Tracey - Màquina de dibuixar: 22 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Aquest instructable és un treball en curs: treballarem molt per fer-lo més fàcil, però els esborranys inicials requeriran experiència del fabricant, impressió en 3D, muntatge de peces, soldadura de peces electròniques, experiència amb l’IDE Arduino, etc.

Els comentaris serien agraïts, ajudarien a millorar els passos i qualsevol problema que es pugui solucionar.

Tracey és una màquina de dibuixar pantàgraf basat en servo.

Consta de dues parts principals:

• Taula de control
• Muntatge del mecanisme de dibuix.

Un cop calibrat correctament, Tracey pot produir dibuixos divertits i agradables, lleugerament inestables, però aquesta és la naturalesa de les parts utilitzades.

Hi ha diferents configuracions divertides en què es pot utilitzar Tracey, algunes es detallen a continuació:

• Dibuixos a ploma sobre paper. - Ens centrarem en aquest mode en aquest instructiu
• Dibuix làser sobre fusta / plàstic: mitjançant petits mòduls làser
• Dibuix de LED UV sobre brillantor en la pintura fosca.
• Dibuixant sobre un Doodle Magna.
• Escaneig d'objectes amb diversos sensors: sensor de calor infraroig, sensors de llum, etc.
• Moure objectes per a jocs: experimental

La junta de controladors:

El controlador es basa en l’ESP8266: microxip Wi-Fi de baix cost amb pila TCP / IP completa i microcontrolador

El tipus específic utilitzat per a aquest projecte és el WeMos D1 Mini, aquest tipus té un petit factor de forma agradable: es poden utilitzar altres tipus sempre que tinguin prou sortides de pin.

L’ús de l’ESP8266 significa que podem comunicar-nos amb la màquina mitjançant una interfície WiFi (Telnet) i una sèrie.

Tracey té un intèrpret Gcode i una interfície GRBL, de manera que, en el moment d’escriure, el següent programari funciona:

LaserGRBL: aquest és un gran programari de codi obert, Tracey treballa tant amb Telnet com amb Serial. -Tracey es fa passar per un gravador làser.

Cavallet: programa de talla basat en web, molt bonic. Estableix en x tallar, controlador x *: Tracey fa de tallador.

Universal Gcode Sender: remitent de codi obert basat en Java, GCode. *

També hi ha una aplicació per a Android anomenada Tracey App Beta, que envia dibuixos a través de WiFi, més endavant.

* També hi ha una propera placa Tracey-Link per enviar les dades de sèrie des de Cavallet i UGS a Tracey mitjançant telnet.

Si voleu escriure els vostres propis programes per a la interfície amb Tracey, això també és molt fàcil, tot sobre la interfície és molt obert i s'explicaran tots els detalls.

El conjunt del mecanisme de dibuix:

La màquina de dibuix físic consta de nombroses peces impreses en 3D i tres mini servos, junt amb uns coixinets de 3 mm i cargols M3.

S'utilitzen dos servos per dibuixar i un per a un mecanisme d'elevació.

Els servos de dibuix han de ser de bona qualitat, els servos d’elevació no; la seva resolució i precisió no són importants i ha de fer molta feina.

Hem treballat molt per mantenir les parts i el muntatge impresos en 3D de la manera més senzilla possible i haurien de ser fàcils d'imprimir en qualsevol impressora 3D estàndard.

Agraïments:

Barton Dring: aquest noi és una mica bèstia a l’hora de dibuixar màquines i controladors.

La seva entrada al bloc al seu clon de Line-us va ser on em van introduir la idea i va ser extremadament útil.

www.buildlog.net/blog/2017/02/a-line-us-clo…

I, per descomptat, on va començar tot: el gran Line-us

És una màquina d’aspecte fantàstic, molt ben dissenyada i sembla que hi ha una gran comunitat per allà.

www.line-us.com/

Subministraments

ESP8266

Condensadors: 1 X 470uf, 1 X 0,1uf

Resistència: 1X 100 Ohm

Polsador

1 LED LED

3 cargols M3 de 3 x 3 mm - 8 mm de llarg. 2 cargols M3 de 3 x 3 mm - 20 mm de llarg

Servomotor 2 X 9G MG90S

1 X Servomotor SG90 Micro 9G

Rodaments de 3 mm x 10 mm x 4 mm X 3

Tracey - Parts 3D

Pas 1: el circuit de la placa del controlador

El primer pas hauria de ser construir la placa del controlador i verificar que tot funcioni.

