আমি একটি প্রোটোটাইপ 3 ডি প্রিন্টার ফিলামেন্ট অ্যালার্ম তৈরি করেছি যা কাজ করেছে, তবে প্রক্রিয়াটি আরও কিছু নতুন সমস্যা এবং বিষয়গুলিও নিয়ে এসেছে যা আমি প্রথমে শুরু করার সময় অগ্রসর নই। আজ আমি একটি নির্দিষ্ট নির্দিষ্ট সমস্যার জন্য তৈরি করার জন্য কিছু অন্তর্দৃষ্টি পেতে প্রোটোটাইপিং প্রক্রিয়ার মধ্যে ডুবিয়ে যাচ্ছি। আমি যা এসেছি তা হল দুল নির্মাণ করা সহজ, যা ফিলামেন্ট থেকে হ্যাং করে এবং সেই পরিবর্তনগুলি সম্পর্কে কিছু যদি আপনাকে জানায়।
আমি যখন আমার 3 ডি প্রিন্টার ফিলামেন্টের বাইরে ছিল তখন আমি জানতে চাইলাম, যাতে আমি যা করতে যাচ্ছি তা ড্রপ করতে পারি এবং পূর্ববর্তী স্পুলের শেষের দিকে আদর্শ ফিলামেন্টের একটি নতুন স্পুল সন্নিবেশ করতাম। ফিলামেন্টের চার মিনিটের মধ্যে এটি চালানোর মাধ্যমে, মুদ্রণ খুব বড় কাজগুলি নিরবচ্ছিন্নভাবে চালিয়ে যেতে পারে। আমি তৈরি ডিভাইস mister screamer বলা হয়।
মৌলিক ধারণা
ধারণাটি হলো 3 ডি প্রিন্টার উপস্থিত থাকলে (কিন্তু ধ্রুবক তত্ত্বাবধানে না থাকলে) এবং অপারেটরটি যখন প্রয়োজন হয় তখন ফিলামেন্টের রোলগুলি সোয়াপ করার জন্য প্রস্তুত হয়, তবে মুদ্রণটিকে বিরতির মতো কোনও “স্মার্ট” কাজগুলি করার জন্য প্রিন্টারের কোন প্রয়োজন নেই। ফিলামেন্টটি চালানোর সময় অ্যালার্মটি ট্রিগার করার নির্দেশে যতক্ষণ না, অপারেটরটি প্রস্তুতকারক মুদ্রণ নিরবচ্ছিন্ন রাখার জন্য প্রয়োজনীয় সবকিছু করতে পারে এবং প্রিন্টার নিজেই জানা দরকার না।
প্রথম প্রোটোটাইপ
পূর্ববর্তী প্রোটোটাইপ একটি buzzer সক্রিয় করার জন্য একটি বেলন সুইচ ব্যবহৃত। ফিলামেন্ট ডিভাইসের মাধ্যমে খাওয়ানো হয়।
আগের প্রোটোটাইপ শারীরিকভাবে একটি বেলন সুইচ সঙ্গে ফিলামেন্ট sensed ফিলামেন্ট যা ফিলামেন্ট দৌড়ে একটি buzzer ট্রিগার। এটি একটি সফল ট্রায়াল রান ছিল, কিন্তু কিছু নতুন সমস্যা প্রকাশ করেছে:
হাত দিয়ে ডিভাইসের মাধ্যমে ফিলামেন্টটি টেনে আনলে কোন প্রতিরোধের সামান্য ছিল না, কিন্তু একবার এটি প্রিন্টারে ফিলামেন্টের একটি রোল চালাচ্ছিল, এটি প্রত্যাশিত চেয়ে অনেক বেশি বাধ্যতামূলক এবং ঘর্ষণ তৈরি করেছিল। মুদ্রণ সফল ছিল কিন্তু প্রিন্টার এর extruder স্বাভাবিকের চেয়ে অনেক কঠিন কাজ ছিল। আমি আশা করি ডিভাইসটি ফিড সিস্টেম এবং ফিলামেন্টে নগণ্য স্ট্রেন দেবে। এই ক্ষেত্রে ছিল না।
যখন ফিলামেন্টটি দৌড়ে যায়, তখন ডিভাইসটি ট্যাবলেটপে কিছু দূরত্ব পড়ে যায়। এই প্রত্যাশিত ছিল। কিন্তু প্রভাবটি প্রায়শই ঘর্ষণ-ফিট ব্যাটারি ধারক থেকে সম্পূর্ণভাবে আলগা করে দেয়, যা প্রত্যাশিত ছিল না। ব্যাটারী সম্পূর্ণরূপে আউট popped ছিল, ডিভাইস তার প্রাথমিক কাজ সম্পন্ন করা হবে না। ডিভাইস ড্রপ-প্রতিরোধী হতে প্রয়োজন, কিন্তু প্রোটোটাইপ নকশা এই প্রতিফলিত না।
