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用Arduino Uno開發(fā)板和一塊面包板就能輕松搞定這一切

GReq_mcu168 ? 來源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-04-08 11:24 ? 次閱讀

ArduinoMini數(shù)控繪圖機。圖中這臺繪圖機是改進版,我對原有繪圖機的結(jié)構(gòu)和準確度都進行了一定的提升。好好閱讀這篇文章,相信你也能輕松搞定自己的ArduinoMini繪圖機。

簡述:

在X軸和Y軸上,我們要用到兩個步進電機和DVD/CD驅(qū)動器上的滑軌。在Z軸上,我們也會用到一個小型的伺服電機,用來驅(qū)動繪圖筆上下移動。在安裝基座上,我們則會用到樹脂玻璃。

我本想將它搞成雕刻機和繪圖機的兩用版本,但經(jīng)過了數(shù)次實驗,我發(fā)現(xiàn)這臺機器只能掛載繪圖筆,有些可惜了。

基于Arduino開發(fā)板的電路使用了ATmega328單片機,2塊L293D集成電路驅(qū)動器和USB串行適配器。用ArduinoUno開發(fā)板和一塊面包板就能輕松搞定這一切。

想要打印你的繪圖作品?只要加裝一個藍牙模塊就好。

第一步:所需材料

提示:不懂的部分可以參考圖片。

各部分硬件都購自,不過相信在萬能的淘寶也可以買齊。

制作電路時你需要

新手清單:

Arduinouno

面包板

2臺L293D集成電路電機驅(qū)動器

迷你伺服電機

2個DVD或CD驅(qū)動器

老鳥清單:

ATmega328p(刷入Arduino的Bootloader)

28針的DIP集成電路插座

16MHz晶體振蕩器

2塊22pF和1塊100nF的電容

10k的電阻器

USB串行適配器

2塊L293D集成電路

迷你伺服電機

2個DVD或CD驅(qū)動器

原型PCB電路板

4個兩針的螺絲端子接頭或2個四針的螺絲端子接頭

你還需要一臺ArduinoUNO來為ATmega328單片機編程

有了USB串行適配器,就可以像ArduinoUno那樣連接電腦和電路板了。

為什么還要用到螺絲端子接頭呢?因為在找到正確的組合前我們不愿輕易使用烙鐵,要不然焊錯了可就麻煩了。

制作安裝基座時你需要:

為X軸準備一塊20x16厘米的樹脂玻璃(厚度控制在5毫米左右)。

為Y軸準備兩塊14x4厘米的樹脂玻璃(厚度同上)。

約20個螺母、螺釘和墊片。

一些墊圈。

四個支撐角(最好為塑料材質(zhì))

如果沒有樹脂玻璃,你也可以用木頭,金屬或者CD和DVD驅(qū)動器的邊角料。

工具:

螺絲刀

烙鐵

焊料

電鉆

切割工具

強力膠

第二步:步進電機

首先,我們要拆掉dvd/cd驅(qū)動器,您切將上面的步進電機取下來。如圖1所示,用螺絲刀將其大卸八塊并取下滑軌。

好了,現(xiàn)在我們就有了兩臺步進電機了,下一步要給它焊些線備用。在開始之前,請參閱下圖2。下面我們要找到最好的線路搭配,所以可以請出萬用表了,用兩個鱷魚夾夾住線路(如圖3所示),然后將其放在“短路”功能上。一般來說第一跟第二條線都會使電路閉合,此時LED會亮起,同時警報聲也會響起,但這也意味著我們找到了第一項電機,而第三和第四根線則會引出第二項電機。

在這臺數(shù)控繪圖機中,使用線一和線三的步進電機為第一項電機,而使用線二和線四的則為第二項電機。

找好了線路搭配我們就能開始進行下一步了。

第三步:安裝基座,X軸和Y軸

X軸:

先將一個步進電機放在一塊較大的樹脂玻璃上,隨后用馬克筆標出其具體位置,以便隨后為螺絲打孔。請一定確保其位置精確無誤,然后就可用電鉆打孔并用螺絲將電機固定緊。

下一步就輪到我們準備好的四個支撐角了,為它們找好位置并用馬克筆標注,它們之間的間隔為5毫米。隨后如圖二所示,為它們打八個螺絲孔并用螺絲將其固定牢。

Y軸:

將另一個步進電機放在兩塊樹脂玻璃上并用馬克筆標明其詳細位置,隨后重復(fù)上面的步驟,在樹脂玻璃上打四個孔以便用螺絲將其固定。

隨后將這兩塊樹脂玻璃放在X軸那塊較大的樹脂玻璃上,接著重復(fù)上述步驟將其固定好。

完成裝配:
打好該打的眼,裝好改裝的螺絲,我們的裝配就完成了。我在X軸那塊樹脂玻璃上安了一塊金屬板,它上面會放置便簽紙供繪圖機進行繪制。一般的便簽紙都是75x75毫米的,但我們的繪圖機只能繪出40x40毫米的圖片,所以你要對其尺寸進行相應(yīng)的修改。記住,這個項目中精度是非常重要的。
第四步:Z軸


這恐怕是結(jié)構(gòu)中最為復(fù)雜的部分了。
想將它安裝安裝在Y軸上,你需要一個平面。在這個平面上,你要安裝好伺服電機(Z軸)和筆架。在伺服電機的驅(qū)動下,繪圖筆要能正常的上下移動。如果還是不太清楚,請參考上圖進行理解。