Per a proves molt bàsiques, només podeu penjar el codi a una placa ESP8266 "en brut".

El circuit anterior és Tracey en la seva configuració més senzilla.

Nota: el terminal de cargol de 5V és si decidiu alimentar la placa mitjançant un subministrament extern, si decidiu alimentar la placa mitjançant un banc d’alimentació USB, es pot deixar de banda el terminal de cargol. Més informació sobre això més endavant.

Pas 2: Circuit de taulers de pa

El circuit Breadboard amb servos, el connector d'alimentació és opcional.

Una nota important sobre l’alimentació de Tracey és que amb els servos connectats és possible alimentar el dispositiu amb un banc d’alimentació USB, ja que normalment poden subministrar aproximadament 1 Amp a uns 5V.

Intentar alimentar Tracey des d’un port USB 1.0 o USB 2.0 no funcionarà de manera fiable o no funcionarà i fins i tot podria causar danys al port USB, tot i que la majoria dels ports tenen una protecció excessiva.

L'alimentació des d'un concentrador USB dedicat que pugui subministrar 1 amperi per port hauria de funcionar correctament.

L’alimentació des d’un port USB 3.0 sembla funcionar correctament.

Pas 3: elaboració del vostre propi tauler

Un circuit de taules de pa està bé per provar i assegurar-se que tot funciona, però necessitareu alguna cosa més resistent per a un ús seriós.

Fer el vostre propi tauler és prou senzill si teniu experiència en soldar, ja que el circuit és molt senzill.

A sobre de les fotos hi ha alguns prototips antics que vaig fer -totalment- sobre taulers, ja que podeu veure que no hi ha gaire.

També es mostra un PCB que havia fabricat, si hi ha prou interès, els podria distribuir.

Pas 4: el codi de la placa del controlador

Nota: Se suposa que teniu instal·lat el controlador USB correcte al vostre PC per a la vostra placa ESP8266.

Si teniu experiència amb l’IDE Arduino i heu carregat codi a la vostra placa ESP8266 abans, tot hauria d’anar bé.

El codi es presenta en forma de fitxer bin que es carrega al tauler mitjançant l’esptool, el procés que s’utilitza per carregar fitxers binaris compilats des de l’IDE Arduino.

S'inclou un programa només per a Windows -amb el codi font- anomenat TraceyUploader que fa que aquest procés sigui molt ràpid i senzill.

Per què no alliberem el codi font C? Bé, és possible que el publiquem en el futur, però en aquest moment és massa gran, complex i experimenta massa canvis, la càrrega del fitxer bin és un procés molt més senzill.

Utilitzeu els enllaços següents per descarregar el fitxer binari i l'eina de càrrega actualitzada de Github; trieu el botó "Clona o descarrega" per a tots dos.

El fitxer binari

Eina de càrrega de Tracey

Descarregueu-les i descomprimiu-les. Col·loqueu el fitxer Tracey.bin a la carpeta TraceyUploader.

Connecteu l’ESP8266 a l’ordinador i espereu fins que es connecti.

Executeu el TraceyUploader.exe, els camins d'accés al fitxer bin i l'esptool haurien de ser correctes.

Trieu el port COM al qual està connectat el vostre ESP8266 i feu clic al botó "Construeix un fitxer de la safata d'ordres", hauríeu d'obtenir alguna cosa així:

"C: / temp / Tracey-Uploader --- Stand-Alone-master / TraceyUploader / esptool.exe" -vv -cd nodemcu -cb 115200 -cp COM10 -ca 0x00000 -cf "C: / temp / Tracey-Uploader- --Stand-Alone-master / TraceyUploader / Tracey.bin"

al quadre de text.

Feu clic al botó "Enviar al dispositiu". S'obrirà una finestra d'ordres i podreu veure el fitxer de la safata que es carrega a l'ESP8266.

Nota: quan pengeu codi mitjançant un port USB 1.0 o USB 2.0, els servos s'han de desconnectar.

