近幾年來(lái)，3D打印技術(shù)發(fā)展如同洪水般兇猛，隔上一兩天就會(huì )聽(tīng)到有關(guān)3D打印引領(lǐng)發(fā)展潮流的新聞。而最近，我看到了一篇有關(guān)第一臺太空3D打印機的報道。NASA希望3D打印將在某一天隨時(shí)隨地為打印備用零件提供資源，并且打算在另外的星球上定居時(shí)能夠創(chuàng )造出很多所需的材料。3D打印將會(huì )使得一個(gè)與世隔絕的工作站或前沿哨所能夠合理地使用有限資源，而不是針對可能出現的最差的情況而預先做好準備。這個(gè)靈活性是推動(dòng)3D打印的一個(gè)關(guān)鍵思路。

　　今天，我想給大家介紹下，TI是如何很好地融入這場(chǎng)3D打印技術(shù)革命的。我們將采用什么更合適的方法來(lái)適應3D打印技術(shù)革命，而不是生產(chǎn)我們自己的3D打印機呢？最終的答案就是一款3D打印機控制器參考設計。此設計基于采用大范圍TI器件陣列的LaunchPad + BoosterPack配置。這些器件中的很多器件曾用于簡(jiǎn)化用戶(hù)自己的3D打印機系統設計。



　　簡(jiǎn)單介紹一下每器件以及它們在3D打印機中的用途：

　　1.DRV10983

　　大多數3D打印機采用某些類(lèi)型的冷卻風(fēng)扇為擠出機加熱器或電子元器件散熱。很多冷卻風(fēng)扇采用3相無(wú)刷直流 (BLDC) 電機，雖然效率高，但是需要一些額外的操作使電機以適當的速度旋轉。DRV10983通過(guò)集成一個(gè)無(wú)傳感器控制系統使電機在幾分鐘內開(kāi)始旋轉，從而簡(jiǎn)化3相BLDC電機。如需了解更多內容，請閱讀這篇與DRV10983有關(guān)的博客。

　　2.DRV5033

　　3D打印機系統的一個(gè)主要要求就是要知道每個(gè)軸的精確位置。其中的實(shí)現方法有很多，但是其中一個(gè)最常見(jiàn)的方法就是采用具有限位開(kāi)關(guān)的步進(jìn)式電機。在很多時(shí)候，設計人員將采用機械限位開(kāi)關(guān)，但是我們希望將設計向前更進(jìn)一步，實(shí)現無(wú)接觸式的設計。DRV5033霍爾傳感器檢測磁體在何時(shí)達到傳感器的特定臨近范圍內。然后，DRV5033將信號發(fā)送給MSP430TM 微控制器 (MCU)，告訴它軸已經(jīng)達到其運動(dòng)軌跡的末端。這樣的話(huà)，MCU現在就知道了軸的絕對位置，并且使用步進(jìn)式電機來(lái)保持這個(gè)軸的準確位置。

　　3.CSD18534Q5A

　　我們設計中的這三個(gè)金屬氧化物半導體場(chǎng)效應晶體管 (MOSFET) 被用作驅動(dòng)擠出機加熱器、熱床加熱器和外部風(fēng)扇的負載開(kāi)關(guān)。這款MOSFET雖然與很多其它的MOSFET很相似，但是卻能在降壓方面令用戶(hù)激動(dòng)不已。在電路板空間和散熱片大小有限的應用中，在小巧封裝內提供一個(gè)高功率MOSFET會(huì )是十分關(guān)鍵的。CSD18534Q5A的另外一個(gè)特性就是可由MCU直接驅動(dòng)，從而為你節省更多寶貴的電路板空間。

　　4.UA78M33

　　雖然從未成為萬(wàn)眾矚目的焦點(diǎn)，可靠的低壓降穩壓器 (LDO) 絕對是一個(gè)完整系統不可缺少的部分。UA78M33用在為電機/加熱器供電的主電源上，并將其向下穩壓至MCU和傳感器運行所需的3.3V電壓。

　　5.DRV8846

　　3D打印機和步進(jìn)式電機驅動(dòng)器的骨干器件。如果沒(méi)有這些器件，我們什么也干不了。除了控制軸的運動(dòng)外，大多數3D打印機采用步進(jìn)式電機來(lái)移動(dòng)擠出機。四個(gè)DRV8846的自適應衰減電流穩壓機制根據特定的電機進(jìn)行自動(dòng)調節，從而簡(jiǎn)化步進(jìn)式電機的控制。

　　6.MSP430F5529 MCU

　　如果步進(jìn)式電機驅動(dòng)器是骨干，那么MCU就是大腦。超低功耗MSP430F5529 MCU讓你能夠控制3D打印機，并開(kāi)始將打印出的物體應用到實(shí)際生活中。在集成USB的支持下，MSP430F5529能夠實(shí)現與主機PC的直接對接，你還可以從諸如微型SD卡等存儲介質(zhì)中載入設計。大量的外設使你能夠在保持MSP430 MCU系列低成本屬性的同時(shí)輕松控制3D打印機的不同子系統。