Drawbot!: 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Ta instrukcja będzie dokumentować budowę robota do rysowania kontrolowanego przez Raspberry Pi, który pozwala zamienić dowolną płaską powierzchnię w płótno. Po zbudowaniu robota rysującego będziesz mógł kalibrować i wysyłać do niego rysunki przez Wi-Fi.

*Został zbudowany w Black & Veatch MakerSpace na podstawie planów stworzonych przez patrona MakerSpace i cuda twórczego Andy'ego Wise'a. Zobacz projekt Drawbot na Github autorstwa Andy'ego, aby uzyskać więcej informacji.

Krok 1: Czego będziesz potrzebować

Części do druku 3D:

Gondola Polargraph - https://www.thingiverse.com/thing:372244Przedłużenie klaksonu serw - https://www.thingiverse.com/thing:2427037 Mocowanie i szpula silnika Drawbot (x2) - https://www.thingiverse.com/ rzecz:2427037 Obudowa na elektronikę Drawbota (opcja) - https://www.thingiverse.com/thing:2427037Drawbot Pi + mocowanie krokowe (opcja) - https://www.thingiverse.com/thing:3122682 Kopuła z przyssawką z otworem (alternatywa) -

Sprzęt komputerowy:

Silniki krokowe NEMA 17 (x2) Przyssawki z szybkim zwalnianiem - element frachtu portowego nr 62715 (x2) 80-funtowa żyłka Spiderwire Kabel Micro USB 10-ft. (x2)Micro USB breakout (x2)USB typu A żeńskie breakout (x2)Raspberry Pi Zero W (lub inne Pi z obsługą WiFi)Karta Micro SD EasyDriver Sterownik silnika krokowego V4.5 (x2)Łożyska SG92R Micro Servo6003zz (x2)3-stykowe przedłużacze serw (kilka) gniazdo 2.1mm x 5.5mm baryłka zasilacz 12v 1a przewód 2.1mm/5.5mm USB Micro Power Adapter do PiPololu Uniwersalna piasta montażowa na wałek 5mm, otwory #4-40 (x2) #8-32 x 1- Śruby oczkowe 5/8 cala (x2)8 śrub do szpul (#4-40 x ~½ ) 8 śrub do silników (śruby metryczne M3-.50 x 6mm)1-2 małe śruby do gondoli do mocowania długopisu/ oznacznik Standardowy przewód lub zworka OznacznikiTaśma miernicza/kij

Narzędzia

Komputerowe lutownice do ściągania izolacji/przecinaki do przewodów

Opcjonalny:

PapierSzpachlówka montażowaWentylator USBGorący klejSpinacz do papieruSzpilki nagłówkaPłyta do krojenia chleba/płyta perforowana

Github drawbota będzie zawierał linki do konkretnych sprzedawców/przedmiotów.

Krok 2: Montaż silnika krokowego i przyssawki

Części potrzebne do tego kroku:

Druk 3D: 2 mocowania silnika 2 szpule 2 kopuły z przyssawkami z wywierconym otworem 1/8 -lub- Kopuła z przyssawką z otworem

Uwagi: Wydrukowano w PLA

Sprzęt:2 silniki krokowe2 przyssawki2 uniwersalne piasty montażowe2 śruby oczkowe (nr 8-32 x 1-5/8 cala)8 wkręty do szpul (nr 4-40 x ~½ )8 wkręty do silników (M3-.50 x Śruby maszynowe metryczne 6 mm) żyłka wędkarska

Uwagi: Przyssawki wymagają długiego metalowego słupka, aby dotrzeć do mocowania silnika.

1. Najpierw przymocuj aluminiową uniwersalną piastę montażową do silnika krokowego. Użyj śrub dociskowych dołączonych do piasty montażowej i zamocuj piastę blisko końca wału krokowego.
2. Następnie przymocuj wydrukowany w 3D uchwyt silnika skrętnego do silnika krokowego za pomocą czterech śrub M3. Uchwyt obrotowy silnika będzie miał wcięcie wskazujące, po której stronie zamontować silnik.
3. Teraz przymocuj wydrukowaną w 3D szpulę do piasty montażowej za pomocą 4-40 śrub.
4. Aby zamontować przyssawki, musisz zdemontować przyssawkę Harbor Freight. Zachowaj gumową przyssawkę, sprężynę i metalowy słupek. Wywierć otwór ⅛” w kopule ssącej i wkręć śruby oczkowe lub użyj kopułki z przyssawką z otworem. Umieść wydrukowaną w 3D kopułę na gumowej przyssawce. Zamocuj uchwyt silnika, naciskając go na kopułę ssącą, aby można było przewlec śrubę przez metalowy słupek.
5. Teraz zrób to samo dla drugiego mocowania silnika.
6. Szpula żyłki na szpulach.