L’ús d’un concentrador USB o USB 3.0 sembla funcionar bé.

Pas 5: provar la placa de control - 1

Ara que el fitxer Tracey.bin s'ha carregat al tauler: el LED hauria de començar a parpellejar al cap d'uns 15-20 segons, el LED que parpelleja lent significa que Tracey està en mode d'inactivitat i a punt per a l'entrada.

Nota: ara podeu passar al pas Connexió a WiFi si no voleu connectar-vos mitjançant el port sèrie, però el port sèrie és ideal per proporcionar informació i és especialment útil si teniu algun problema.

Podeu connectar-vos a Tracey immediatament mitjançant un programa de terminal sèrie com Tera Term:

Terme Tera

Instal·leu i seleccioneu Sèrie i trieu el vostre port; ho heu de saber des de l'últim pas.

Aneu a la configuració en sèrie i trieu una velocitat de transmissió de 115200.

És possible que hàgiu de restablir el tauler després de l'anterior.

Si tot ha anat bé, hauríeu de veure la pantalla al següent pas:

Pas 6: provar la placa de controlador - 2

A la part superior es mostra la sortida sèrie de Tracey en una primera vegada.

Notareu dues coses; adverteix que no s'ha realitzat cap calibratge i que no s'ha pogut connectar a Wifi; abordarem aquestes dues coses en els propers passos.

Podeu escriure "%" per entrar als menús d'ajuda i configuració de Tracey si ho desitgeu, hi ha molta informació i s'expliquen tots els paràmetres.

És important tenir en compte que Tracey funciona "a cegues" o "de bucle obert" perquè no rep cap aportació del món real sobre les seves tasques de dibuix, només mou els braços de dibuix on se li diu i fa això enviant entrades al seu tres servos.

Perquè si això, sense cap muntatge de dibuix connectat, Tracey encara pot rebre dibuixos dels diferents programes enumerats anteriorment, això pot ser útil per a proves bàsiques.

Les persones amb un oscil·loscopi i l’interès podrien controlar els servo pins mentre s’envia un dibuix per veure els senyals PWM canviants.

Pas 7: prova de la placa de control: connexió a WiFI

Nota: Si no teniu previst utilitzar WiFi, es pot desactivar al menú d'ajuda i configuració mitjançant el programa de terminal del pas anterior. D’aquesta manera es reduiran els temps d’arrencada.

Tracey utilitza WiFiManager, una biblioteca que configura l’ESP en mode estació i permet introduir les credencials WiFi en una senzilla interfície web.

Per obtenir Tracey en aquest mode, heu de prémer el botó (terra D5) durant més de dos segons; el LED hauria de parpellejar dues vegades seguit.

Hauríeu de veure un punt d'accés anomenat: "Tracey WiFi Config" a la llista de dispositius WiFi.

Connecteu-vos al punt d'accés i obriu un navegador amb URL: 192.168.4.1

Introduïu les vostres credencials WiFI mitjançant la interfície web.

Un cop fet això, heu de reiniciar / reiniciar la placa del controlador, ara hauríeu de veure que Tracey s'ha connectat a WiFi al terminal i que la llum blava de l'ESP8266 hauria de romandre encesa.

Nota: un telèfon o una tauleta és bo per fer-ho, hem trobat que el navegador Firefox és el més fiable.

Pas 8: prova de la placa de control: prova de WiFi amb l'aplicació

Ara WiFI està configurat i Tracey està connectat, permet fer algunes proves.

Començarem per la forma més senzilla i senzilla mitjançant l’aplicació.

Actualment, l'aplicació només és per a dispositius Android, ho sento, gent d'Apple, es pot instal·lar aquí:

Aplicació beta de Tracey

Com diu el títol, és en versió beta, així que encara queda feina per fer, però funciona força bé i és molt útil.

Inicieu l'aplicació i, si tot funciona, hauria de mostrar els Serveis trobats: 1 a la part superior esquerra de la pantalla.

Premeu el botó de connexió de la part inferior dreta i hauríeu d'obtenir un menú amb el vostre dispositiu Tracey i la seva IP, seleccioneu-lo

-el nom del vostre dispositiu es pot canviar al menú de configuració, útil si teniu més d'un dispositiu Tracey-.

