viaggio che ci porterà alla realizzazione di una stampante 3D tutta nostra.

Vi diamo, quindi, appuntamento al prossimo approfondimento su questo sito-blog. Stay tuned!