高速无线WiFi控制和数据传输3D打印机怎么实现

3D打印技术近几年发展迅速，已经广泛应用于航天、国防、医疗设备及教育等领域。针对目前3D打印机主要是采用有线方式打印，需要电脑等设备，不方便携带，本文设计一种基于wifi高速无线3D打印机，可以直接脱离电脑，实现移动设备无线控制和数据传输，为用户提供了便利。

高速无线WiFi控制和数据传输3D打印机前景

1、 3D打印属于快速成形技术的一种，是以数字模型文件为基础，运用檀虑往馔塑料或粉末状金属等材料，通过逐层打啾骱卵霸印的方式来构造物体。近几年3D打印技术飞速发展，已广泛应用于航天、国防、医疗设备、教育及制造业。但目前的3D打印机大部分依然采用电脑连接进行操作打印，或者采用SD卡存储打印产品的数据进行打印，有时为用户使用带来极大不便。手机、平板电脑等移动设备终端已经成为了人们的生活必备品，这些产品都带有wifi无线传输功能。 本文设计一种可以利用手机、平板等移动端安装app应用软件实现移动设备wifi高速无线控制传输的3D打印机进行打印。通过移动端app软件进行打印对象的选择、传输及打印控制。有了高速HX-spi01wifi模块，3D打印机就不局限于在电脑上操作，方便了用户使用，节省了使用成本。本文重点阐述无线式3D打印机控制以及数据传输和上位机APP应用界面的设计。

高速无线WiFi控制和数据传输3D打印机框架

1、 无线式3D打印机控制与数据传输硬件设计 控制器的核心CPU选用ST公司的STM32F103VET6微控制器，控制系统主要完成接收WiFi模块传输的数据;读取SD卡内存放的3肛舀辨乔D模型数据文件;完成对步进电机的控制;挤出头和热床的温度控制;挤出头行程控制等。无线式3D打印机的控制系统总体框图如下图所示。 手机端的控制软件代替了电脑，通过手机上的wifi将打印数据和命令传输到3D打印机控制器进行打印控制，3D打印机控制器也会将挤出头及热床温度、打印机当前状态等信息传输到手机端进行显示，方便用户查看。 3D打印机控制器通过HXSPI01wifi模块接收数据文件存储到SD卡中，打印数据存储完成后，当控制器接收到打印命令后就可以开始打印了。两路温度传感器经CPU片内A/D转换通道分别检测挤出头和热床的温度;CPU的两路数字信号输出分别控制挤出头和热床加热电路的NMOS功率开关管，结合温度传感器实现挤出头和热床温度的控制;四路步进电机驱动电路分别控制X、Y、Z这3个轴的步进电机以及挤出头的步进电机;三路行程开关定位X、Y、Z轴的原点和运动相对位移量。

高速无线WiFi控制和数据传输3D打印机硬件设计

1、 本设计中选用的是hxspi01wifi模块。Hxspi01wifi模块具有接口简单、性价比高、高效的精简指令，开发简单，高速的SPI接口等特点。Hxspi01wifi模块具有一个完整且自成体系的wifi网络解决方案，高度片内集成，包括天线开关、电源管理转换器，因此只需要极少的外部电路，且包括前端模块在内的整个电路所占PCB空间非常小，专为移动设备和物联网应用设计，可将用户的物理设备连接到wifi无线网络上，进行互联网或局域网通信。WiFi模块采用SPI接口和控制器进行通信。这样，当移动端和3D打印终端建立无线连接后，就可以实现数据双向通信了。

2、JP27为加热管的接线端子，连接直流发热芯，R41和D13组成指示灯电路，MOS管Q3导通时，指示灯D13亮，发热芯加热。U4为热敏电阻温度转换芯片，转换完成的温度数字量通过STM32的3个管脚根据MAX6675操作时序读出。STM32将读出的温度值和设定的温度值进行比较，形成反馈，采用 PID算法实现温度的恒定。

高速无线WiFi控制和数据传输3D打印机APP设计

1、 移动端的应用程序主要实现3D打印文件的选择、确认、3D打印机状态显示以及wifi的连接等。应用程序采用Android编程，实现打印数据文件的读取，并控制wifi进行数据的传输，还能够设置3D打印机的打印头温度、热床温度，并且可以接收打印头和热床温度进行显示，以及所用材料类型及使用量信息进行显示。移动端应用程序主要页面设计如图3所示。

2、 软件程序具有通信、数字信号的控制和数据读取与处理等功能，根据设计要求，软件程序流程图设计如图4所示： 首先，3D打印机终端对wifi、电机及加热等模块初始化完成后，开始等待移动端发出的打印命令。一旦移动端发出打印命令，接收端接收到命令后，开始接收数据，为节省时间，在接收打印数据的同时，对挤压头及热床进行预热。当检测到数据接收完成，温度等达到预设值后，启动打印，并将打印速率、挤压头及热床温度等信息实时回传到手机的应用软件上进行显示，直到打印完成。