Ara hauríeu de tenir informació de connexió a la part superior esquerra.

Feu clic al botó Dibuixa i trieu Pantalla a Tracey, el dibuix que apareixerà a la pantalla s'enviarà a la vostra placa Tracey; el LED hauria de parpellejar mentre rep els diferents codis de dibuix.

Hi ha molt més a dir sobre l’aplicació, però això n’hi ha prou per fer proves.

Pas 9: prova de la placa de control: prova de WiFi amb massilla

Per provar la connexió WiFi mitjançant un client telnet, podeu utilitzar Putty.

Descarregueu aquí:

Massilla

Per connectar-vos a Putty, haureu de conèixer l'adreça IP de la placa del controlador Tracey; a continuació, es mostren algunes maneres de trobar-la:

• Utilitzeu l'aplicació Tracey al pas anterior.
• Obriu un indicador d'ordres en un PC amb Windows que es troba a la mateixa xarxa WiFi que Tracey i escriviu "ping Tracey.local" -Nota: si heu canviat el nom de la placa del controlador Tracey, haureu d'utilitzar aquest nom en lloc de Tracey.
• Veure la sortida del terminal sèrie en arrencar
• Descobriment del servei mDNS: detalls sobre això més endavant.

Quan tingueu l'adreça IP, trieu una connexió telnet per a la sessió i introduïu l'adreça IP.

Feu clic a Terminal i configureu l'eco local i l'edició de línia local a "Força".

Obriu la connexió i hauríeu de veure la pantalla de benvinguda.

Podeu prémer '%' per entrar al menú d'ajuda i configuració, aquí com passa amb la connexió sèrie; es poden canviar els paràmetres i es pot preestablir el calibratge.

Pas 10: LaserGRBL

No puc dir prou coses bones sobre aquest programa, el seu codi obert, té un munt de funcions i s'està desenvolupant activament.

LaserGRBL

Es connectarà a Tracey mitjançant sèrie o Telnet.

Pot convertir imatges a Gcode mitjançant diverses tècniques i es poden enviar directament a Tracey o desar-les i enviar-les mitjançant l'aplicació Tracey.

És una bona manera de començar i és molt recomanable.

Pas 11: ajuntar el conjunt de dibuix

Ara que el controlador està construït i provat, continuem construint la resta.

Com es va dir al principi, el conjunt de dibuix consisteix principalment en peces 3D junt amb coixinets de 3 X 3 mm i uns quants cargols M3.

Imprimiu totes les parts aquí:

Parts 3D

Nota: hi ha altres versions que proporcionen un rendiment de llapis lleugerament millor / més net.

Els dos passos següents són els més importants de la construcció.

Pas 12: Servo Arms i les Servo Horns

Nota: aquest pas s'aplicarà als dos braços servo.

Aquest és un dels passos d'importació més importants de la compilació.

Tireu la banya del servo tal com es mostra a les imatges, assegureu-vos que encaixi al braç del servo, potser haureu de llimar la banya del servo lleugerament.

Properament enganxareu aquesta part al braç.

És important assegurar-se que el braç de servo retallat estigui recte / nivelat -no necessàriament a ras- al braç, si no, el conjunt del braç no estarà a la mateixa distància de la zona de dibuix per a tots els punts i això farà que el llapis no s’atraqui. determinades àrees i és un autèntic mal de cap.

Tant de bo ho hagi explicat prou bé perquè entengueu, bàsicament, quan inseriu el servo al braç, hauria d’estar al nivell -perpendicular- del servo en totes les posicions.

Col·loqueu una mica de superglue al voltant del forat del braç del servo i introduïu la banya del servo.

Un truc per assegurar-se que està a nivell és introduir ràpidament el servo després d’enganxar-lo i ajustar-lo si cal.

Pas 13: Fixació del braç de servo al servo i primera calibració

Nota: aquest pas s'aplicarà als dos braços servo, aquest pas és per al braç servo superior. - el braç llarg

Aquest és un altre pas molt important i implicarà el primer procés de calibratge.

Un bon calibratge és clau per obtenir bons dibuixos, hi ha dos passos de calibratge: primer calibratge i, posteriorment, calibratge de precisió.

