Drawbot! - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Dieses anweisbare dokumentiert den Bau eines Raspberry Pi-gesteuerten Zeichenroboters, mit dem Sie jede ebene Oberfläche in eine Leinwand verwandeln können. Sobald Sie den Zeichenroboter gebaut haben, können Sie ihn kalibrieren und Zeichnungen über WLAN senden.

*Dies wurde im Black & Veatch MakerSpace nach Plänen von MakerSpace-Patron und Kreativwunder Andy Wise gebaut. Weitere Informationen finden Sie im Drawbot-Projekt auf Github von Andy.

Schritt 1: Was Sie brauchen

3D-druckbare Teile:

Polargraph Gondel - https://www.thingiverse.com/thing:372244Servohornverlängerung - https://www.thingiverse.com/thing:2427037Drawbot Motorhalterung und Spule (x2) - https://www.thingiverse.com/ Ding:2427037Drawbot Elektronikgehäuse (optional) - https://www.thingiverse.com/thing:2427037Drawbot Pi + Stepperhalterung (optional) - https://www.thingiverse.com/thing:3122682Saugnapfkuppel mit Loch (alternativ) -

Hardware:

NEMA 17 Schrittmotoren (x2) Saugnäpfe mit Schnellverschluss - Harbor Freight Artikel #62715 (x2) Spinndraht 80-Pfund-AngelschnurMicro-USB-Kabel 10 Fuß. (x2)Micro-USB-Breakout (x2)USB-Typ-A-Buchsen-Breakout (x2)Raspberry Pi Zero W (oder ein anderes WiFi-fähiges Pi)Micro-SD-KarteEasyDriver Stepper Motor Driver V4.5 (x2)SG92R Micro Servo6003zz Lager (x2)3-pin Servoverlängerungen (mehrere) 2,1 mm x 5,5 mm Hohlstecker 12 V 1a Netzteil 2,1 mm/5,5 mm Kabel USB Micro Power Adapter für PiPololu Universal-Montagenabe für 5 mm Welle, #4-40 Löcher (x2) #8-32 x 1- 5/8 Zoll Augenschrauben (x2)8 Schrauben für Spulen (#4-40 x ~½ )8 Schrauben für Motoren (M3-.50 x 6mm metrische Maschinenschrauben)1-2 kleine Schrauben für Gondel zur Befestigung des Stifts/ MarkiererStandarddraht- oder DrahtbrückenmarkiererMessband/-stift

Werkzeuge

ComputerLötkolbenAbisolierzangen/-schneider

Optional:

PapierMontagekittUSB-LüfterHeißkleberPaperclipHeader PinsBreadboard/Perfboard

Der Drawbot github wird einige Links zu bestimmten Verkäufern/Artikeln enthalten.

Schritt 2: Schrittmotor und Saugnapf-Baugruppe

Teile benötigten diesen Schritt:

3D gedruckt: 2 Motorhalterungen2 Spulen2 Saugnapfkuppeln mit 1/8 Loch gebohrt -oder- Saugnapfkuppel mit Loch

Hinweise: Gedruckt in PLA

Hardware:2 Schrittmotoren2 Saugnäpfe2 Universal-Montagenaben2 Ringschrauben (#8-32 x 1-5/8 Zoll)8 Schrauben für Spulen (#4-40 x ~½ )8 Schrauben für Motoren (M3-.50 x.) 6mm metrische Maschinenschrauben)Angelschnur

Hinweise: Die Saugnäpfe benötigen einen langen Metallpfosten, um die Motorhalterung zu erreichen.

1. Befestigen Sie zuerst die Aluminium-Universal-Montagenabe am Schrittmotor. Verwenden Sie die der Montagenabe beiliegenden Stellschrauben und befestigen Sie die Nabe nahe dem Ende der Schrittmotorwelle.
2. Als nächstes befestigen Sie die 3D-gedruckte Drehmotorhalterung mit vier M3-Schrauben am Schrittmotor. Die Drehmotorhalterung hat eine Vertiefung, um anzuzeigen, auf welcher Seite der Motor montiert werden soll.
3. Befestigen Sie nun die 3D-gedruckte Spule mit 4-40 Schrauben an der Montagenabe.
4. Für die Saugnapfhalterungen müssen Sie Ihren Harbor Freight Saugnapf zerlegen. Bewahren Sie den Gummisaugnapf, die Feder und den Metallpfosten auf. Bohren Sie ein ⅛-Zoll-Loch in den Saugdom und schrauben Sie Ihre Augenschrauben ein oder verwenden Sie den Saugnapfdom mit Loch. Platzieren Sie die 3D-gedruckte Kuppel über dem Gummisaugnapf. Bringen Sie die Motorhalterung an, indem Sie sie auf den Saugdom drücken, damit Sie die Schraube durch den Metallpfosten schrauben können.
5. Machen Sie nun dasselbe für die andere Motorhalterung.
6. Angelschnur auf den Spulen spulen.

