Tracey - Ritmaskin: 22 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Denna instruerbara är ett pågående arbete - vi kommer att arbeta hårt för att göra det till ett enklare projekt, men de första utkasten kommer att kräva tillverkarens erfarenhet, 3D -utskrift, montering av delar, elektronisk lödning av delar, erfarenhet av Arduino IDE etc.

Feedback uppskattas mycket, hjälper till att förbättra stegen och eventuella problem som kan åtgärdas.

Tracey är en servobaserad panto-graf ritmaskin.

Den består av två huvuddelar:

• Styrkort
• Ritmekanism.

När den väl är kalibrerad kan Tracey producera fina roliga teckningar, något skakiga men det är karaktären hos de delar som används.

Det finns olika roliga konfigurationer som Tracey kan användas i, några listas nedan:

• Penna på papper ritningar. - vi kommer att fokusera på detta läge i denna instruerbara
• Laserteckning på trä / plast - med små lasermoduler
• UV LED -ritning på glöd i mörk färg.
• Rita på en Magna Doodle.
• Objektskanning med olika sensorer -infraröd värmesensor, ljussensorer etc.
• Rörliga objekt för spel - experimentellt

Kontrollstyrelsen:

Kontrollenheten är baserad på ESP8266: billigt Wi-Fi-mikrochip med full TCP/IP-stack och mikrokontroller

Den specifika typen som används för detta projekt är WeMos D1 Mini, den här typen har en fin liten formfaktor - andra typer kan användas om de har tillräckligt med pin -outs.

Med hjälp av ESP8266 kan vi kommunicera med maskinen med hjälp av både ett WiFi (Telnet) och ett seriellt gränssnitt.

Tracey har en Gcode -tolk och ett GRBL -gränssnitt så - i skrivande stund - nedanstående programvara fungerar:

LaserGRBL - det här är en fantastisk öppen källkodsprogramvara, Tracey fungerar med både Telnet och Serial. -Tracey låtsas vara en lasergraver.

Easel - webbaserat carving -program, mycket trevligt. Ställ in på x carve, x controller * -Tracey låtsas vara en carver.

Universal Gcode Sender - Java -baserad GCode -avsändare med öppen källkod. *

Det finns också en Android -app som heter Tracey App Beta, den skickar ritningar via WiFi -mer om detta senare.

*Det finns också ett kommande Tracey-Link-kort för att skicka seriedata från Easel och UGS till Tracey via telnet.

Om du vill skriva dina egna program för att ansluta till Tracey, är det också väldigt enkelt, allt om gränssnittet är mycket öppet och alla detaljer kommer att förklaras.

Ritmekanismen:

Den fysiska ritmaskinen består av antal 3D -tryckta delar och tre miniservos tillsammans med några 3 mm lager och M3 -skruvar.

Två servon används för att rita och en används för en lyftmekanism.

Ritningsservon ska vara av god kvalitet, hisservon ska inte - dess upplösning och noggrannhet är inte viktigt och det måste göra mycket arbete.

Vi har lagt ner mycket arbete på att hålla 3D -tryckta delar och montering så enkla som möjligt och de ska vara lätta att skriva ut på alla vanliga 3D -skrivare.

Erkännanden:

Barton Dring - den här killen är lite av ett odjur när det gäller ritmaskiner och kontroller.

Hans blogginlägg på hans Line-us-klon var där jag introducerades för idén och det var oerhört hjälpsamt.

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

Och naturligtvis, där allt började: den stora Line-us

Det är en snygg maskin, mycket väl utformad och det verkar finnas en stor gemenskap där borta.

www.line-us.com/

Tillbehör

ESP8266

Kondensatorer: 1 X 470uf, 1 X 0.1uf

Motstånd: 1X 100 Ohm

Tryckknapp

1 X LED

3 X 3 mm M3 bultar - 8 mm långa. 2 X 3 mm M3 bultar - 20 mm långa

2 X 9G Servomotor MG90S

1 X SG90 Micro Servomotor 9G

3 mm x 10 mm x 4 mm lager X 3

Tracey - 3D -delar

Steg 1: Styrkortets krets

Det första steget bör vara att bygga styrkortet och verifiera att allt fungerar.

För mycket grundläggande testning kan du bara ladda upp koden till ett "rått" ESP8266 -kort.

Kretsen ovan är Tracey i sin enklaste konfiguration.

Obs: 5V -skruvterminalen är om du bestämmer dig för att driva kortet från en extern strömförsörjning, om du bestämmer dig för att driva kortet via en USB -powerbank kan skruvterminalen utelämnas - mer om detta senare.