Uwagi: Przyssawki Harbor Freight są koniecznością, mają wyższy metalowy słupek niż inne przyssawki. Numer pozycji to 62715.

Krok 3: Montaż gondoli z uchwytem na długopis:

Części potrzebne do tego kroku:

Druk 3D:Polargraph Gondola2 Ramiona złącza łożyskowego2 Pierścienie złącza łożyskowego1 Element ustalający gondoli1 Przedłużenie serwomechanizmu

Sprzęt: 1 silnik serwo SG92R, 2 łożyska 6003zz, 1 łącznik skrętny

1. Przyklej wysięgnik serwomechanizmu wydrukowany w 3D do jednego z ramion serwomechanizmu dostarczonych z serwomechanizmem. - Nasz w końcu odpadł, więc użyliśmy spinacza do papieru, który przecięliśmy na pół i przykleiliśmy go do ramienia serwomechanizmu.
2. Użyj niezwykle poręcznego opaski zaciskowej, aby przymocować serwo do gondoli.
3. Następnie wsuń pierścienie łącznika łożyska do ramion łącznika łożyska. Przepchnij łożysko przez zespół złącza łożyska, nasze drukowane części 3D wymagały trochę oczyszczenia za pomocą ostrza, aby umożliwić łożysku wepchnięcie się do złącza łożyska.
4. Wsuń łożyska, które teraz mają złącza i ramiona łożysk na gondoli. Wał na wydrukowanej w 3D gondoli musiał być mocno wyszlifowany, aby umożliwić zsunięcie się łożyska.
5. Ostatni to uchwyt gondoli, który utrzyma wszystko razem, użyj śrub, aby przymocować go do trzonu gondoli - one również zabezpieczą długopis podczas rysowania.

Krok 4: Oprogramowanie

Jeśli nigdy nie przygotowywałeś Raspberry Pi, zacznij od zapoznania się z naszym przewodnikiem. W tym kroku polecam skorzystać z Drawbota Github.

Na Pi zaktualizujesz i uaktualnisz pakiety oraz zainstalujesz inne:

Aktualizacje i ulepszenia:

aktualizacja sudo apt-get

sudo apt-get upgrade

Zainstaluj NPM i Git:

sudo apt-get zainstaluj npm

sudo apt-get zainstaluj git

Zainstaluj Node.js:

sudo npm zainstalować -g n

sudo n stabilny

Uaktualnij NPM - i usuń starą wersję apt-get:

sudo npm zainstaluj npm@latest -g

sudo apt-get usuń npm sudo reboot

Zainstaluj bibliotekę pigpio C:

sudo apt-get install pigpio * jeśli używasz Raspbian Lite *

npm zainstaluj pigpio

Zainstaluj oprogramowanie Drawbot:

git clone https://github.com/andywise/drawbot.gitcd drawbot npm i

Aby uruchomić oprogramowanie Drawbot:

cd/drawbot

npm start -lub- sudo node draw.js

Uzyskaj dostęp do interfejsu sterowania Drawbot

Z innego komputera w tej samej sieci:

• Z komputera Mac: Przejdź do raspberrypi.local/control, aby uzyskać dostęp do interfejsu sterowania Drawbot.
• Z komputera: wprowadź adres IP (ifconfig to polecenie terminala) i wprowadź swój adres IP/sterowanie np.: 10.167.5.58/sterowanie

Z Raspberry Pi:

Otwórz przeglądarkę. Przejdź do 127.0.0.1/control, aby uzyskać dostęp do interfejsu sterowania Drawbot

Krok 5: Połączenia. Przewody. Wszędzie

Części potrzebne do tego kroku:

Sprzęt: złącze żeńskie USB A - sterowniki silników krokowych 2EasyDriver - silniki PiStepper 2Pi Zero lub inne silniki PiStepper z obsługą WiFi - 2 złącze Micro USB - 2 gniazdo baryłkowe 2,1 mm x 5,5 mm Inne części, których możesz potrzebować: Płytka prototypowa do testowania połączeń Piny nagłówka Drukowany krok 3D + mocowanie Pi Płyta Perf lub Proto

Podłączanie sterowników silników EasyDriver do Pi:

Lewy kierowca:

• GND → Pi GPIO 39
• DIR → Pi GPIO 38 (BCM 20)
• STE → Pi GPIO 40 (BCM 21)

Właściwy kierowca:

• GND → Pi GPIO 34
• DIR → Pi GPIO 31 (BCM 6)
• STE → Pi GPIO 33 (BCM 13)

Podłączanie serwomechanizmu gondoli do Pi:

• GND → Pi GPIO 14
• VCC → Pi GPIO 1 (zasilanie 3V3)
• CNT → Pi GPIO 12 (BCM 18)

Uwagi: Aby sprawdzić, czy połączenia są prawidłowe, zaleca się najpierw płytkę stykową przed lutowaniem wszystkiego razem.