Hinweise: Harbour Freight Saugnäpfe sind ein Muss, sie haben einen höheren Metallpfosten als andere Saugnäpfe. Die Artikelnummer ist 62715.

Schritt 3: Stifthalter-Gondelmontage:

Teile benötigten diesen Schritt:

3D gedruckt: Polargraph Gondola2 Lagerverbindungsarme2 Lagerverbindungsringe1 Gondelhalterung1 Servoverlängerung

Hardware:1 SG92R Servomotor2 6003zz Lager1 Twist Tie

1. Kleben Sie den 3D-gedruckten Servoausleger auf einen der Servoarme, die mit dem Servo geliefert werden. -Unsere fiel schließlich ab, also benutzten wir eine Büroklammer, die wir in zwei Hälften geschnitten und an den Servoarm geklebt haben.
2. Verwenden Sie den ultra-handlichen Drehverschluss, um das Servo an der Gondel zu befestigen.
3. Stecken Sie als nächstes die Lagerverbindungsringe in die Lagerverbindungsarme. Schieben Sie das Lager durch die Lagerverbinderbaugruppe, unsere 3D-gedruckten Teile mussten mit einer Klinge etwas gereinigt werden, damit das Lager in den Lagerverbinder gedrückt werden kann.
4. Schieben Sie die Lager, die jetzt die Lagerverbinder und -arme haben, auf die Gondel. Die Welle der 3D-gedruckten Gondel musste stark geschliffen werden, damit das Lager nach unten rutschen konnte.
5. Zuletzt ist die Gondelhalterung, die alles zusammenhält. Verwenden Sie Schrauben, um sie an der Gondelwelle zu befestigen - diese sichern auch Ihren Stift beim Zeichnen.

Schritt 4: Software

Wenn Sie noch nie einen Raspberry Pi vorbereitet haben, schauen Sie sich unseren Leitfaden an. Für diesen Schritt empfehle ich den Drawbot Github.

Auf dem Pi aktualisieren und aktualisieren Sie Pakete und installieren andere:

Updates und Upgrades:

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

NPM und Git installieren:

sudo apt-get install npm

sudo apt-get install git

Node.js installieren:

sudo npm installieren -g n

sudo n stabil

Aktualisieren Sie NPM - und entfernen Sie die alte apt-get-Version:

sudo npm install npm@latest -g

sudo apt-get npm entfernen sudo reboot

Installieren Sie die pigpio C-Bibliothek:

sudo apt-get install pigpio *wenn du Raspbian Lite verwendest*

npm installiere pigpio

Installieren Sie die Drawbot-Software:

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

So starten Sie die Drawbot-Software:

CD/Ziehbot

npm start -oder- sudo node draw.js

Greifen Sie auf die Drawbot-Steuerungsschnittstelle zu

Von einem anderen Computer im selben Netzwerk:

• Von einem Mac: Gehen Sie zu raspberrypi.local/control, um auf die Drawbot-Steuerungsoberfläche zuzugreifen.
• Von einem PC: Geben Sie die IP-Adresse ein (ifconfig ist der Terminalbefehl) und geben Sie Ihre IP-Adresse/Steuerung ein, z. B.: 10.167.5.58/control

Vom Raspberry Pi:

Öffnen Sie einen Browser. Gehen Sie zu 127.0.0.1/control, um auf die Drawbot-Steuerungsschnittstelle zuzugreifen

Schritt 5: Verbindungen. Drähte. Überall, überallhin, allerorts

Teile benötigten diesen Schritt:

Hardware: USB A female Breakout - 2EasyDriver Schrittmotortreiber - 2Pi Zero oder andere WiFi-fähige PiStepper Motoren - 2Micro USB Breakout - 2Barrel Jack 2,1 mm x 5,5 mmAndere Teile, die Sie möglicherweise benötigen: Steckbrett zum Testen von VerbindungenHeader Pins3D gedruckter Stepper + Pi mountPerf oder Proto Board

Verkabelung der EasyDriver-Motortreiber mit dem Pi:

Linker Fahrer:

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

Rechter Treiber:

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

Verkabelung des Gondelservos mit dem Pi:

• Masse → Pi-GPIO 14
• VCC → Pi GPIO 1 (3V3-Leistung)
• CNT → Pi GPIO 12 (BCM 18)

Hinweise: Zum Testen, um sicherzustellen, dass die Verbindungen korrekt sind, wird empfohlen, zuerst das Steckbrett zu verwenden, bevor Sie alles zusammenlöten.