Podeu fer aquest pas prèviament amb una connexió de port sèrie (Tera Term) o una connexió telnet (Putty).

Obriu una connexió de terminal a Tracey.

Premeu '%' per introduir ajuda i configuració

Premeu '4' per obtenir servos

premeu '3' per al calibratge del servo superior

"a" i; "d" s'utilitzen per moure el servo, utilitzeu "a" per arribar al nombre més baix on el servo encara es mou.

Introduïu el braç del servo i aconseguiu-lo el més a prop possible a 45 graus del cos -vegeu la imatge superior.

Les dents del servo i de la banya del servo significaran que no podreu aconseguir exactament a 45 graus: utilitzeu "a" i "d" per ajustar-lo fins que estigui exactament a l'angle correcte: un quadrat de 45 graus us ajudarà aquí molt.

Nota: el servo mínim a 45 graus exactes és molt important i és una mica complicat, mantingueu-vos fins que estigueu contents que sigui l’angle correcte.

Premeu 'o' per registrar el valor.

Ara premeu 'd' fins que el servo assoleixi el màxim i deixi de moure's, idealment estaria a 180 graus del mínim, però no us preocupeu si no és així, premeu 'o' per gravar.

Ara hauríeu de veure una sèrie de valors de calibratge i un mínim i un màxim; premeu "y" per desar.

Ara el servo està calibrat amb el braç del servo, introduïu el cargol de bloqueig.

Ben fet, probablement sigui el pas més difícil. repetiu els passos del braç inferior-petit-servo.

Nota: sembla que hi ha un error, en què després de cada pas de calibratge els servos no es mouran durant uns 40 segons quan aneu al següent calibratge - potser haureu de restablir el controlador per a cada calibratge - aquest error apareix a la llista i s’abordarà aviat.

Actualització: això s'ha millorat a V1.05, pensava que havia desaparegut, però en una prova va tornar a aparèixer. Els comentaris de les persones que experimentin aquest error serien benvinguts, és un error molt estrany.

Pas 14: fixació de la lleva al servo i la calibració d'elevació

Aquesta vegada, cal eliminar totes les peces de la banya del servo, excepte del cilindre; això es simplificarà en el futur.

Retalleu tot el que pugueu i arxiveu els bits en brut, - vegeu la imatge superior.

Enganxeu el cilindre a la lleva; aquest pas no requereix que tingueu cura d'anivellar com en els passos anteriors.

El calibratge al pas també és molt més fàcil:

Accediu al calibratge del servo elevador en un terminal; hauríeu de poder fer-ho des dels passos anteriors.

Premeu 'a' per arribar a un valor baix on el servo encara es mou.

Connecteu la servo lleva al servo de manera que el nas de la lleva estigui apuntant directament des de la servo.

Premeu 'o' per gravar la posició.

Premeu "d" fins que el nas de la lleva sigui de 90 graus o més respecte al cos del servo.

Premeu 'o' i 'y' per desar.

Això és tot per al servo ascensor, espero que hagi anat bé, aquest pas és molt perdonador.

Pas 15: fixació dels servos al cos + base

A la imatge superior, ha de quedar clar on estan connectats els servos.

Els cargols de rosca ampla que vénen amb els servos s’han de cargolar al forat abans de la mà per crear fils, de vegades força durs.

Connecteu els servos al cos.

Connecteu la base al cos mitjançant un pern M3 igual o superior a 20 mm

Un truc aquí és primer cargolar el cargol al cos i, a continuació, cargolar-lo fins que comenci a relliscar, ja ho sé una mica desagradable, cosa que farà que el cos es mogui més fàcilment al cargol.

Un cop el cos i la base estiguin connectats, continueu treballant-los tots dos, el cos hauria de baixar fàcilment i estar ferm en la seva posició asseguda.

Nota: per a això, la servocàmera d'elevació ha d'estar a 90 graus o més del servo. - el nas ha d’estar cap a fora o per sobre cap a fora.

Pas 16: Calibratge de precisió

Aquest és el segon i últim calibratge, només per als servos superior i inferior.

És molt important i us ajudarà amb els millors dibuixos dels vostres servos.

Utilitzeu un terminal per accedir al menú d’ajuda i configuració.

