Drawbot !: 6 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

В этом руководстве будет задокументирована конструкция робота-рисовальщика, управляемого Raspberry Pi, который позволяет превращать любую плоскую поверхность в холст. После создания робота-рисовальщика вы сможете откалибровать и отправить ему чертежи через Wi-Fi.

* Он был построен в Black & Veatch MakerSpace на основе чертежей, созданных покровителем MakerSpace и творческим чудом Энди Уайзом. См. Проект Drawbot на Github Энди для получения дополнительной информации.

Шаг 1. Что вам понадобится

Детали для 3D-печати:

Гондола Polargraph - https://www.thingiverse.com/thing:372244 Удлинитель рупора сервопривода - https://www.thingiverse.com/thing:2427037 Крепление двигателя и катушка Drawbot (x2) - https://www.thingiverse.com/ thing: 2427037 Чемодан для электроники Drawbot (опционально) - https://www.thingiverse.com/thing:2427037Drawbot Pi + Шаговое крепление (опционально) - https://www.thingiverse.com/thing:3122682 Купол вакуумной чашки с отверстием (альтернатива) -

Аппаратное обеспечение:

Шаговые двигатели NEMA 17 (x2) Присоски с быстрым отсоединением - Harbor Freight item # 62715 (x2) Spiderwire 80-фунтовая леска Кабель Micro USB 10 футов. (x2) Разъем Micro USB (x2) Разъем USB типа A (розетка) (x2) Raspberry Pi Zero W (или другой Pi с поддержкой WiFi) Карта Micro SD Драйвер шагового двигателя EasyDriver V4.5 (x2) Подшипники SG92R Micro Servo6003zz (x2) 3-контактный Удлинители сервоприводов (несколько) 2,1 мм x 5,5 мм цилиндрический разъем 12 В 1a адаптер питания 2,1 мм / 5,5 мм кабель USB Micro адаптер питания для PiPololu Универсальный монтажный концентратор для вала 5 мм, # 4-40 отверстий (x2) # 8-32 x 1- Болты с проушиной 5/8 дюйма (2 шт.) 8 винтов для катушек (# 4-40 x ~ ½ дюйма) 8 винтов для двигателей (метрические винты M3-0,50 x 6 мм) 1-2 маленьких винта для гондолы для крепления ручки / маркер Стандартный провод или перемычка маркеры Измерительная лента / палка

Инструменты

Компьютер ПаяльникСъемники / кусачки для проволоки

По желанию:

БумагаМонтажная шпатлевкаUSB-вентиляторГорячий клейКрепкаШтыри для заголовкаМакет / перфокарт

У drawbot github будут ссылки на конкретных продавцов / товаров.

Шаг 2: сборка шагового двигателя и присоски

Детали, необходимые для этого шага:

Напечатано на 3D-принтере: 2 крепления двигателя 2 катушки 2 крышки на присоске с просверленным отверстием 1/8 дюйма - или - Купол на присоске с отверстием

Примечания: напечатано на PLA

Оборудование: 2 шаговых двигателя 2 присоски 2 универсальные монтажные ступицы 2 болта с проушиной (# 8-32 x 1-5 / 8 дюйма) 8 винтов для катушек (# 4-40 x ~ ½ дюйма) 8 винтов для двигателей (M3-.50 x Шурупы с метрической головкой 6 мм) Леска

Примечания: Присоскам нужна длинная металлическая стойка, чтобы дотянуться до крепления двигателя.

1. Сначала прикрепите алюминиевую универсальную монтажную ступицу к шаговому двигателю. Используйте установочные винты, прилагаемые к монтажной ступице, и прикрепите ступицу к концу шагового вала.
2. Затем прикрепите крепление для поворотного двигателя, напечатанное на 3D-принтере, к шаговому двигателю с помощью четырех винтов M3. Крепление поворотного двигателя будет иметь выемку, указывающую, с какой стороны устанавливать двигатель.
3. Теперь прикрепите распечатанную на 3D-принтере катушку к монтажной ступице с помощью 4-40 винтов.
4. Для крепления на присоске вам нужно будет разобрать присоску Harbour Freight. Сохраните резиновую присоску, пружину и металлическую стойку. Просверлите отверстие диаметром ⅛ дюйма во всасывающем кожухе и вверните рым-болты или используйте купол на присоске с отверстием. Поместите 3D-печатный купол на резиновую присоску. Прикрепите крепление двигателя, надавив на присоску так, чтобы можно было продеть винт через металлическую стойку.
5. Теперь проделайте то же самое с другим креплением двигателя.
6. Катушка лески на катушках.