1. Wenn Ihr Pi und / oder EasyDriver keine Header-Pins enthält, löten Sie sie jetzt an.
2. Verbinden Sie die weiblichen USB-Breakouts mit jedem EasyDriver mit dem Motorabschnitt auf der Platine. Für diesen Schritt haben Sie hoffentlich ein Datenblatt oder eine Referenz für Ihre Stepper Motros. Achten Sie darauf, die Wicklungen/Spulen zusammenzuhalten. Der Stepper hier hatte Paare von Schwarz & Grün und Rot & Blau. Hier haben wir "Winding A" auf Masse und D+ auf dem USB-Breakout und "Winding B" auf VCC und D- auf dem USB-Breakout belassen.
3. Verwenden Sie Überbrückungsdrähte, um den Servomotor mit dem Pi GPIO zu verbinden. -Beachten Sie die obigen Informationen.
4. Verwenden Sie Überbrückungsdrähte, um die EasyDriver-Boards mit dem Pi GPIO zu verbinden. -siehe die obigen Informationen
5. Verbinden Sie die Schrittmotorkabel wieder mit dem Micro-USB-Breakout und stellen Sie sicher, dass die Paare richtig übereinstimmen.
6. Die EasyDriver brauchen Strom. Verbinden Sie die Spitze der Barrel-Buchse mit dem "PWR IN" des EasyDrivers und die Hülse der Barrel-Buchse mit dem GND des "PWR IN" des EasyDrivers. Wir haben ein Perfboard verwendet, um unsere Kraft und den Boden vom Fassheber auf die EasyDrivers aufzuteilen.

Schritt 6: Testen und Zeichnen

Sobald Ihr Pi, EasyDrivers und USB-Breakouts entweder über ein Steckbrett verbunden sind oder Sie direkt durch Löten eingesprungen sind, ist es Zeit zum Testen. Setup und TestStarten Sie die Drawbot-Controller-Software auf dem Pi. est der einfacher zu steuernde Motor, das Servo. Klicken Sie auf die Stifttaste in der Mitte des Controller-Bulls-Eye und hoffentlich dreht sich der Servoarm um 90 °. Verwenden Sie diesen Test, um sicherzustellen, dass der Servoarm richtig ausgerichtet ist, um den Stift von der Oberfläche abzuheben. Dadurch erfahren Sie auch, ob Sie mit der Pi- und Drawbot-Controller-Software verbunden sind. Als nächstes kommt der Schrittmotor. Es ist einfacher, mit einem nach dem anderen zu beginnen. Klicken Sie bei angeschlossenem Schrittmotor auf eine Koordinate auf dem Bullauge des Drawbot-Controllers. Der Stepper sollte sich reibungslos bewegen. Wenn der Stepper stottert, vergewissern Sie sich, dass die Verdrahtung korrekt ist und die Paare aufeinander abgestimmt sind. Testen Sie den anderen Stepper.

Wenn die Stepper getrennt sind, finden Sie eine schöne flache, glatte Oberfläche und montieren Sie die Stepper, um sicherzustellen, dass sie eben zueinander sind. Verlängern Sie einen Teil der Angelschnur von jeder Spule und verbinden Sie sie mit den Tragarmen der Gondel. Schließen Sie die Stepper wieder an. Verwenden Sie den Drawbot-Controller, um die Gondel zu bewegen. Wenn Sie oben rechts auf das Bulls-Eye klicken, sollte sich die Gondel nach rechts oben bewegen, wenn nicht die Konfigurationsdatei anpassen. Wenn sich die Gondel entgegengesetzt von dem bewegt, was sie sollte, aktivieren Sie die Spiegelung in der Konfigurationsdatei auf dem Pi.

Messung

Fast dort. Als nächstes wird gemessen. Wir haben ein kleines einziehbares Maßband gefunden, alle Maße werden in Millimetern angegeben.

Klicken Sie auf das Einstellungssymbol im Drawbot-Controller und es werden drei Werte benötigt, "D", "X" und "Y". Siehe das Bild für eine Illustration zum Messen. Der erste Wert "D" ist der Abstand zwischen den Spulen. Die nächsten Werte sind im Wesentlichen der Heimatstandort der Gondel. Der "X"-Wert ist das Maß von der linken Spule bis zur Position des Stiftes in der Gondel. Der "Y"-Wert ist der Abstand von der Spule bis zur Gondel. Geben Sie diese in die Einstellungen der Drawbot-Software ein. Es wird empfohlen, das Zuhause in der oberen linken Ecke einzustellen.

Zeichnung

Endlich zeichnen!!

Sobald alles so genau wie möglich vermessen ist und der Stift in der Gondel von der Oberfläche abgehoben und referenziert ist, ist es Zeit, dem Drawbot ein SVG zum Zeichnen zu füttern. Ziehen Sie einfach ein SVG mit einem einzigen Pfad auf das Bulls-Eye der Drawbot-Software, um eine Zeichnung zu starten. Ich habe eine Kalibrierungszeichnung für Ihr Roboter-Zeichnungsvergnügen hinzugefügt. Genießen!