Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Электроника » Arduino » Горизонтальный плоттер для рисования

    Горизонтальный плоттер для рисования


    Горизонтальный плоттер для рисования

    В отличии от вертикального плоттера для рисования, где достаточно две оси, у горизонтального может быть от трех и более. У плоттера, рассматриваемого в этой статье, их четыре.

    Данный плоттер обладает рядом преимуществ:
    -Простота конструкции
    -Встроенный интерпретатор, который распознает вывод g-кода из Inkscape
    -Погрешность =/- 1 мм, с нейлоновой нитью
    -Возможность увеличение рабочей области (просто увеличиваем длину нити)
    -Недорогой в сборке (ориентировочная стоимость деталей без учета блока питания - менее 100 долларов)

    Давайте посмотрим пример работы плоттера.

    Инструменты и материалы:
    -Arduino UNO R3;
    -USB-кабель;
    -Сервопривод SG90;
    -Шаговый двигатель Nema17 17HS3430 12В - 4 шт;
    -Кронштейны L-образный для Nema17 - 4 шт;
    -Плата драйвера шагового двигателя A4988 - 4 шт;
    -Диски с детского автомобиля диаметром 50 мм (с шиной 65 мм) - 4 шт;
    -Резьбовые втулки с отверстием 5 мм для установки валов двигателя и отверстием 4 мм для крепления колес;
    -Четыре шкива с V-образной канавкой 4 * 13 * 6 мм;
    -Источник питания 12В 2А;
    -Лист толщиной 6 мм прибл. 800 мм x 600 мм (любой подходящий материал для рабочего стола);
    -Брус длиной 60 мм x 20 мм для угловых опор;
    -Катушка нейлоновой лески диаметром 0,5 мм;
    -Тумблер;
    -Диод MBR735;
    -Набор соединительных кабелей для Arduino;
    -Тонкий акриловый лист для кольца;
    -Четыре нейлоновых проставки с резьбой M3 для крепления кольца;
    -Алюминиевый лист для крепления шкивов;
    -Четыре проставки M3 x 9 мм для шкивов;
    -12 шурупов для крепления угловых опор;
    -Гайки и болты M4;


    -Набор кольцевых пил;
    -Дрель;

    Шаг первый: схема

    На фото выше показана схема 4-проводного плоттера.
    Контактные площадки DIR драйвера двигателя соединяются с A0, A1, A2 и A3 Arduino.
    Контактные площадки STEP драйвера двигателя соединяются с D8, D9, D10 и D11 Arduino.
    Провод «управления» сервопривода SG90 подключается к контакту D3.
    Диод MBR735 обеспечивает защиту от обратного напряжения.
    Может потребоваться перевернуть два центральных провода от каждого из 12-вольтных шаговых двигателей 17HS3430 Nema17 чтобы они работали в правильном направлении.
    Последовательность цветов по умолчанию для кабелей 17HS3430 (для данных двигателей) - красный, синий, зеленый, черный. Цветовая последовательность после модификации - красный, зеленый, синий, черный.
    Красно-зеленая обмотка подключена к клеммам «А» драйвера, синяя и черная обмотка подключается к клеммам «B».
    Ограничение по току на каждой из плат драйвера шагового двигателя должно быть установлено на 400 мА.
    Делается это с помощью мультиметра следующим образом:
    Выключите питание
    Отключите Arduino
    Отключите все кабели двигателя
    Поверните каждый из потенциометров ограничения тока на платах A4988 до упора по часовой стрелке
    Вставьте кабель двигателя в разъем платы
    Подайте питание 12 вольт на плату
    Поворачивайте потенциометр ограничения тока против часовой стрелки, пока ток питания не станет равным 400 мА
    Отключите питание 12 В
    Снимите кабель двигателя
    Повторите вышеуказанные шаги для каждой платы
    Подключите все кабели двигателя к соответствующим контроллерам.
    Общий ток питания при подаче питания составляет примерно 1,6 ампер.
    Шаг второй: теория


    На фото 1 показаны общие уравнения для 4-проводного плоттера.
    Белый квадрат представляет собой лист бумаги с размерами x, y. Координата Inkscape (0,0) отображается как (0,0).
    M1, M2, M3, M4 представляют четыре двигателя, по одному в каждом углу (виртуального) бокса. Двигатели смещены относительно листа бумаги, чтобы постоянно поддерживать тянущее усилие на узле пишущей ручки.

    D1, D2, D3 и D4 представляют собой нити (леска) от каждого двигателя до диагонально противоположного угла каждого (виртуального) блока. Они встречаются в координатах (x, y).

    Если провести линию от координаты (x, y) к точке непосредственно под каждым двигателем, мы получим четыре вертикальных прямоугольных треугольника. Гипотенуза каждого треугольника представляет каждую длину нити и может быть вычислена с использованием формулы Пифагора.
    Гипотенуза = sqrt (X ^ 2 + Y ^ 2 + Z ^ 2)

    Формулы для расстояний D1, D2, D3, D4 приведены на фото 1.
    Нейлоновая леска слегка растягивается и обеспечивает снятие напряжения, если кабель наматывается на барабан неравномерно.

