Drawbot!: 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Αυτό το εκπαιδευτικό έγγραφο θα τεκμηριώσει την κατασκευή ενός ρομπότ σχεδίασης Raspberry Pi που σας επιτρέπει να μετατρέψετε οποιαδήποτε επίπεδη επιφάνεια σε καμβά. Μόλις φτιάξετε το ρομπότ σχεδίασης, θα μπορείτε να βαθμονομήσετε και να του στείλετε σχέδια μέσω WiFi.

*Αυτό χτίστηκε στο Black & Veatch MakerSpace από σχέδια που δημιουργήθηκαν από τον προστάτη της MakerSpace και το δημιουργικό θαύμα Andy Wise. Δείτε το έργο Drawbot στο Github του Andy για περισσότερες πληροφορίες.

Βήμα 1: Τι θα χρειαστείτε

Τρισδιάστατα εκτυπώσιμα μέρη:

Γόνδολα Polargraph - https://www.thingiverse.com/thing:372244 Επέκταση κόρνας σερβο - https://www.thingiverse.com/thing:2427037 Στήριγμα και καρούλι κινητήρα Drawbot (x2) - https://www.thingiverse.com/ πράγμα: 2427037Drawbot ηλεκτρονική θήκη (προαιρετικά) - https://www.thingiverse.com/thing:2427037Drawbot Pi + Stepper mount (προαιρετικό) - https://www.thingiverse.com/thing:3122682Sump Cup Dome with hole (alternative) -

Σκεύη, εξαρτήματα:

NEMA 17 Stepper Motors (x2) Βεντούζες με γρήγορη απελευθέρωση-Harbor Freight item #62715 (x2) Spiderwire 80 κιλά αλιευτική γραμμή Micro USB 10-ft. (x2) Micro USB breakout (x2) USB type A θηλυκό ξεμπλοκάρισμα (x2) Raspberry Pi Zero W (ή άλλο Wi-Fi ενεργοποιημένο Pi) Micro SD cardEasyDriver Stepper Motor Driver V4.5 (x2) SG92R Micro Servo6003zz bearings (x2) 3-pin σερβο επεκτάσεις (αρκετές) 2.1mm x 5.5mm βαρελάκι 12v 1a τροφοδοτικό 2.1mm/5.5mm καλώδιο USB Micro Power Adapter για PiPololu Universal Mounting Hub για άξονα 5mm, #4-40 οπές (x2) #8-32 x 1- 5/8 ίντσες. Βίδες ματιών (x2) 8 βίδες για καρούλια (#4-40 x ~ ½ ) 8 βίδες για κινητήρες (M3-.50 x 6mm μετρικές βίδες μηχανής) 1-2 μικρές βίδες για γόνδολα για στερέωση της πένας/ μαρκαδόρος Πρότυπο σύρμα ή βραχυκυκλωτήρας σύρματα μέτρησης ταινία/ραβδί

Εργαλεία

ComputerSoldering IronWire Strippers/Cutters

Προαιρετικός:

PaperMounting PuttyUSB FanHot GluePaperclipHeader PinsBreadboard/Perfboard

Το githubb drawbot θα έχει κάποιους συνδέσμους προς συγκεκριμένους πωλητές/αντικείμενα.

Βήμα 2: Συναρμολόγηση Stepper Motor and Suction Cup

Τα μέρη χρειάστηκαν αυτό το βήμα:

Τρισδιάστατη εκτύπωση: 2 βάσεις κινητήρα 2 καρούλια 2 θόλοι βεντούζας με τρύπα 1/8 - ή - Θόλος βεντούζας με τρύπα

Σημειώσεις: Εκτυπωμένο σε PLA

Υλικό: 2 Stepper Motors2 Αναρροφητήρες2 Universal hubs mounting2 Eye Bolts (#8-32 x 1-5/8 in.) 8 Βίδες για καρούλια (#4-40 x ~ ½ ) 8 Βίδες για κινητήρες (M3-.50 x Μετρικές βίδες μηχανής 6mm) Γραμμή αλιείας

Σημειώσεις: Οι βεντούζες χρειάζονται ένα μακρύ μεταλλικό στύλο για να φτάσουν στη βάση του κινητήρα.