Steg 2: Breadboard Circuit

Brödbrädeskretsen med servon, strömkontakten är valfri.

En viktig anmärkning om att driva Tracey är att med anslutna servon är det möjligt att driva enheten med en USB -powerbank, eftersom de vanligtvis kan leverera cirka 1 Amp vid cirka 5V.

Att försöka driva Tracey från en USB 1.0- eller USB 2.0 -port fungerar inte tillförlitligt eller inte alls och kan till och med skada USB -porten -även om de flesta portar har överströmskydd.

Strömförsörjning från en dedikerad USB -hubb som kan leverera 1 Amp per port bör fungera OK.

Strömförsörjning från en USB 3.0 -port verkar fungera OK.

Steg 3: Gör din egen styrelse

En brödbräda är bra för att testa och se till att allt fungerar men du behöver något mer robust för seriös användning.

Att göra din egen bräda är rätt framåt om du har lite lödningserfarenhet, eftersom kretsen är väldigt enkel.

Ovanför bilderna finns några gamla prototypbrädor som jag gjorde -runt-på strip-board, som du kan se är det inte så mycket.

Det visas också ett kretskort som jag hade tillverkat. Om det finns tillräckligt med intresse kan jag distribuera dessa.

Steg 4: Styrkortskoden

Obs! Det antas att du har rätt USB -drivrutin installerad på din dator för ditt ESP8266 -kort.

Om du har erfarenhet av Arduino IDE och har laddat upp koden till ditt ESP8266 -kort tidigare borde allt vara bra.

Koden kommer i form av en bin -fil som laddas upp till kortet med esptool - processen som används för att ladda upp kompilerade binära filer från Arduino IDE.

Ett endast Windows -program ingår - med källa - kallat TraceyUploader som gör denna process väldigt snabb och enkel.

Varför släpper vi inte C -källkoden? Tja, vi kan släppa det i framtiden men för närvarande är det för stort, komplext och går igenom för många förändringar, bin -filöverföringen är en mycket enklare process.

Använd länkarna nedan för att ladda ner den binära filen och uppladdningsverktyget från Github - välj "Klon eller ladda ner" -knappen för båda.

Den binära filen

Tracey uppladdningsverktyg

Ladda ner båda och packa upp. Placera filen Tracey.bin i mappen TraceyUploader.

Anslut din ESP8266 till datorn och vänta tills den ansluts.

Kör TraceyUploader.exe, sökvägarna till bin -filen och esptool ska vara korrekta.

Välj COM -porten som din ESP8266 är ansluten till och klicka på "Build Bin File Command" -knappen, du bör få något liknande:

"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"

i textrutan.

Klicka på knappen "Skicka till enhet", ett kommandofönster ska öppnas och du kan se bin -filen laddas upp till ESP8266.

Obs! När du laddar upp kod med en USB 1.0- eller USB 2.0 -port måste servon kopplas bort!

Att använda en driven USB -hubb eller USB 3.0 verkar fungera OK.

Steg 5: Testa styrkortet - 1

Nu när filen Tracey.bin har laddats upp till ditt kort - lysdioden ska börja blinka efter cirka 15-20 sekunder, betyder den långsamt blinkande lysdioden att Tracey är i viloläge och redo för inmatning.

Obs: du kan hoppa till steget Ansluta till WiFi nu om du inte vill ansluta med serieporten men seriell port är bra för att ge information och särskilt användbar om du har problem.

Du kan ansluta upp till Tracey direkt med hjälp av ett seriellt terminalprogram som Tera Term:

Tera Term

Installera och välj Serial och välj din port -du borde veta detta från det sista steget.

Navigera till serieinstallation och välj en 115200 baudhastighet.

Du kan behöva återställa ditt kort efter ovanstående.

Om allt har gått bra bör du se skärmen i nästa steg:

Steg 6: Testa styrkortet - 2

Ovan är serieutmatningen från Tracey vid en första körning.

Du kommer att märka två saker; det varnar för att ingen kalibrering har förformats och att den inte lyckats ansluta till Wifi, vi kommer att ta itu med båda dessa saker i de kommande stegen.

Du kan skriva ett "%" för att öppna Traceys hjälp- och konfigurationsmenyer om du vill, det finns mycket information där och alla inställningar förklaras.

Det är viktigt att notera att Tracey kör "blind" eller "open-loop" i och med att den inte får några inmatningar från den verkliga världen om sina rituppgifter, den flyttar bara sina dragarmar dit den berättas och det gör detta köp och skickar ingångar till sin tre servon.

För om detta, utan någon ritningsenhet ansluten Tracey fortfarande kan ta emot ritningar från de olika programmen ovan - kan detta vara användbart för grundläggande tester.