1. Jeśli Twoje Pi i/lub EasyDriver nie zawiera pinów nagłówka, przylutuj je teraz.
2. Podłącz żeńskie złącza USB do każdego EasyDrivera za pomocą sekcji silnika na płycie. Miejmy nadzieję, że na tym etapie masz arkusz danych lub referencję dla swojego Stepper Motros. Upewnij się, że uzwojenia/cewki są trzymane razem. Tutaj stepper miał pary czarny i zielony i czerwony i niebieski. Tutaj utrzymywaliśmy „Winding A” do masy i D+ na wylocie USB, a „Winding B” do VCC i D- na wylocie USB.
3. Użyj przewodów połączeniowych, aby podłączyć serwomotor do Pi GPIO. - odnieś się do informacji powyżej.
4. Użyj przewodów połączeniowych, aby podłączyć płytki EasyDriver do Pi GPIO. -odnieś się do informacji powyżej
5. Ponownie podłącz przewody silnika krokowego do złącza Micro USB, upewniając się, że pary są prawidłowo dopasowane.
6. EasyDrivers potrzebują mocy. Podłącz końcówkę gniazda baryłkowego do „PWR IN” w EasyDrivers, a tuleję gniazda baryłkowego do GND „PWR IN” w EasyDrivers. Użyliśmy płyty perforowanej, aby rozdzielić naszą moc i uziemienie od gniazda lufy do EasyDrivers.

Krok 6: Testowanie i rysowanie

Gdy Twoje Pi, EasyDrivers i złącza USB zostaną połączone za pomocą płytki stykowej lub jeśli wskoczyłeś od razu przez lutowanie, nadszedł czas, aby przetestować. Konfiguracja i testowanie Uruchom oprogramowanie kontrolera Drawbot na Pi. Najłatwiejszy do kontrolowania silnik, serwo. Kliknij przycisk pióra na środku tarczy kontrolera i miejmy nadzieję, że ramię serwa obróci się o 90 °. Użyj tego testu, aby upewnić się, że ramię serwomechanizmu jest prawidłowo ustawione w celu podniesienia pisaka z powierzchni. Dzięki temu dowiesz się również, czy masz połączenie z oprogramowaniem kontrolera Pi i Drawbot. Dalej jest silnik krokowy. Łatwiej jest zacząć od jednego na raz. Po podłączeniu silnika krokowego kliknij współrzędną na kontrolerze Drawbot. Stepper powinien poruszać się płynnie. Jeśli stepper się zacina, upewnij się, że okablowanie jest prawidłowe, a pary są dopasowane. Przetestuj drugi stepper.

Po odłączeniu stepperów znajdź ładną płaską, gładką powierzchnię i zamontuj stepery, upewniając się, że są wyrównane względem siebie. Wyciągnij część żyłki z każdej szpuli i połącz ją z ramionami nośnymi na gondoli. Podłącz ponownie steppery. Użyj kontrolera Drawbota, aby przesunąć gondolę. Po kliknięciu w prawym górnym rogu tarczy gondola powinna przesunąć się w prawy górny róg, jeśli nie, dostosuj plik konfiguracyjny. Jeśli gondola porusza się przeciwnie do tego, powinna włączyć mirroring w pliku konfiguracyjnym na Pi.

Zmierzenie

Prawie na miejscu. Dalej jest pomiar. Znaleźliśmy pod ręką małą zwijaną taśmę mierniczą, wszystkie pomiary będą w milimetrach.

Kliknij ikonę ustawień w kontrolerze Drawbot, a pojawią się trzy potrzebne wartości: "D", "X" i "Y". Zobacz ilustrację, jak mierzyć. Pierwsza wartość „D” to odległość między szpulami. Kolejne wartości to zasadniczo położenie domu gondoli. Wartość „X” to pomiar od lewej szpuli do położenia pióra w gondoli. Wartość „Y” to odległość od szpuli do gondoli. Wprowadź je do ustawień oprogramowania Drawbot. Zalecane jest ustawienie domu w lewym górnym rogu.

Rysunek

Wreszcie rysunek!!

Gdy wszystko zostanie zmierzone tak dokładnie, jak to możliwe, a długopis w gondoli zostanie podniesiony z powierzchni i ustawiony, nadszedł czas, aby nakarmić Drawbota SVG do rysowania. Po prostu przeciągnij pojedynczą ścieżkę SVG na strzałkę w dziesiątkę oprogramowania Drawbot, aby rozpocząć rysowanie. Dołączyłem rysunek kalibracyjny dla przyjemności rysowania robota. Cieszyć się!