基于使用Atmega328P和ULN2003步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器制造繪圖儀機(jī)器人

在該項(xiàng)目中，將制造帶有mXY板的XY繪圖儀機(jī)器人。借助該機(jī)器人，可以墻壁，面板或A4紙上繪制圖像，還可以打印圖片或打印文本。該機(jī)器是一種簡(jiǎn)單的設(shè)備，它可以使用普通的筆、電動(dòng)機(jī)和繩子來(lái)畫(huà)畫(huà)。

該開(kāi)發(fā)板使用Atmega328P和ULN2003步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器。所以可以使用單個(gè)板進(jìn)行該項(xiàng)目。5V 、1A適配器或移動(dòng)電源足以滿足該項(xiàng)目的功耗要求。當(dāng)兩個(gè)電動(dòng)機(jī)都運(yùn)行時(shí)，觀察到最大電流為0.4A。

所需組件：

1個(gè)帶Bootloader的ATmega328P-PU

2個(gè)ULN2003 DIP16

2個(gè)28YBJ-48 5V 5線步進(jìn)電機(jī)

1個(gè)CH340G SOP16

B型USB插座

DIP插座28/16引腳

12/16 MHz晶振

L7805 TO-220

10uF電容器

22pF / 0.1uF / 10nF陶瓷電容

LED

電阻10K / 1K

電源插座

2針端子塊

2個(gè)JST B5B-XH連接器

1個(gè)MG90S伺服電機(jī)

GT2皮帶輪16齒套裝

GT2橡膠腰帶（5M）

3合1跳線

連接圖：

（步進(jìn)電機(jī)和伺服器都需要一根5M的延長(zhǎng)電纜線）

機(jī)器尺寸圖：

（機(jī)器尺寸與表面尺寸不同）

機(jī)器寬度：這是鏈輪上兩個(gè)最接近點(diǎn)之間的距離（兩個(gè)皮帶輪之間），在機(jī)器寬度上調(diào)節(jié)兩個(gè)皮帶輪之間的尺寸。

機(jī)器高度：這是從鏈輪軸線到圖形（面板）區(qū)域底部的距離，調(diào)整機(jī)器高度（滑輪和面板末端之間的高度）。

吊船和托架：

可以在ZIP文件“ Gondola_Bracket_Models”中找到吊船和步進(jìn)電機(jī)安裝支架3D模型：

https://github.com/MertArduino/mXY-board-xy-plotter-drawing-machine

源代碼：

一、它在Arduino IDE v1.8.5 和 Processing v2.2.1中運(yùn)行良好

下載并安裝Arduino IDE v.1.8.5 https://www.arduino.cc/en/Main/OldSoftwareReleases#previous

下載并安裝Processing v2.2.1

https://processing.org/download/？processing

下載mXY-Plotter-Drawing-Machine

https://github.com/MertArduino/mXY-board-xy-plotter-drawing-machine/archive/master.zip

二、Arduino源代碼

轉(zhuǎn)到mXY-Plotter-Drawing-Machine arduino-source-code-libraries libraries文件夾。

將arduino-source-code-libraries libraries的內(nèi)容復(fù)制到C： Users  YourPCname Documents Arduino libraries文件夾中。

轉(zhuǎn)到mXY-Plotter-Drawing-Machine arduino-source-code-libraries文件夾。

復(fù)制polargraph_server_a1文件夾并將其粘貼到C： Users YourPCname Documents Arduino文件夾中。

“ polargraph_server_a1.ino”文件是ULN2003驅(qū)動(dòng)程序和28YBJ-48步進(jìn)電機(jī)的編輯副本。您可以在這里獲取原始版本 （https://github.com/euphy/polargraphcontroller/releases/tag/2017-11-01-20-30）