De med ett oscilloskop och intresset kan övervaka servostiften medan en ritning skickas för att se de förändrade PWM -signalerna.

Steg 7: Testa styrkortet - Ansluta till WiFI

Obs! Om du inte planerar att använda WiFi kan den inaktiveras i hjälp- och konfigurationsmenyn med hjälp av terminalprogrammet i föregående steg. Detta kommer att minska uppstartstiderna.

Tracey använder WiFiManager, ett bibliotek som ställer in ESP i stationsläge och låter WiFi -uppgifter registreras i ett enkelt webbgränssnitt.

För att få Tracey i det här läget måste du trycka på knappen (mark D5) i mer än två sekunder, lysdioden ska blinka två gånger i snabb följd.

Du bör se en åtkomstpunkt som heter: "Tracey WiFi Config" i listan över WiFi -enheter.

Anslut till åtkomstpunkten och öppna en webbläsare med URL: 192.168.4.1

Ange dina WiFI -referenser med webbgränssnittet.

När detta är gjort bör du starta om/återställa styrkortet, du ska nu se att Tracey har anslutit till WiFi i terminalen och det blå ljuset i ESP8266 ska förbli tänt.

Obs: En telefon eller surfplatta är bra för detta, vi har funnit att Firefox -webbläsaren är den mest pålitliga.

Steg 8: Testa styrkortet - Testa WiFi med appen

Nu har WiFI konfigurerats och Tracey är ansluten, vi kan testa.

Vi börjar med det mest raka och enklaste sättet med appen.

Appen är bara för Android -enheter för tillfället -ledsen Apple -människor, den kan installeras här:

Tracey App Beta

Som titeln säger är det i Beta så det finns fortfarande arbete kvar, men det fungerar ganska bra och är mycket användbart.

Starta appen och om allt fungerar bör det visa Tjänster som hittats: 1 längst upp till vänster på skärmen.

Tryck på anslutningsknappen längst ned till höger så ska du få en meny med din Tracey -enhet och dess IP, välj den

-enhetens namn kan ändras i konfigurationsmenyn, användbart om du har fler än den ena Tracey-enheten.

Du bör nu ha anslutningsinformation längst upp till vänster.

Tryck på Draw -knappen och välj Screen to Tracey, ritningen på skärmen kommer nu att skickas till ditt Tracey -bord, lysdioden ska blinka när den tar emot de olika dragkoderna.

Det finns mycket mer att säga om appen men det räcker för teständamål.

Steg 9: Testa styrkortet - Testa WiFi med kitt

För att testa WiFi -anslutningen med en telnet -klient kan du använda Putty.

Ladda ner här:

Spackel

För att ansluta till Putty måste du känna till IP -adressen för ditt Tracey -styrkort, nedan följer några sätt att hitta det:

• Använd Tracey -appen i föregående steg.
• Öppna en kommandotolk på en Windows -dator som är i samma WiFi -nätverk som Tracey och skriv "ping Tracey.local" -OBS! Om du ändrar namnet på ditt Tracey -styrkort måste du använda det namnet istället för Tracey.
• Se utgången från den seriella terminalen vid uppstart
• mDNS service discovery - detaljer om detta senare.

När du har IP -adressen väljer du en telnet -anslutning för sessionen och anger IP -adressen.

Klicka på terminalen och ställ in lokal eko och lokal radredigering till 'Tvinga av'

Öppna anslutningen och du bör se välkomstskärmen.

Du kan trycka på '%' för att öppna hjälp- och konfigurationsmenyn, här som med den seriella anslutningen; inställningar kan ändras och kalibrering förformas.

Steg 10: LaserGRBL

Jag kan inte säga tillräckligt bra saker om det här programmet, dess öppna källkod, har massor av funktioner och utvecklas aktivt.

LaserGRBL

Den kommer att ansluta till Tracey med seriell eller Telnet.

Det kan konvertera bilder till Gcode med en mängd olika tekniker, och de kan skickas direkt till Tracey eller sparas och skickas med Tracey -appen.

Det är ett bra sätt att komma igång och rekommenderas starkt.

Steg 11: Sätta ihop ritningsenheten

Nu när styrenheten är byggd och testad, låt oss fortsätta med att bygga resten!

Som nämnts i början består ritningsenheten mestadels av 3D -delar tillsammans med 3 X 3 mm lager och några M3 -skruvar.

Skriv ut alla delar här:

3D -delar

Obs: det finns andra byggnader som ger något bättre / renare penna -prestanda, den här valdes eftersom den är enkel att skriva ut och bygga.

De två nästa stegen är det viktigaste av bygget.