Premeu "4" per entrar al menú de servidors.

Premeu "5" per introduir el calibratge de precisió.

Les tecles que s’utilitzen aquí són a / d per moure el braç petit i j / l per moure el braç llarg.

Mou amb cura el braç petit fins que quedi exactament a 90 graus d’esquerra del cos i el braç llarg apunti cap amunt.

Premeu 'o' per registrar el valor.

Utilitzeu les mateixes tecles, però aquesta vegada el braç llarg hauria d’estar a 90 graus del cos i el braç curt hauria d’estar dret cap amunt.

Premeu "o" per registrar el valor i trieu "y" per desar.

Pas 17: Pen i braç d'enllaç

Ara que s'ha preparat tot el calibratge, és hora d'afegir el llapis i els braços d'enllaç.

Una nota sobre els coixinets de 3 mm: no hauríeu d’anar massa barats, ja que els realment barats tindran massa pendent / joc.

Dos dels coixinets s’han d’inserir al braç d’enllaç empenyent-los cap a dins, perquè s’adaptin perfectament.

S’ha d’inserir un al braç servo llarg.

3 cargols M3 de 3 x 3 mm - 8 mm de llarg.

1 cargol M3 de 3 mm - 20 mm de llargada - per bloquejar la ploma

Muntatge tal com es mostra a les imatges.

Un cop muntats completament, envieu uns quants dibuixos sense fixar el bolígraf per assegurar-vos que tot funcioni com hauria de ser.

Nota: si el coixinet està massa fluix als braços, podeu provar una mica de cola per assegurar-los millor. No obtingueu cola en el funcionament intern dels coixinets.

Pas 18: Configuració de l'alçada del llapis

Podeu canviar el bolígraf cap amunt i cap avall prement el botó durant menys de 2 segons.

És important aconseguir el bolígraf a una bona alçada perquè no arrossegueu massa i no massa alt que no dibuixi.

La construcció del cos pivotant ajuda aquí perquè si la ploma és una mica massa baixa, el cos pivotarà i no posarà massa pressió als braços.

Pas 19: Assegurar Tracey en dibuixar

Actualment, una bona manera d’assegurar Tracey quan dibuixa és amb dues petites peces de taca blava.

D’aquesta manera, es pot substituir fàcilment el paper.

Veure la imatge superior.

Pas 20: vídeos

Alguns vídeos de Tracey dibuixant en diferents modes.

Pas 21: Galeria

Alguns dibuixos: qualsevol cosa sobre fusta es realitza mitjançant un làser.

Pas 22: Llista de codis G compatibles

G0 X50.5 Y14.7 Z0: moveu-vos a la posició 50.5, 14.7 no en línia recta amb el bolígraf cap amunt.

G1 X55.4 Y17.7 Z-0.5: moveu-vos a la posició 55.4, 17.7 en línia recta amb el bolígraf cap avall.

G4 P2000 - Dwell: l'exemple espera 2000 mil·lisegons

G20: defineix les unitats a polzades

G21: defineix les unitats a mil·límetres; aquest és el valor per defecte

G28: passa a la posició inicial (0, 0)

M3: ploma avall, quan s'activi el làser sense aixecament, es posarà D8 a alt

M4 - Ploma avall, quan el làser sense aixecament estigui activat, això posarà D8 a alt

M5 - Pen Up, quan s'activa el làser sense elevació, es posarà D8 a mínim

M105 - Informeu de la tensió de la bateria

M117 P10: estableix punts d'interpolació per al dibuix lineal, 0 és automàtic, juga amb això al teu perill.

M121 P10 - Estableix la velocitat de dibuix, 12 és per defecte, 0 és el més ràpid possible, també es pot configurar al menú Tracey. -el valor no es desarà.

M122 P10 - Estableix la velocitat de moviment, 7 és el valor per defecte, 0 és el més ràpid possible, també es pot configurar al menú Tracey. -el valor no es desarà.

M142: commuta el làser sense elevació, quan està activat, el cos no preformarà un elevador de llapis, sinó que activarà / desactivarà D8. L'estat no es guardarà quan es reiniciï, per desar aquest estat, configureu-lo al menú de configuració de Gcode.