1. Πρώτον, συνδέστε τη γενική πλήμνη στερέωσης αλουμινίου στο βηματικό μοτέρ. Χρησιμοποιήστε τις καθορισμένες βίδες που περιλαμβάνονται στο διανομέα στερέωσης και συνδέστε το διανομέα κοντά στο άκρο του άξονα βηματισμού.
2. Στη συνέχεια, συνδέστε την τρισδιάστατη εκτυπωμένη βάση στήριξης κινητήρα στο βηματικό μοτέρ χρησιμοποιώντας τέσσερις βίδες Μ3. Η βάση περιστροφής του κινητήρα θα έχει εσοχή για να υποδεικνύει σε ποια πλευρά θα τοποθετηθεί ο κινητήρας.
3. Τώρα συνδέστε το καρούλι 3D με εκτύπωση στον κόμβο στερέωσης με 4-40 βίδες.
4. Για τις βάσεις αναρρόφησης θα πρέπει να αποσυναρμολογήσετε τη βεντούζα Harbor Freight. Κρατήστε τη λαστιχένια βεντούζα, ελατήριο και μεταλλικό στύλο. Τρυπήστε μια τρύπα ⅛”στον θόλο αναρρόφησης και σπείρωμα στα μπουλόνια των ματιών σας ή χρησιμοποιήστε τον θόλο της βεντούζας με τρύπα. Τοποθετήστε τον τρισδιάστατο θόλο πάνω από τη λαστιχένια βεντούζα. Συνδέστε τη βάση του κινητήρα πιέζοντάς την προς τα κάτω στον θόλο αναρρόφησης, ώστε να περάσετε τη βίδα μέσα από τη μεταλλική στύλο.
5. Τώρα κάντε το ίδιο για την άλλη βάση κινητήρα.
6. Καρούλι αλιευτική γραμμή στα καρούλια.

Σημειώσεις: Οι βεντούζες Harbor Freight είναι απαραίτητες, έχουν ψηλότερο μεταλλικό στύλο από άλλες βεντούζες. Ο αριθμός προϊόντος είναι 62715.

Βήμα 3: Συναρμολόγηση γόνδολας κατόχου στυλό:

Τα μέρη χρειάστηκαν αυτό το βήμα:

Τρισδιάστατη εκτύπωση: Polargraph Gondola2 Βραχίονας σύνδεσης ρουλεμάν2 Δακτύλιοι σύνδεσης ρουλεμάν 1 Γκοντόλα συγκρατητήρας 1 επέκταση σερβο

Υλικό: 1 SG92R Servo motor2 έδρανα 6003zz1 Περιστρεφόμενη γραβάτα

1. Κολλήστε τον τρισδιάστατο εκτυπωμένο βραχίονα επέκτασης σερβο σε έναν από τους βραχίονες σερβο που παρέχονται με το σερβο. -Τα δικά μας τελικά έπεσαν, οπότε χρησιμοποιήσαμε ένα συνδετήρα που κόψαμε στο μισό και το κολλήσαμε στο βραχίονα σερβο.
2. Χρησιμοποιήστε την εξαιρετικά εύχρηστη γραβάτα για να στερεώσετε το σερβο στη γόνδολα.
3. Επόμενη υποδοχή ο σύνδεσμος ρουλεμάν χτυπά στους βραχίονες του συνδετήρα ρουλεμάν. Σπρώξτε το ρουλεμάν μέσω του συγκροτήματος του συνδετήρα ρουλεμάν, τα τρισδιάστατα τυπωμένα μέρη μας χρειάστηκαν λίγο καθάρισμα με μια λεπίδα για να επιτρέψουν το ρουλεμάν να σπρώξει προς τα κάτω στον σύνδεσμο του ρουλεμάν.
4. Σύρετε τα ρουλεμάν που έχουν τώρα τους συνδετήρες και τους βραχίονες ρουλεμάν στη γόνδολα. Ο άξονας στην τρισδιάστατη εκτύπωση γόνδολα έπρεπε να λειανθεί αρκετά για να επιτρέψει στο ρουλεμάν να γλιστρήσει προς τα κάτω.
5. Τελευταίο είναι το συγκράτημα γόνδολας που θα κρατήσει τα πάντα μαζί, χρησιμοποιήστε βίδες για να το στερεώσετε στον άξονα της γόνδολας - αυτές επίσης θα ασφαλίσουν το στυλό σας ενώ σχεδιάζετε.

Βήμα 4: Λογισμικό

Εάν δεν έχετε προετοιμάσει ποτέ ένα Raspberry Pi, ξεκινήστε διαβάζοντας τον οδηγό μας. Για αυτό το βήμα συνιστώ να ανατρέξετε στο Drawbot Github.