Steg 12: Servovapen och servohornen

Obs! Detta steg gäller för båda servoarmarna.

Detta är ett av de mest importerade stegen i bygget.

Klipp servohornet som visas på bilderna, se till att det passar i servoarmen, du kan behöva fila servohornet något.

Du kommer att superlimma denna del i armen inom kort.

Det är viktigt att se till att den snipade servoarmen är rak / plan - inte nödvändigtvis infälld - i armen, om inte armenheten inte kommer att vara samma avstånd från ritområdet för alla punkter och detta kommer att få pennan att inte dra in vissa områden och är en riktig huvudvärk.

Förhoppningsvis har jag förklarat det tillräckligt bra för att du ska förstå, i princip när du sätter in servon i armen ska den vara i nivå -vinkelrätt- mot servon i alla lägen.

Lägg en liten bit lim runt hålet på servoarmen och sätt in servohornet.

Ett knep för att se till att det är jämnt är att snabbt sätta in servon efter limning och justera vid behov.

Steg 13: Fäst servoarmen på servon och första kalibreringen

Obs! Detta steg gäller för båda servoarmarna, detta steg gäller den övre servoarmen. - den långa armen

Detta är ett annat mycket viktigt steg och kommer att innebära den första kalibreringsprocessen.

Bra kalibrering är nyckeln till bra ritningar, det finns två kalibreringssteg -första kalibrering och senare, precisionskalibrering.

Du kan förutforma detta steg med en seriell portanslutning (Tera Term) eller en telnetanslutning (Putty).

Öppna en terminalanslutning till Tracey.

Tryck på '%' för att öppna hjälpen och konfigurera

Tryck på '4' för servon

tryck på '3' för toppservokalibrering

'a' och; 'd' används för att flytta servon, använd 'a' för att komma till det lägsta talet där servon fortfarande rör sig.

Sätt i servoarmen och få den så nära 45 grader från kroppen som möjligt -se bilden ovan.

Tänderna på servon och servohornet betyder att du kanske inte kan få den i exakt 45 grader - använd 'a' och 'd' för att justera den tills den är exakt i rätt vinkel - en fyrkantig 45 grader hjälper mycket här.

Obs: Servominimumet på exakt 45 grader är väldigt viktigt och lite knepigt, håll det tills du är glad att det är rätt vinkel.

Tryck på 'o' för att spela in värdet.

Tryck nu på 'd' tills servon når sitt maximalt och slutar röra sig, helst skulle detta vara 180 grader från minimum men oroa dig inte om det inte är det, tryck på 'o' för att spela in.

Du bör nu se en rad kalibreringsvärden och ett minimum och maximalt, tryck på 'y' för att spara.

Servon är nu kalibrerad med servoarmen, sätt in låsskruven.

Bra gjort, det här är nog det svåraste steget. upprepa stegen för den nedre -små servo -armen.

Obs: det verkar finnas en bugg, där servon efter varje kalibreringssteg inte kommer att röra sig på cirka 40 sekunder när du går till nästa kalibrering - du kan behöva återställa kontrollen för varje kalibrering - detta fel finns på en lista och kommer att behandlas snart.

Uppdatering: Detta har förbättrats i V1.05, jag trodde att det var borta men på ett test dök det upp igen. Återkoppling från människor som upplever denna bugg vore välkommen, det är en mycket konstig bugg.

Steg 14: Fäst kameran i lyftservon och kalibrering

Den här gången måste alla delar tas bort från servohornet utom cylindern - detta kommer att förenklas i framtiden.

Klipp av så mycket du kan och fila bort de grova bitarna, - se bilden ovan.

Limma cylindern i kammen - detta steg kräver inte att du är försiktig med utjämning som i föregående steg.

Kalibreringen i steget är också mycket lättare:

Gå till lyftservokalibreringen på en terminal -du borde kunna göra detta från tidigare steg.

Tryck på 'a' för att komma till ett lågt värde där servon fortfarande rör sig.

Fäst servokammen på servon så att kamnosan pekar rakt ut från servon -se fotot.

Tryck på 'o' för att spela in position.

Tryck på 'd' tills kamens näsa är 90 grader eller högre än servokroppen.

Tryck på 'o' och 'y' för att spara.

Det är det för hisservon, förhoppningsvis gick det bra, det här steget är mycket förlåtande.

Steg 15: Fäst servon på kroppen + basen

Av bilden ovan ska det vara tydligt var servon sitter.

De breda gängskruvarna som följer med servon bör skruvas i hålet före hand för att skapa trådar - lite hårt ibland.

Fäst servon på kroppen.