打開(kāi)Arduino IDE

轉(zhuǎn)到文件-》寫(xiě)生簿-》 polargraph_server_a1-》打開(kāi)polargraph_server_a1源代碼。

轉(zhuǎn)到工具-》主板-》 Arduino / Genuino Uno-》 選擇板

轉(zhuǎn)到工具-》端口-》 COMx-》 選擇端口

按工具欄中的“驗(yàn)證”按鈕以嘗試對(duì)其進(jìn)行編譯。

如果編譯成功，請(qǐng)按工具欄中的“上傳”按鈕以上傳它。

一旦這樣做，應(yīng)該確認(rèn)它是否正常工作-使用主板上的串行監(jiān)視器，將其設(shè)置為57600波特，以確保每?jī)擅腌姲l(fā)出一次“ READY”。

三、處理源代碼

轉(zhuǎn)到mXY-Plotter-Drawing-Machine processing-source Processing庫(kù)文件夾。

將Processing-source Processing庫(kù)的內(nèi)容復(fù)制到C： Users YourPCname Documents Processing libraries文件夾中。

復(fù)制polargraphcontroller文件夾并將其粘貼到C： Users YourPCname Documents Processing文件夾。

開(kāi)放處理

轉(zhuǎn)到文件-》寫(xiě)生簿-》 polargraphcontroller-》打開(kāi)polargraphcontroller應(yīng)用程序源代碼。

按工具欄中的“運(yùn)行”按鈕以運(yùn)行草圖。

使用步驟：

一、步進(jìn)電機(jī)規(guī)格設(shè)置

按工具欄中的“設(shè)置”按鈕。

將MM PER REV的值定義為64

將“每步驟的步進(jìn)數(shù)”的值定義為4076

將MOTOR MAX SPEED的值定義為1000

將“電機(jī)加速”的值定義為200

（有關(guān)28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)的更多信息在： https://lastminuteengineers.com/28byj48-stepper-motor-arduino-tutorial/）

二、調(diào)整繪制區(qū)域的大小（如果在A4紙上繪圖，請(qǐng)?jiān)O(shè)置A4尺寸）

先標(biāo)記原點(diǎn)：這是在中心線上標(biāo)記的魔術(shù)點(diǎn)，正好位于機(jī)器頂部邊緣下方120毫米（12厘米）處。

抓取“中心頁(yè)面”，然后將“頁(yè)面位置Y”值設(shè)置為120。

第二次單擊“中心原點(diǎn)”，并將“原點(diǎn)Y”值設(shè)置為120。

三、伺服電機(jī)（筆）設(shè)置

“筆向上位置”和“筆向下位置”值是伺服電機(jī)的工作角度。

單擊串行端口，然后從連接的設(shè)備列表中選擇Arduino的端口。

選擇正確的端口后，“無(wú)串行連接”顯示將變?yōu)榫G色，并顯示已連接的端口號(hào)。

單擊“命令隊(duì)列”，并激活命令傳輸。

單擊上載提升范圍，然后單擊測(cè)試提升范圍并測(cè)試伺服電機(jī)角度。

四、最后設(shè)置-上傳矢量圖像并開(kāi)始打印

保存您的設(shè)置。每次打開(kāi)程序時(shí)都加載設(shè)置。

單擊“輸入”選項(xiàng)卡，然后切換到程序的主屏幕。

手動(dòng)將吊船手動(dòng)設(shè)置為“設(shè)置回家”。手動(dòng)移動(dòng)吊船并將其移動(dòng)到先前定義的起始點(diǎn)。在單擊“設(shè)置原位”之前，必須在每幅圖紙之前以這種方式調(diào)整吊船。

完成此調(diào)整后，單擊“設(shè)置原點(diǎn)”和“設(shè)置筆位置”。

單擊“設(shè)置區(qū)域”以指定您的圖形。然后單擊“將框架設(shè)置為區(qū)域”以進(jìn)行繪制所需的所有設(shè)置。

五、 繪制矢量

查找任何矢量繪圖圖像。從任何轉(zhuǎn)換器平臺(tái)將圖像轉(zhuǎn)換為SVG格式。

從程序中選擇“加載向量”后。使用“調(diào)整大小矢量”調(diào)整圖像大小。使用“移動(dòng)向量”將圖像移動(dòng)到所需區(qū)域。然后使用選擇區(qū)域和將框設(shè)置為區(qū)域來(lái)調(diào)整要打印的區(qū)域。

單擊“繪制矢量”命令以啟動(dòng)機(jī)器。