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近幾年來，3D打印技術發展如同洪水般兇猛，隔上一兩天就會聽到有關3D打印引領發展潮流的新聞。而最近，我看到了一篇有關第一臺太空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能夠創造出很多所需的材料。3D打印將會使得一個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。這個靈活性是推動3D打印的一個關鍵思路。

　　今天，我想給大家介紹下，TI是如何很好地融入這場3D打印技術革命的。我們將采用什么更合適的方法來適應3D打印技術革命，而不是生產我們自己的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化用戶自己的3D打印機系統設計。



　　簡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打印機采用某些類型的冷卻風扇為擠出機加熱器或電子元器件散熱。很多冷卻風扇采用3相無刷直流 (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通過集成一個無傳感器控制系統使電機在幾分鐘內開始旋轉，從而簡化3相BLDC電機。如需了解更多內容，請閱讀這篇與DRV10983有關的博客。

　　2.DRV5033

　　3D打印機系統的一個主要要求就是要知道每個軸的精確位置。其中的實現方法有很多，但是其中一個最常見的方法就是采用具有限位開關的步進式電機。在很多時候，設計人員將采用機械限位開關，但是我們希望將設計向前更進一步，實現無接觸式的設計。DRV5033霍爾傳感器檢測磁體在何時達到傳感器的特定臨近范圍內。然后，DRV5033將信號發送給MSP430TM 微控制器 (MCU)，告訴它軸已經達到其運動軌跡的末端。這樣的話，MCU現在就知道了軸的絕對位置，并且使用步進式電機來保持這個軸的準確位置。

　　3.CSD18534Q5A

　　我們設計中的這三個金屬氧化物半導體場效應晶體管 (MOSFET) 被用作驅動擠出機加熱器、熱床加熱器和外部風扇的負載開關。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激動不已。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高功率MOSFET會是十分關鍵的。CSD18534Q5A的另外一個特性就是可由MCU直接驅動，從而為你節省更多寶貴的電路板空間。

　　4.UA78M33

　　雖然從未成為萬眾矚目的焦點，可靠的低壓降穩壓器 (LDO) 絕對是一個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打印機和步進式電機驅動器的骨干器件。如果沒有這些器件，我們什么也干不了。除了控制軸的運動外，大多數3D打印機采用步進式電機來移動擠出機。四個DRV8846的自適應衰減電流穩壓機制根據特定的電機進行自動調節，從而簡化步進式電機的控制。

　　6.MSP430F5529 MCU

　　如果步進式電機驅動器是骨干，那么MCU就是大腦。超低功耗MSP430F5529 MCU讓你能夠控制3D打印機，并開始將打印出的物體應用到實際生活中。在集成USB的支持下，MSP430F5529能夠實現與主機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輕松控制3D打印機的不同子系統。