Fäst basen på kroppen med en M3 -bult lika med eller längre än 20 mm

Ett knep här är att först skruva in bulten i kroppen och sedan fortsätta att skruva tills den börjar glida - lite otäckt vet jag - detta kommer att få kroppen att röra sig lättare på bulten.

När kroppen och basen är anslutna, fortsätt arbeta dem båda, kroppen ska enkelt floppa ner och vara fast i sittande läge.

Obs! För detta bör lyftservokammen vara 90 grader eller högre än servon. - näsan ska vara vänd utåt eller uppåt.

Steg 16: Precisionskalibrering

Detta är den andra och sista kalibreringen, den är endast för de övre och nedre servona.

Det är mycket viktigt och hjälper dig med de bästa ritningarna från dina servon.

Använd en terminal för att öppna hjälp- och konfigurationsmenyn.

Tryck på '4' för att komma till servomenyn.

Tryck på '5' för att ange precisionskalibrering.

Nycklarna som används här är a/d för att flytta den lilla armen och j/l för att flytta den långa armen.

Flytta försiktigt den lilla armen tills den är exakt 90 grader kvar från kroppen och den långa armen pekar rakt upp.

Tryck på 'o' för att spela in värdet.

Använd samma tangenter men den här gången ska den långa armen vara 90 grader direkt från kroppen och den korta armen ska vara rakt upp.

Tryck på 'o' för att spela in värde och välj 'y' för att spara.

Steg 17: Penna och länkarm

Nu när all kalibrering har förformats är det dags att lägga till pennan och länkarmarna.

En anteckning om 3 mm-lagren- du ska inte gå för billigt på dessa eftersom de riktigt billiga kommer att ha för mycket slop / spel.

Två av lagren ska sättas in i länkarmen genom att trycka in dem, de ska passa tätt.

En bör sättas in i den långa servoarmen.

3 X 3 mm M3 bultar - 8 mm långa.

1 X 3 mm M3 bult - 20 mm lång - för låsning av pennan

Montera som visas på bilderna.

När du är färdigmonterad, skicka några ritningar utan att fästa pennan för att se till att allt fungerar som det ska.

Obs! Om lagret är för löst i armarna kan du prova lite lim för att säkra dem bättre - få inte lim på lagrenas inre funktioner.

Steg 18: Ställa in pennhöjden

Att växla pennan upp och ner kan göras genom att trycka på knappen i mindre än 2 sekunder.

Det är viktigt att få pennan på en bra höjd så att den inte drar för mycket och inte för högt som inte kommer att dra.

Den svängande kroppsbyggnaden hjälper här, för om pennan är lite för låg kommer kroppen att svänga och inte lägga för mycket belastning på armarna.

Steg 19: Säkra Tracey vid ritning

För närvarande är ett bra sätt att säkra Tracey vid ritning med två små bitar av blå klibb.

På så sätt kan papperet enkelt bytas ut.

Se bild ovan.

Steg 20: Videor

Några videor av Tracey ritning i olika lägen.

Steg 21: Galleri

Några ritningar - allt på trä görs med en laser.

Steg 22: Lista över G -koder som stöds

G0 X50.5 Y14.7 Z0 - flytta till position 50.5, 14.7 inte i en rak linje med pennan uppåt.

G1 X55.4 Y17.7 Z -0.5 - gå till position 55.4, 17.7 i en rak linje med pennan nedåt.

G4 P2000 - Dwell - exempel väntar på 2000 millisekunder

G20 - ställ in enheter till tum

G21 - ställ in enheter till millimeter - detta är standard

G28 - gå till utgångsläge (0, 0)

M3 - Penna ner, när 'laser no lift' är aktiverat kommer detta att sätta D8 till högt

M4 - Penna ner, när 'laser no lift' är aktiverat kommer detta att sätta D8 till högt

M5 - Penna upp, när 'laser no lift' är aktiverat kommer D8 att ställas in på låg

M105 - Rapportera batterispänning

M117 P10 - Ställ in interpoleringspunkter för linjär ritning, 0 är Auto, spela med detta på egen risk!

M121 P10 - Ställ in draghastighet, 12 är standard, 0 är snabbast möjligt, detta kan också ställas in i Tracey -menyn. -värdet sparas inte.

M122 P10 - Ställ in flytthastighet, 7 är standard, 0 är snabbast möjligt, detta kan också ställas in i Tracey -menyn. -värdet sparas inte.

M142 -toggle laser ingen lyft, när den är aktiverad kommer kroppen inte att förforma en pennlyft utan kommer att aktivera/inaktivera D8 istället. Läget sparas inte när det startas om, för att spara detta tillstånd ställer du in det i Gcode -konfigurationsmenyn.