Примечания: Присоски Harbor Freight являются обязательными, они имеют более высокую металлическую стойку, чем другие присоски. Номер позиции 62715.

Шаг 3: Сборка гондолы держателя ручки:

Детали, необходимые для этого шага:

Напечатано на 3D-принтере: Гондола Polargraph 2 Рычаги разъема подшипника 2 Кольца разъема подшипника 1 Держатель гондолы 1 Удлинитель сервопривода

Оборудование: 1 серводвигатель SG92R, 2 подшипника 6003zz, 1 винтовая стяжка

1. Приклейте напечатанный на 3D-принтере удлинитель сервопривода к одному из рычагов сервопривода, поставляемых с сервоприводом. -Наши в конце концов отвалились, поэтому мы использовали скрепку, которую мы разрезали пополам и приклеили скотчем к сервомеханизму.
2. Используйте очень удобную поворотную стяжку, чтобы закрепить сервопривод на гондоле.
3. Затем вставьте соединительные кольца подшипников в соединительные рычаги подшипников. Протолкните подшипник через узел разъема подшипника, наши детали, напечатанные на 3D-принтере, необходимо немного очистить с помощью лезвия, чтобы подшипник смог войти в разъем подшипника.
4. Сдвиньте подшипники, которые теперь имеют подшипниковые втулки и кронштейны на гондоле. Вал гондолы, напечатанной на 3D-принтере, необходимо отшлифовать, чтобы подшипник соскользнул вниз.
5. Последний - фиксатор гондолы, который будет удерживать все вместе, используйте винты, чтобы прикрепить его к штанге гондолы - они также закрепят вашу ручку во время рисования.

Шаг 4: Программное обеспечение

Если вы никогда не готовили Raspberry Pi, начните с ознакомления с нашим руководством. Для этого шага я рекомендую обратиться к Drawbot Github.

На Pi вы будете обновлять и обновлять пакеты и устанавливать другие:

Обновления и апгрейды:

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

Установите NPM и Git:

sudo apt-get install npm

sudo apt-get install git

Установите Node.js:

sudo npm install -g n

sudo n стабильный

Обновите NPM и удалите старую версию apt-get:

sudo npm install npm @ latest -g

sudo apt-get удалить npm sudo reboot

Установите библиотеку Pigpio C:

sudo apt-get install pigpio *, если вы используете Raspbian Lite *

npm установить pigpio

Установите программное обеспечение Drawbot:

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

Чтобы запустить программу Drawbot:

cd / drawbot

npm start -или- sudo node draw.js

Доступ к интерфейсу управления Drawbot

С другого компьютера в той же сети:

• На Mac: перейдите в raspberrypi.local / control, чтобы получить доступ к интерфейсу управления Drawbot.
• С ПК: введите IP-адрес (ifconfig - это команда терминала) и введите свой IP-адрес / управление, например: 10.167.5.58/control.

От Raspberry Pi:

Откройте браузер. Перейдите к 127.0.0.1/control, чтобы получить доступ к интерфейсу управления Drawbot

Шаг 5: Подключения. Провода. Где угодно

Детали, необходимые для этого шага:

Аппаратное обеспечение: гнездовой разъем USB A - Драйверы шагового двигателя 2EasyDriver - Шаговые двигатели 2Pi Zero или другой Wi-Fi - Разъем PiStepper - 2 разъема Micro USB - Разъем 2Barrel 2,1 мм x 5,5 мм Другие части, которые могут вам понадобиться: Макетная плата для тестирования соединений, выводы разъема, 3D-печатный шаговый двигатель + крепление для Pi, плата Perf или Proto

Подключение драйверов двигателя EasyDriver к Pi:

Левый водитель:

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

Правый водитель:

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

Подключение сервопривода гондолы к Pi:

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

Примечания: Для проверки правильности подключения рекомендуется сначала смонтировать плату, прежде чем паять все вместе.

