miércoles, 16 de marzo de 2016

Impresora Lego Braille: evolución del diseño

Esta entrada muestra la evolución del diseño desde el inicio del proyecto hasta su maduración:


Primera versión:


Esta fue la primera versión armada del proyecto, y consiste en una "vía" en la cual el cabezal puede moverse en el eje horizontal, mientras que el otro motor grande se mueve verticalmente. El motor mediano mueve un mecanismo que transforma el movimiento circular en uno lineal que es usado para dejar las muescas de Braille.

Este modelo sólo sirvió como prueba de concepto, siendo una plataforma inestable y endeble, incapaz de alcanzar la precisión requerida para imprimir en Braille.


Segunda versión:

La principal diferencia entre este modelo y el anterior es la altura. Al ser más baja, entrega mayor estabilidad. Los problemas se mantienen.



Tercera versión:

Se cambia el sistema que produce las muescas, de uno que se mueve de manera lineal, al que aparece en el sistema final. Los dos ejes aun se mueven con ruedas, por lo que persiste el problema de imprecisión a pesar de restringir el movimiento de la rueda en una "pista" cerrada.
El movimiento vertical presenta una forma madura que no ha visto grandes modificaciones.





Cuarta versión:

Un cambio total de diseño, se reemplaza la pista por una banda de orugas que entregan precisión de movimiento. Se alcanza un nivel aceptable de legibilidad, pero aun mantiene problemas.


Acá se muestra el sistema en funcionamiento, siguiendo un programa simple en Lego Mindstorms que le hace seguir una trayectoria predeterminada, imprimiendo cada letra de manera individual. El sistema aun presenta problemas de estabilidad debido a los malos soportes delanteros (ver las piezas rojas que sobresalen en la imagen superior). Debido a la tensión de la cadena hay problemas de sincronización con su piñon, lo que produce un patrón de "acordeón".


Cuarta verisón, mejorada:



Se reduce la longitud de la banda en un stud, lo que elimina el problema de sincronización. Se reemplazan los soportes delanteros por piezas únicas que le otorgan una mayor rigidez. Dentro del marco de la banda, se añade un riel que entregan mayor estabilidad y disipa la vibración producida por cada golpe. La precisión lograda es importante, quedando sólo problemas menores que fueron arreglados después de la grabación de este video. Se modifica el cabezal para entregar mayor rango de movimiento.

El cambio más significativo ocurre en el software, pues se modifica el SO del controlador para que soporte Linux, y por lo tanto pueda usar LeJOS (una versión de Java especifica para robots de Lego Mindstorms). Esto permite manipular cadenas de texto y dejar que el programa determine la trayectoria que seguirá el cabezal. Para hacerla más eficiente, se decide imprimir cada linea de texto, en vez de cada letra de manera individual.



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