Στο Pi θα ενημερώσετε και θα αναβαθμίσετε πακέτα και θα εγκαταστήσετε άλλα:

Ενημερώσεις και αναβαθμίσεις:

sudo apt-get ενημέρωση

sudo apt-get αναβάθμιση

Εγκατάσταση NPM και Git:

sudo apt-get install npm

sudo apt-get install git

Εγκατάσταση του Node.js:

sudo npm install -g n

sudo n σταθερός

Αναβάθμιση NPM -και κατάργηση παλιάς έκδοσης apt -get:

sudo npm εγκατάσταση npm@τελευταία -g

sudo apt-get remove npm sudo επανεκκίνηση

Εγκατάσταση βιβλιοθήκης pigpio C:

sudo apt-get install pigpio *εάν χρησιμοποιείτε Raspbian Lite *

npm εγκατάσταση pigpio

Εγκαταστήστε το λογισμικό Drawbot:

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

Για να ξεκινήσετε το λογισμικό Drawbot:

cd/drawbot

npm έναρξη -ή- sudo κόμβος draw.js

Πρόσβαση στη διεπαφή ελέγχου Drawbot

Από άλλο υπολογιστή στο ίδιο δίκτυο:

• Από Mac: Μεταβείτε στη διεύθυνση raspberrypi.local/control για πρόσβαση στη διεπαφή ελέγχου Drawbot.
• Από υπολογιστή: εισαγάγετε τη διεύθυνση ip (ifconfig είναι η εντολή τερματικού) και εισαγάγετε τη διεύθυνση IP/τον έλεγχο σας π.χ.: 10.167.5.58/control

Από το Raspberry Pi:

Ανοίξτε ένα πρόγραμμα περιήγησης. Μεταβείτε στη διεύθυνση 127.0.0.1/control για πρόσβαση στη διεπαφή ελέγχου Drawbot

Βήμα 5: Συνδέσεις. Καλώδια. Παντού

Τα μέρη χρειάστηκαν αυτό το βήμα:

Υλικό: USB A θηλυκό ξεμπλοκάρισμα - 2EasyDriver Stepper Motor Drivers - 2Pi Zero ή άλλο Wi -Fi ενεργοποιημένο PiStepper Motors - 2Micro USB breakout - 2Barrel Jack 2.1mm x 5.5mmΆλλα μέρη που μπορεί να χρειαστείτε: Breadboard για δοκιμές συνδέσεων Header Pins3D Printed Stepper + Pi mountPerf ή Proto board

Καλωδίωση των οδηγών μοτέρ EasyDriver στο Pi:

Αριστερός οδηγός:

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

Δεξί οδηγός:

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

Καλωδίωση του Gondola Servo στο Pi:

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

Σημειώσεις: Για δοκιμές για να βεβαιωθείτε ότι οι συνδέσεις είναι σωστές, συνιστάται να κάνετε ψωμί πριν από τη συγκόλληση όλων μαζί.

1. Εάν το Pi ή/και το EasyDriver δεν περιλαμβάνει καρφίτσες κεφαλίδας, τις κολλάτε τώρα.
2. Συνδέστε τις θηλυκές διακοπές USB σε κάθε EasyDriver χρησιμοποιώντας το τμήμα κινητήρα στην πλακέτα. Για αυτό το βήμα ελπίζουμε ότι έχετε ένα φύλλο δεδομένων ή μια αναφορά για το Stepper Motros σας. Φροντίστε να διατηρείτε τις περιελίξεις/πηνία μαζί. Το stepper εδώ είχε ζεύγη Black & Green και Red & Blue. Εδώ διατηρήσαμε το "Winding A" to Ground και το D+ στο USB breakout και το "Winding B" στο VCC και D- στο USB breakout.
3. Χρησιμοποιήστε καλώδια jumper για να συνδέσετε τον σερβοκινητήρα στο Pi GPIO. -ανατρέξτε στις παραπάνω πληροφορίες.
4. Χρησιμοποιήστε καλώδια jumper για να συνδέσετε τις πλακέτες EasyDriver στο Pi GPIO. -ανατρέξτε στις παραπάνω πληροφορίες
5. Συνδέστε ξανά τα καλώδια του βηματικού κινητήρα με το Micro USB breakout, βεβαιωθείτε ότι τα ζευγάρια ταιριάζουν σωστά.
6. Τα EasyDrivers χρειάζονται ενέργεια. Συνδέστε την άκρη του γρύλου βαρελιού στο "PWR IN" στο EasyDrivers και το μανίκι του γρύλου κάννης στο GND του "PWR IN" στους EasyDrivers. Χρησιμοποιήσαμε έναν πίνακα για να χωρίσουμε τη δύναμη και τη γείωσή μας από την υποδοχή του βαρελιού στους EasyDrivers.