    Шаг третий: узел пишущей ручки
    Два диска для узла были вырезаны с помощью кольцевых пил. Реальные размеры дисков не столь важны, в данном случае это 100мм.
    Материал для нижнего (оранжевого) диска не имеет значения. Верхний диск делается из материала толщиной 6 мм (это важно).
    В дисках нужно просверлить крепежные отверстия. Соединяются диски через проставки. На дисках крепятся четыре скобы сделанные из алюминия. Скобы соединяться винтами. Между скобами устанавливаются изнутри шкивы, снаружи - проставки.

    Подъемник для ручек (на фото 3 и 4) был изготовлен из 25-миллиметровой полосы алюминия. Полоса должна быть достаточно длинной.
    Перед сгибанием нужно просверлить два отверстия (расстояние от краев 5 мм) для ручки и два монтажных отверстия диаметром 3 мм.
    Ручка поднимается, когда сервопривод SG90 соприкасается с пластиковым диском, прикрепленным к ручке. Ручка и пластиковый диск соединяются через медную втулку с фиксирующим винтом.




    Шаг четвертый: конструкция основания
    Отметьте прямоугольник на листе 6-миллиметрового картона. Размеры 600мм х 500мм.
    Просверлите отверстие диаметром 1 мм в каждом углу.
    Расположите бумагу для рисования в центре прямоугольника и отметьте края оси X и оси Y.
    Запишите расстояния XMS, YMS, Xoffset и Yoffset (цифры пригодятся позже).
    Дальше делаем ножки. Они сделаны из восьми брусков размером 60 мм х 20 мм, по два бруска на каждую ножку. Длина не важна.
    Ножки прикрепляются к рабочему столу тремя шурупами, как показано на фото 2.
    Г-образные кронштейны двигателя, показанные на фото 3, устанавливаются под плинтусом.

    Каждый двигатель расположен так, что нейлоновый кабель, пропущенный через угловые отверстия диаметром 1 мм, наматывается на центр обода колеса.



    Шаг пятый: сборка
    Пропустите леску через одно из угловых отверстий стола и отверстие в центре обода колеса.
    Привяжите конец лески к 3-миллиметровой гайке любым узлом, который не развяжется.
    Присоедините к двигателю шестигранную колесную муфту.

    Присоедините обод колеса к шестигранной колесной муфте.
    Перед резкой натяните нейлон и протяните его за противоположный угол примерно на 300 мм.
    Привяжите этот свободный конец к ближайшему шкиву гондолы.
    Расположите гондолу над координатой (0,0).
    Теперь намотайте нейлон на обод колеса, вращая обод колеса так, чтобы нейлон наматывался на сторону обода колеса, наиболее удаленную от стола, при этом слегка натягивая леску.
    Повторите операцию для всех двигателей.

    Шаг шестой: код
    Загрузите прикрепленный файл «four_wire_horizontal_plotter_V2.ino»
    Скопируйте содержимое файла в новый скетч Arduino.
    Введите размеры XMS, YMS, Xoffset, Yoffset и Zoffset в заголовок программного обеспечения (см. шаг 5).
    Сохраните эскиз как «four_wire_horizontal_plotter_V2» без кавычек и загрузите его на Arduino.
    four_wire_horizontal_plotter_V2.ino

    Шаг седьмой: калибровка
    Калибровка довольно проста.
    Поместите лист бумаги формата A4 в координату (0,0).
    Расположите пишущий узел над координатой (0,0).
    Установите последовательный монитор Arduino на 9600 bauds
    Натяните кабели, используя опцию меню T4.
    Теперь отправьте следующие команды:
    G00 X50 Y50
    G01 X50 Y200
    G00 X0 Y0
    Измерьте получившуюся линию
    Измените значение K в заголовке Arduino, чтобы было: 150 / измеренная длина
    Перекомпилируйте и загрузите код

    Шаг восьмой: результаты
    На фото 1 показана квадратная мишень 100 мм.
    Затем мастер загрузил и нарисовал фотографию. Обработку фото производил с помощью CoolTerm.exe.

    После тестирование мастер проверил натяжение нитей и положение нулевой точки. Все оказалось в норме.





    Источник (Source)
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

    Вертикальный плоттер для рисования на бумаге большого формата

    Нагревательный столик для пайки SMD-компонентов

    9.4
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    8.3
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    8.4
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 8.71 из 10 (голосов: 7 / История оценок)

    Добавить комментарий

    1 комментарий
    Korolev
    У плоттера, рассматриваемого в этой статье, их четыре. 
    Про четвёртую ось хотелось бы поподробнее.  smile
    P.S. А моя-то аватарка посимпатичнее будет, чем данное "высокохудожественное" творение! xaxa  

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Последние комментарии

    Все комментарии