Блок управления автоматического степлера

Для проектов станков с ЧПУ и 3D принтеров необходимы достаточно дорогие комплектующие. Один из способов достать их подешевле - это разобрать неисправную оргтехнику, которая иногда "всплывает" на вторичном рынке (Авито и т.п.). Причем чем массивней и серьезней аппарат - тем лучше, к примеру некоторые модели могут быть оборудованными блоками автоматической подачи листов в сканер (в них обычно отличные ШД) или Wi-Fi сетевыми адаптерами. Самая большая проблема это транспортировка. Обычно после разбора и извлечения всего самого нужного (ШД, моторы, драйверы, ремни, подшипники, направляющие...) остается не только много пластикового мусора и металлолома, но и несколько нестандартных узлов и агрегатов(БП, инверторы, механика...). Речь в данной статье и пойдет об одном из таких нестандартных узлов, выкинуть который не поднялась рука.

Ковыряя объявления на предмет неисправной оргтехники, я наткнулся на МФУ Xerox COPYCENTRE C35 за 300р., аппарат был куплен, доставлен в гараж товарища и разобран. От данного аппарата, помимо "стандартных" деталей остался отдельный блок автоматического степлера (в корпусе с низу и есть самодельная часть).

В добавок, в нижнем ящике, под одним из лотков для бумаги, было 2 упаковки по 15000 скрепок.

Сами-же картриджи выглядят так:

Первым делом я вынул полупустой картридж и снял корпус степлера. 

Далее, при помощи мультиметра в режиме "прозвонки" я определил на какие контакты разъема подходят дорожки с выводов мотора. После подачи на них напряжение 12В от ЛБП мотор закрутился и степлер начал шить. Вставив на место картридж скрепок и воткнув пару листов бумаги в боевую часть, еще раз включив ЛБП, можно наблюдать степлер в действии.

После пары испытаний, стало понятно что для корректной работы необходимо отслеживать положение механизма и включать/выключать мотор только при соблюдении определенных условий.

Для того чтобы полностью разобраться в ситуации, при помощи тестера и манипуляций c движками датчиков, была составлена следующая таблица.

Она-же, но в электронном виде.

Вообще, для лучшего понимания работы механизма, лучше исследовать алгоритм его работы на включенном аппарате, но в случае аппарата с утопленной мат. платой и одним из БП это конечно не вариант.

Дальше пришлось собирать макет, фото которого к сожалению не сохранились. Опишу его кратко: К макетной плате Arduino UNO подключаются выходы датчиков и затвор N-канального полевого транзистора. Важно еще и то, что датчик положения механизма должен быть подключен к ноге контроллера, поддерживающей прерывания(INT). Мотор подключается к стоку транзистора и все это запитывается. В качестве БП был выбран импульсник на 12В 4А от неизвестного сетевого оборудования, который и перекочевал в финальный вариант устройства.

Также, для управления была добавлена кнопка и несколько светодиодов для обратной связи. После долгих экспериментов я получил рабочий код. С макета была срисована схема, за место Arduino UNO была использована AtMega8.

Поочередно с черчением схемы, была нарисована и плата, все разъемы были выведены на клеммные колодки.

Регулятор напряжения(7805) и полевой транзистор(IRF3710) повернуты фланцами в одну сторону и установлены на небольшой радиатор. Подложку, как минимум одного из этих элементов следует заизолировать от радиатора слюдой или теплопроводящей прокладкой и изоляционной шайбой т.к. фланцы корпусов TO-220, как правило, соединены с второй ногой и на них разные потенциалы.  

Плата изготовлена, традиционным для меня, фоторезистивным способом и "набита" деталями. Для микросхемы U2 предусмотрена панелька. Перед установкой микросхемы ее необходимо прошить. Скачивайте Скетч, открываете и идете в меню Tools. В новых версиях Arduino IDE появилась возможность быстрого поиска и добавления отладочных плат и "голых" МК. Для выбора ATmega8 необходимо найти в разделе "boards manager" пункт "MiniCore" и установить его.

После этого в списке плат появится пункт "ATmega8".

Очень важно!: в пункте Clock указать чтобы тактовый генератор использовался встроенный, на 8МГц. Загрузчик можно выключить.

Далее необходимо выбрать используемый программатор, в моем случае это "USBtinyISP". Включаем программатор в USB порт ПК, вставляем МК в панельку программатора. После выбираем пункт "Burn Bootloader", хоть загрузчик у нас и не выбран, при выборе этой команды прошьются все необходимые фъюзы. Все, теперь осталось скомпилировать и записать саму программу, для этого выбираем Sketch=>Compile(Ctrl+R) и затем Sketch=>Upload Using Programmer (Ctrl+Shift+U).

Когда процесс прошивки будет закончен, можно извлекать МК из панельки программатора и выключать программатор и ПК. Вставляем МК в панельку на плате и подключаем БП, мотор, светодиоды, кнопку и датчики согласно схемы.

Все готово к пробному первому пуску.

Степлер готов.

Естественно, приведенная в данной статье инструкция применима только к такому-же как у меня набору ингредиентов. Для других вариантов будет необходимо изменить алгоритм работы. 

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• AVR
• Sprint-Layout
• Proteus