Βήμα 6: Δοκιμή και σχέδιο

Μόλις συνδέσετε το Pi, το EasyDrivers και το USB breakouts είτε μέσω του breadboard είτε αν μπήκατε αμέσως μετά από συγκόλληση, ήρθε η ώρα για δοκιμή. Εγκατάσταση και δοκιμή Ξεκινήστε το λογισμικό ελεγκτή Drawbot στο Pi. είναι το πιο εύκολο στον έλεγχο του κινητήρα, το σερβο. Κάντε κλικ στο κουμπί Pen στη μέση του χειριστηρίου και ελπίζουμε ότι ο βραχίονας σερβο θα περιστραφεί κατά 90 °. Χρησιμοποιήστε αυτήν τη δοκιμή για να βεβαιωθείτε ότι ο βραχίονας σερβο είναι σωστά προσανατολισμένος για να σηκώσετε το στυλό από την επιφάνεια. Αυτό θα σας ενημερώσει επίσης εάν είστε συνδεδεμένοι με το λογισμικό ελεγκτή Pi και Drawbot. Επόμενο είναι το βηματικό μοτέρ. Είναι πιο εύκολο να ξεκινήσετε με ένα τη φορά. Με ένα βηματικό μοτέρ συνδεδεμένο κάντε κλικ σε μια συντεταγμένη στο χειριστήριο Drawbot bulls-eye. Το stepper πρέπει να κινείται ομαλά. Εάν το stepper τραυλίζει, βεβαιωθείτε ότι η καλωδίωση είναι σωστή και ότι τα ζευγάρια ταιριάζουν. Δοκιμάστε το άλλο βήμα.

Με τα αποσυνδεδεμένα σκαλοπάτια βρείτε μια ωραία επίπεδη, λεία επιφάνεια και τοποθετήστε τα βήματα, βεβαιωθείτε ότι είναι επίπεδα μεταξύ τους. Επεκτείνετε μέρος της πετονιάς από κάθε καρούλι και συνδέστε το με τους βραχίονες που φέρουν τη γόνδολα. Επανασυνδέστε τα βήματα. Χρησιμοποιήστε τον ελεγκτή Drawbot για να μετακινήσετε τη γόνδολα. Όταν κάνετε κλικ στην επάνω δεξιά γωνία του ταύρου, η γόνδολα θα πρέπει να μετακινηθεί προς τα επάνω δεξιά, αν όχι να ρυθμίσετε το αρχείο διαμόρφωσης. Εάν η γόνδολα κινείται αντίθετα από αυτό που πρέπει να ενεργοποιήσει τον καθρέφτη στο αρχείο διαμόρφωσης στο Pi.

Μέτρημα

Σχεδόν έτοιμο. Επόμενο είναι η μέτρηση. Βρήκαμε μια μικρή ανασυρόμενη μεζούρα, όλες οι μετρήσεις θα είναι σε χιλιοστά.

Κάντε κλικ στο εικονίδιο ρυθμίσεων στον ελεγκτή Drawbot και θα χρειαστούν τρεις τιμές, "D", "X" και "Y". Δείτε την εικόνα για μια απεικόνιση του τρόπου μέτρησης. Η πρώτη τιμή, "D" είναι η απόσταση μεταξύ των καρουλιών. Οι επόμενες τιμές είναι ουσιαστικά η τοποθεσία στο σπίτι της γόνδολας. Η τιμή "Χ" είναι η μέτρηση από το αριστερό καρούλι στη θέση της πένας στη γόνδολα. Η τιμή "Υ" είναι η απόσταση από το καρούλι μέχρι τη γόνδολα. Εισαγάγετε αυτά στις ρυθμίσεις του λογισμικού Drawbot. Συνιστάται η ρύθμιση του σπιτιού στην επάνω αριστερή γωνία.

Σχέδιο

Επιτέλους ζωγραφίζω !!

Μόλις όλα μετρηθούν όσο το δυνατόν ακριβέστερα και το στυλό στη γόνδολα σηκωθεί από την επιφάνεια και ομογενοποιηθεί, ήρθε η ώρα να τροφοδοτήσετε το Drawbot με ένα SVG για να σχεδιάσει. Απλώς σύρετε ένα μόνο μονοπάτι SVG στο ταύρο του λογισμικού Drawbot για να ξεκινήσετε ένα σχέδιο, έχω συμπεριλάβει ένα σχέδιο βαθμονόμησης για την ευχαρίστηση του ρομπότ σας. Απολαμβάνω!