যদিও পূর্ববর্তী প্রোটোটাইপটি কাজটি করতে চেয়েছিল, তবুও এটি স্পষ্ট ছিল যে সমস্যা ছিল এবং একটি নকশা আপডেট প্রয়োজন ছিল।
ডিজাইন লক্ষ্য সারাংশ
মিস্টার স্ক্রামারের মৌলিক প্রয়োজনীয়তাগুলি অনেক পরিবর্তন হয়নি। ডিভাইসের কাজগুলি হল:
ফিলামেন্ট উপস্থিত হলে, কিছুই ঘটবে না।
ফিলামেন্টটি রান আউট হলে, কাছাকাছি অপারেটর সতর্ক করার জন্য আপনার প্রতারণামূলক মাথা বন্ধ করুন।
নকশা অন্যান্য উপাদান রাখা যথেষ্ট ভাল কাজ করে, এবং বেশিরভাগ অপরিবর্তিত থাকা:
ঘের 3D মুদ্রিত হতে পারে
স্বনির্ধারিত (কোন বহিরাগত শক্তি বা সংকেত)
পর্যবেক্ষণ করা 3D প্রিন্টার কোন পরিবর্তন প্রয়োজন
বৈদ্যুতিকভাবে সহজ, এবং উৎস অংশ থেকে সর্বনিম্ন একটি সর্বনিম্ন ব্যবহার করে
দীর্ঘ ব্যাটারি জীবন, কম শক্তি ব্যবহার
একটি এলার্ম প্রতিক্রিয়া যখন বন্ধ বন্ধ করা সহজ
প্রথম প্রোটোটাইপ নির্মাণ এবং পরীক্ষা থেকে পাঠ নিম্নলিখিত নকশা লক্ষ্য যুক্ত করতে ব্যবহৃত হয়:
প্রিন্টার এর স্বাভাবিক অপারেশন হস্তক্ষেপ করা উচিত নয়। আদর্শভাবে, প্রিন্টার এমনকি এটি লক্ষ্য করা উচিত নয়।
ডিভাইস বিরক্তিকর এবং ড্রপ-প্রতিরোধী হতে হবে।
সহজে একটি মুদ্রণ ফিলামেন্টে সহজে ডিভাইস যোগ করার ক্ষমতা।
নতুন প্রোটোটাইপ
নতুন প্রোটোটাইপটি একই মৌলিক ফাংশন রাখে, তবে একটি সম্পূর্ণ ভিন্ন পদ্ধতির সাথে। ডিভাইসটি এখন অভিযোজনের জন্য সংবেদনশীল, এবং শুধুমাত্র পরোক্ষভাবে প্রকৃত ফিলামেন্টটিকে ইন্দ্রিয়গ্রাহ্য করে। এটি একটি দুল মত একটি বল লিঙ্ক চেইন দ্বারা ঝুলন্ত তৈরি করা হয়।
ডিভাইসটি হ্যাং করে তখন এটি নীরব। এটি পড়ে থাকলে, অ্যালার্মটি ব্যাক আপ না হওয়া পর্যন্ত অ্যালার্ম শোনাচ্ছে। অতএব অপারেশনে এটি ফিলামেন্ট থেকে একটি দুল বা কীচেনের মতো প্যাসেন্ট বা কীচেনের মতো হ্যাং হয় যতক্ষণ ফিলামেন্টটি প্রিন্টারে ফিড দেয়। যত তাড়াতাড়ি ফিলামেন্টের স্পুল খালি হয়ে গেছে, ডিভাইসটি ট্যাবলেটপে পড়ে এবং অ্যালার্মটি ট্রিগার করে।
নতুন সিস্টেম প্রযুক্তি পরিবর্তন করে। আমি রোলার সুইচ দিয়ে দূরে গিয়েছিলাম এবং একটি রিড সুইচ সঙ্গে এটি প্রতিস্থাপিত। 3D মুদ্রিত ঘের ভিতরে একটি অকার্যকর যা একটি ছোট ডিস্ক চুম্বককে ধরে রাখে। বলটি চেইন থেকে ঝুলন্ত যখন একটি আকৃতিটিকে একটি আকৃতিটি ব্যবহার করার জন্য ইঞ্জিনিয়ার করা হয়েছে, যা বল চেইন থেকে ঝুলন্ত যখন ম্যাগনেটকে দূরে রাখে, তবে একটি সমতল পৃষ্ঠের মিস্টার স্ক্রাইজার রাখুন এবং চুম্বকটি এটির জন্য স্যুইচটি যথেষ্ট কাছাকাছি পরিষ্কার করবে।
গোলাকার প্রান্তগুলি সর্বদা পতনের পরে সমতল রাখে তা নিশ্চিত করুন।
সেন্ট্রাল এম 3 বোল্ট একসঙ্গে উভয় অর্ধেক secures।
চিত্রিত অপারেশন। সম্প্রসারিত করতে ক্লিক করুন.