1. Если у вашего Pi и / или EasyDriver нет штырей, припаяйте их сейчас.
2. Подключите разъемы USB с гнездом к каждому драйверу EasyDriver, используя моторный отсек на плате. Надеюсь, что для этого шага у вас есть техническое описание или ссылка на ваши Stepper Motros. Обязательно держите обмотки / катушки вместе. У степпера здесь были пары черный и зеленый и красный и синий. Здесь мы сохранили «Обмотку A» на землю и D + на разъеме USB и «Обмотку B» на VCC и D- на разъеме USB.
3. Используйте перемычки для подключения серводвигателя к Pi GPIO. -См. информацию выше.
4. Используйте перемычки для подключения плат EasyDriver к Pi GPIO. -см. информацию выше
5. Снова подключите провода шагового двигателя к разъему Micro USB, убедившись, что пары правильно совмещены.
6. EasyDrivers нужна мощность. Подключите конец цилиндрического разъема к «PWR IN» на EasyDrivers, а муфту цилиндрического разъема к GND «PWR IN» на EasyDrivers. Мы использовали перфорированную плату, чтобы разделить мощность и землю от цилиндрического домкрата на EasyDrivers.

Шаг 6: Тестирование и рисование

После того, как ваши Pi, EasyDrivers и USB-разъемы подключены либо через макетную плату, либо если вы прыгнули прямо с помощью пайки, пора протестировать. Настройка и тестирование Запустите программное обеспечение контроллера Drawbot на Pi. Есть более легкий в управлении двигатель, сервопривод. Нажмите кнопку «Перо» в центре «яблочка» контроллера, и, надеюсь, сервомеханизм повернется на 90 °. Используйте этот тест, чтобы убедиться, что сервомеханизм правильно ориентирован и поднимает перо с поверхности. Это также позволит вам узнать, подключены ли вы к программному обеспечению контроллера Pi и Drawbot. Далее идет шаговый двигатель. Легче начать с одного за раз. При подключенном шаговом двигателе щелкните мышью по координате на контроллере Drawbot. Шаговый двигатель должен двигаться плавно. Если шаговый двигатель заикается, убедитесь, что проводка правильная и пары совпадают. Протестируйте другой шаговый двигатель.

Отключив шаговые двигатели, найдите красивую ровную гладкую поверхность и установите степперы, убедившись, что они находятся на одном уровне друг с другом. Вытяните часть лески из каждой катушки и подсоедините ее к несущим рычагам гондолы. Снова подключите степперы. Используйте контроллер Drawbot, чтобы переместить гондолу. Если щелкнуть верхний правый угол на мишени, гондола должна переместиться в верхний правый угол, если не изменить конфигурационный файл. Если гондола движется не так, как нужно, она должна включить зеркалирование в файле конфигурации на Pi.

Измерение

Почти готово. Далее идет измерение. Мы нашли под рукой небольшую выдвижную рулетку, все измерения будут в миллиметрах.

Щелкните значок настроек в контроллере Drawbot, и вам потребуются три значения: «D», «X» и «Y». На изображении показано, как проводить измерения. Первое значение «D» - это расстояние между катушками. Следующие значения - это, по сути, домашнее местоположение гондолы. Значение «X» - это расстояние от левой катушки до положения ручки в гондоле. Значение «Y» - это расстояние от катушки до гондолы. Введите их в настройки программного обеспечения Drawbot. Рекомендуется установить дом в верхнем левом углу.

Рисунок

Наконец рисунок !!

Как только все будет измерено с максимальной точностью и перо в гондоле будет поднято над поверхностью и поставлено на место, самое время скормить Drawbot SVG для рисования. Просто перетащите SVG с одним контуром на мишень программы Drawbot, чтобы начать рисование. Я включил калибровочный чертеж для вашего удовольствия от рисования роботов. Наслаждаться!