高速无线WiFi控制和数据传输3D打印机怎么实现？

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3D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。

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。

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。

1、      随着3D打印机和手机、平板电脑等移动终端的普及，采用移动终端对3D打印机进行控制是未来3D打印机的发展方向。本文就实现3D打印机的无线打印，给出了具体实现原理及程序流程，采用STM32微控制器提高了处理速度，加热电路通过PID调节，保证了温度恒定，减少了断丝、粗细不均现象，提高了打印质量。经实际验证，能够实现手机等移动终端对3D打印机的控制，并且本设计提高了打印质量。无线打印，为用户使用3D打印机提供了方便。