摘 要 3d打印机主要由机械部分、电子器件部分、软件部分组成，本文则主要是针对的电子器件部分，简述了各个电子器件的工作原理，在选择各个电子器件时所关注的设计参数，以及自制3d打印机所选器件的优势所在。通过全篇的描述让大家能根据3d打印机的具体需求，自行选择合适的电子器件来匹配组装。
目 录
第一章 电路功能要求 1
第二章 控制板的选择 2
2.1主控板 2
2.2扩展板 3
2.3步进电机驱动板 4
第三章 步进电机的选择 5
3.1X、Y轴和挤出机的步进电机 5
3.2Z轴步进电机 6
第四章 热床和挤出机的选择 8
4.1热床 8
4.2挤出机的选择 9
4.2.1送丝机构 9
4.2.2喉管 10
4.2.3加热器 10
4.2.4喷嘴 11
第五章 散热部件的选择 13
5.1 挤出机的散热 13
5.2控制板的散热 14
第六章 开关的选择 15
6.1开关电源 15
6.2限位开关 15
第七章 改进之处 17
结束语 18
致谢 19
参考文献 20
第一章 电路功能要求
要使得3d打印机正常工作，最基础的电路功能要求的就是依据3d打印开源项目Reprap进行电子器件的选择，我们一方面要了解电子器件和其他组件的关系，另一方面又要了解几种电子器件之间的差别，这样才有助于我们升级打印机部件来获得更多功能。
3D打印机上的电子器件主要包括主控板、扩展板、步进电机驱动板、步进电机、挤出机、热床、电源、限位开关。如图11
/
图11 电子器件关系图
通过图11我们可以清楚各个电子器件是如何相互关联到一起的，箭头方向就是两只之间的控制关系。所有的外围的电子器件通过扩展板和主控板相连，主控板就是3d打印机的大脑。加热头和热床需要大的电流，为此扩展板上设计了专门的开关电路。大多数3d打印机使用的是基于热敏电阻 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: @351916072@ 
的温度传感器，而有些对控制精度有高要求的就会采用高精度的热电偶作为温度传感器。各部分的电源需要靠扩展板来分配的，分隔开大电流和小电流电路。各个轴上的限位开关也是之间连接到扩展板上的，使得3d打印机打印前能回到起始位置也就是归零位置，防止过行程。
 控制板的选择
3d打印机的控制板由主控板、扩展板和步进电机驱动板组。
2.1主控板
主控板相当于一个小电脑，通过对主控板固件烧录，使得一种叫“固件”的代码加载到微处理器中。使得主控板能接受传感器信息进而来驱动电机运转和加热头、热床加热来完成打印。大多数3d打印机的电路系统都是使用的一款名为Arduino主控板。
自制3d打印机采用的 Arduino Mega2560主控板，它是所有部件的控制核心，上面搭载了ATmega2560微处理器，相当于一个小型cpu。Arduino Mega2560是基于ATmega2560开发的主控板。图21介绍了其基本参数
Arduino Mega2560主控板价格也相对其他同类控制板价格低廉，而且有大量IO接口可以符合各部件控制的需要，这是我们选择它的首要原因。就拿同类的主控板Arduino Mega2560与Arduino Uno比较,如下表21
表21 mega2560与uno的比较
类型
数字IO脚
串口
SRAM
闪存存储器
处理器
Arduino Mega2560
54
4
8K
256K
ATmega2560
Arduino Uno
14
1
2K
32K
ATmega328p
对于主控板来说串口和存储空间尤为重要，很明显我们可以看到Arduino Mega2560的硬件资源比Arduino Uno多很多，2560串口4个相比与uno要多3个，扩展性更好，闪存2560有8k而Uno只有2k，可以同时处理数据的更多，速度更快。
//
图21 Arduino Mega2560
2.2扩展板
主控板上无法完成的具体功能就要通过与之相连的扩展板来实现，扩展板主流的有三款Ramps1.4、Sanguinololu、Printboard，表21是3款扩展板的比较
表21 主板控制板的比较
类型
最多支持步进电机驱动板个数
大电流接口数
可接限位开关数
可接热敏电阻数
输入端电源电压
Ramps1.4
5个pololu 4988或者类似型号的步进电机驱动板
3个
6个
3个
双电源输入1235v
Sanguinololu
4个pololu 4988或者类似型号的步进电机驱动板
2个
3个
2个
735v
Printboard
4个板载步进电机驱动

原文链接：http://www.jxszl.com/hxycl/gfzcl/178873.html