提示:充分發(fā)揮自己的想象力。
第五步:電路
搞定了第四步,我們的基礎(chǔ)硬件部分就制作完成了,現(xiàn)在可以開始制作電路并對X軸和Y軸的步進電機進行測試了。


上圖為面包板的電路圖。
完成這一步需要你的耐心。下一步中我們還會對X軸和Y軸的步進馬達進行測試。如果它們工作不正常,你就要及時改變線路的連接方式。
電源
一個USB接口可無法提供足夠的電流,所以你還得再加一根USB線。接上電源后,電壓依然為5V,不過電流已經(jīng)翻番了。


注意:
如果你想用其他的硬件,如電機端罩或步進電機驅(qū)動電路等,就得對以上電路和Arduino代碼進行修改。當然,具體的修改細節(jié)我無能為力,你可以在網(wǎng)上搜索相關(guān)教程。
第六步:在X軸和Y軸測試步進電機
下面是我們測試X軸和Y軸的代碼,你可以用Codebender將其嵌入Arduino開發(fā)板。


Codebender是一個在線的ArduinoIDE,你可以直接在瀏覽器上對你的Arduino開發(fā)板進行編程,只要點擊"RunonArduino"按鈕就可以開始了,強烈推薦大家嘗試。
X軸:
在測試中,你得確保X軸的電機能從前方移動到后方(上圖中黑色箭頭)。
代碼下載
Y軸:
在測試中,你得確保Y軸的電機能從左方移動到右方(上圖中紅色箭頭)。
第七步:數(shù)控代碼
下面是我們要用到的主要的數(shù)控代碼,你可以用Codebender將其嵌入Arduino開發(fā)板。
在這一步中,你的繪圖筆會升上來。如果它沒反應(yīng),你得修改下penUp和penDown的變量,這樣就可以對伺服電機進行調(diào)整(只需點擊Edit編輯按鈕)。
點擊“RunonArduino”按鈕就可以從瀏覽器上對你的開發(fā)板進行編程了。
第八步:GCTRL程序


現(xiàn)在我們就可以開始繪制我們第一幅畫作了。不過在這里我們還需要一個名為gctrl.pde的處理程序,它可以將gcode圖片發(fā)送給數(shù)控繪圖機。
那么什么是gcode呢?其實它是一個文檔,其中包含了相關(guān)的X,Y,Z軸坐標信息。頭文件的坐標值設(shè)定如下:
M300S30.00(伺服電機向下)
G1X20.00Y10.00F2500.00
M300S50.00(伺服電機向上)
你可以點擊鏈接下載該處理程序,隨后找到能打開它的相關(guān)軟件并點擊“Play”按鈕來開啟程序。
依照上圖的指示:
點擊'p'并選擇你的Arduino串行端口。
點擊'g'并選擇'TEXT.gcode'或'gear.gcode'文檔。
(如果運行出錯,請點擊'x'讓繪圖機停下來,然后再試一次。)
第九步:怎樣制作自己的gcode文檔
想要制作自己的gcode文檔,你得使用Inkscape。
Inkscape是一款免費的專業(yè)的高質(zhì)量矢量圖形軟件,無論是Windows,MacOSX還是Linux都可以順利運行,它不但是專業(yè)設(shè)計師的最愛,還是業(yè)余愛好者的神器,你可以用該軟件做出插圖,圖標,地圖,標志等。Inkscape的原生格式為W3CopenstandardSVG,此外它還是一款開源軟件。你可以點擊鏈接下載該軟件(記得要下載0.48.5版本)。
下載完成后你需要安裝一個附加組件,這樣才能將輸出的圖片轉(zhuǎn)為gcode文檔。下面是該附加組件的下載鏈接,該軟件有安裝提示,上手無難度。


Inkscape的設(shè)置
首先,打開Inkscape,進入文件菜單并點擊"DocumentProperties",隨后按照上圖中圖1的提示進行相關(guān)調(diào)整(記得將相關(guān)單位調(diào)為厘米)。設(shè)置好后就可以關(guān)閉該窗口了,下面我們要使用屏幕上4到8厘米的空白區(qū)域(如圖2)。
怎樣繪制文本
文本方面,你可以對其朝向和大小進行修改。步驟:點擊游標為文本設(shè)定大?。ㄈ鐖D3所示),在面板上選擇Path并在下拉菜單中點擊"ObjecttoPath"。
怎樣繪制圖片
這一步要比繪制文本難得多,因為圖片的背景必須是透明的。將圖片拖曳進Inkscape,點擊OK進入下一個界面,現(xiàn)在你就可以調(diào)整圖片尺寸了(如圖4)。步驟:點擊菜單中的Path,并選擇"TraceBitmap",隨后按照圖5所示對其進行修改。搞定后點擊OK并關(guān)閉窗口。接著我們要調(diào)整灰度圖并刪除其背景顏色。然后再次點擊Path并選擇"Objecttopath",圖6會教你如何刪除圖像輪廓。
以gcode文檔格式進行輸出
最后,返回文件菜單,點擊以gcode文檔保存并在下一個界面點擊OK,這樣就大功告成了。隨后你就可以開心的用gctrl應(yīng)用在你的Arduino數(shù)控繪圖機上繪圖了。


第十步:完工
如果能按上面的步驟一步步走下來,相信你已經(jīng)制作出自己的數(shù)控繪圖機了,希望你能喜歡。


聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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原文標題:[ 單片機 ] 舊DVD驅(qū)動器DIY一個Arduino Mini數(shù)控繪圖機

文章出處:【微信號:mcu168,微信公眾號:硬件攻城獅】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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