তার চেইন থেকে উল্লম্বভাবে ঝুলন্ত (হয় স্টোরেজের জন্য বা যখন একটি ফিলামেন্ট লাইন থেকে ঝুলন্ত) ডিভাইসটি সম্পূর্ণ নিষ্ক্রিয় এবং কোনও শক্তি ব্যবহার করে না। ঘের সমতল সমতল এবং বৃত্তাকার প্রান্তের সাথে তৈরি করা হয়, যাতে ইউনিটটি সর্বদা এক দিকে বা অন্যের কাছে থাকে যখন এটি পড়ে।Central M3 bolt is plastic, so as not to interfere with the magnet.
Currently shrieking like a banshee in this orientation.
Other design Notes
Once the filament runs out, the device will fall to the tabletop.
There are a few other things to mention about the design:
The ball chain can be opened and closed. This indicates the device can be installed around filament while the printer is in use. No need to unload filament and thread it through the device like with the previous version.
The ball chain has another advantage: the smooth balls roll like little bearings on the filament itself. There is no perceptible wear or contamination risk.
Wiring all the parts — especially both battery contacts — into a single side of the enclosure indicated no flying wires between the two shells. This allowed me to glue wires in place, which in turn indicated much easier assembly (no pinched wires!) and a a lot more robust device overall.
There is a small amount of hysteresis from the attraction of the magnet to the ball link chain. The device requires a minor “tap” to shut off once it has turned on. This was pleasing but unintentional, and illustrates how closely physical design choices can affect operation.
Before creating the prototype I did a small proof-of-concept for a different idea: using a rolling ball tilt switch to sense orientation and activate the buzzer. These small devices use two metal balls inside a case to either close or open an electrical connection depending on orientation. regrettably the connection made is small, and they do not carry current very well. The buzzer emits only a faint, strangled sound with the power flowing directly through a rolling ball switch. This problem could be fixed by adding a lot more components to the design, but the rolling magnet and reed switch technique was chosen instead.
Video Tour
Warning: Audio consists of loud beeping
Results
The new prototype was a success, and not just because it done its intended job in the expected way. It was a successful process because:
It continued to validate the basic premise: the printer itself doesn’t need to know it’s out of filament, so long as an operator is notified and has time to act.
It was able to be created cheaply and quickly.
Design changes due to lessons learned from the original prototype were successfully integrated.
Using the Iterative Prototyping Process
In prototyping Mister Screamer, I did the following to get the best results from an iterative approach:
Define the problem and the scope carefully. Make sure that the problem you think you have is the same one that actually exists. In part one of this project, I figured out that my problem wasn’t really that my printer didn’t have a filament monitor. My problem was that filament could run out unnoticed even if I was in the same room.
Design something that solves the observed problem, no a lot more and no less.
Test certain ideas with a proof-of-concept before committing them to a prototype.
Make the prototype as swiftly and cheaply as you feasibly can.
Test in real-world conditions. The prototype will probably fail or fall short in at least one way, and hidden problems will be forced to the surface. Make sure failure results in something being learned.
Use what was learned to refine the design.
Mister Screamer V2 satisfied all the requirements, but still yielded discoveries that could be used to improve a subsequent version. The greatest lesson learned was that this design is highly dependent on the layout of the 3D printer being used.
In my particular printer (a Raise3D N2) the filament spool is well away from the print area. Not only is there room for the device to hang from a spool, there isn’t any risk of the unit ending up somewhere troublesome when it falls. other 3D printers may have physical layouts that don’t allow Mister Screamer to work well. If the device dangles in the way of the print head, or can fall into the print area once filament runs out, that’s asking for trouble.
As it stands, Mister Screamer V2 does its job well enough to be reliably used for real work, even if its scope is focused generally on my own printer and needs. Ever-increasing improvements can be tempting to chase, but it’s rarely needed to iterate until a option is perfect. If a problem has been correctly identified and understood, it becomes much much easier to judge when the option is done.
The enclosure design for this version of Mister Screamer is available on GitHub.