Маленький плоттер на Arduino


Простой маленький плоттер можно собрать используя самые простые детали и инструменты.
Понадобятся только пара шаговых двигателей (для выполнения перемещения в плоскости X/Y) и сервопривомашинка для управления втягиванием стержня у ручки.
Для управления, хватит контроллера Arduino Nano и пары драйверов двигателей — L293D.

Код для Arduino (arduino_CNC.ino)

#include <Servo.h>
#include <Stepper.h>

#define LINE_BUFFER_LENGTH 512

const int penZUp = 80;
const int penZDown = 40;

const int penServoPin = 6;

const int stepsPerRevolution = 48;

Servo penServo;

Stepper myStepperY(stepsPerRevolution, 2,3,4,5);
Stepper myStepperX(stepsPerRevolution, 11,10,8,9);

struct point {
  float x;
  float y;
  float z;
};

struct point actuatorPos;

float StepInc = 1;
int StepDelay = 0;
int LineDelay = 50;
int penDelay = 50;

float StepsPerMillimeterX = 6.0;
float StepsPerMillimeterY = 6.0;

float Xmin = 0;
float Xmax = 40;
float Ymin = 0;
float Ymax = 40;
float Zmin = 0;
float Zmax = 1;

float Xpos = Xmin;
float Ypos = Ymin;
float Zpos = Zmax;

boolean verbose = false;

void setup() {
  Serial.begin( 9600 );

  penServo.attach(penServoPin);
  penServo.write(penZUp);
  delay(200);

  myStepperX.setSpeed(100 );
  myStepperY.setSpeed(100);

  Serial.println("Mini CNC Plotter alive and kicking!");
  Serial.print("X range is from ");
  Serial.print(Xmin);
  Serial.print(" to ");
  Serial.print(Xmax);
  Serial.println(" mm.");
  Serial.print("Y range is from ");
  Serial.print(Ymin);
  Serial.print(" to ");
  Serial.print(Ymax);
  Serial.println(" mm.");
}

void loop()
{
  delay(200);
  char line[ LINE_BUFFER_LENGTH ];
  char c;
  int lineIndex;
  bool lineIsComment, lineSemiColon;

  lineIndex = 0;
  lineSemiColon = false;
  lineIsComment = false;

  while (1) {

    while ( Serial.available()>0 ) {
      c = Serial.read();
      if (( c == '\n') || (c == '\r') ) {
        if ( lineIndex > 0 ) {
          line[ lineIndex ] = '\0';
          if (verbose) {
            Serial.print( "Received : ");
            Serial.println( line );
          }
          processIncomingLine( line, lineIndex );
          lineIndex = 0;
        }
        else {

        }
        lineIsComment = false;
        lineSemiColon = false;
        Serial.println("ok");
      }
      else {
        if ( (lineIsComment) || (lineSemiColon) ) {   // Throw away all comment characters
          if ( c == ')' )  lineIsComment = false;     // End of comment. Resume line.
        }
        else {
          if ( c <= ' ' ) {                           // Throw away whitepace and control characters
          }
          else if ( c == '/' ) {                    // Block delete not supported. Ignore character.
          }
          else if ( c == '(' ) {                    // Enable comments flag and ignore all characters until ')' or EOL.
            lineIsComment = true;
          }
          else if ( c == ';' ) {
            lineSemiColon = true;
          }
          else if ( lineIndex >= LINE_BUFFER_LENGTH-1 ) {
            Serial.println( "ERROR - lineBuffer overflow" );
            lineIsComment = false;
            lineSemiColon = false;
          }
          else if ( c >= 'a' && c <= 'z' ) {        // Upcase lowercase
            line[ lineIndex++ ] = c-'a'+'A';
          }
          else {
            line[ lineIndex++ ] = c;
          }
        }
      }
    }
  }
}

void processIncomingLine( char* line, int charNB ) {
  int currentIndex = 0;
  char buffer[ 64 ];                                 // Hope that 64 is enough for 1 parameter
  struct point newPos;

  newPos.x = 0.0;
  newPos.y = 0.0;

  //  Needs to interpret
  //  G1 for moving
  //  G4 P300 (wait 150ms)
  //  G1 X60 Y30
  //  G1 X30 Y50
  //  M300 S30 (pen down)
  //  M300 S50 (pen up)
  //  Discard anything with a (
  //  Discard any other command!

  while( currentIndex < charNB ) {
    switch ( line[ currentIndex++ ] ) {              // Select command, if any
    case 'U':
      penUp();
      break;
    case 'D':
      penDown();
      break;
    case 'G':
      buffer[0] = line[ currentIndex++ ];          // /!\ Dirty - Only works with 2 digit commands
      //      buffer[1] = line[ currentIndex++ ];
      //      buffer[2] = '\0';
      buffer[1] = '\0';

      switch ( atoi( buffer ) ){                   // Select G command
      case 0:                                   // G00 & G01 - Movement or fast movement. Same here
      case 1:
        // /!\ Dirty - Suppose that X is before Y
        char* indexX = strchr( line+currentIndex, 'X' );  // Get X/Y position in the string (if any)
        char* indexY = strchr( line+currentIndex, 'Y' );
        if ( indexY <= 0 ) {
          newPos.x = atof( indexX + 1);
          newPos.y = actuatorPos.y;
        }
        else if ( indexX <= 0 ) {
          newPos.y = atof( indexY + 1);
          newPos.x = actuatorPos.x;
        }
        else {
          newPos.y = atof( indexY + 1);
          indexY = '\0';
          newPos.x = atof( indexX + 1);
        }
        drawLine(newPos.x, newPos.y );
        //        Serial.println("ok");
        actuatorPos.x = newPos.x;
        actuatorPos.y = newPos.y;
        break;
      }
      break;
    case 'M':
      buffer[0] = line[ currentIndex++ ];        // /!\ Dirty - Only works with 3 digit commands
      buffer[1] = line[ currentIndex++ ];
      buffer[2] = line[ currentIndex++ ];
      buffer[3] = '\0';
      switch ( atoi( buffer ) ){
      case 300:
        {
          char* indexS = strchr( line+currentIndex, 'S' );
          float Spos = atof( indexS + 1);
          //          Serial.println("ok");
          if (Spos == 30) {
            penDown();
          }
          if (Spos == 50) {
            penUp();
          }
          break;
        }
      case 114:                                // M114 - Repport position
        Serial.print( "Absolute position : X = " );
        Serial.print( actuatorPos.x );
        Serial.print( "  -  Y = " );
        Serial.println( actuatorPos.y );
        break;
      default:
        Serial.print( "Command not recognized : M");
        Serial.println( buffer );
      }
    }
  }



}



void drawLine(float x1, float y1) {

  if (verbose)
  {
    Serial.print("fx1, fy1: ");
    Serial.print(x1);
    Serial.print(",");
    Serial.print(y1);
    Serial.println("");
  }


  if (x1 >= Xmax) {
    x1 = Xmax;
  }
  if (x1 <= Xmin) {
    x1 = Xmin;
  }
  if (y1 >= Ymax) {
    y1 = Ymax;
  }
  if (y1 <= Ymin) {
    y1 = Ymin;
  }

  if (verbose)
  {
    Serial.print("Xpos, Ypos: ");
    Serial.print(Xpos);
    Serial.print(",");
    Serial.print(Ypos);
    Serial.println("");
  }

  if (verbose)
  {
    Serial.print("x1, y1: ");
    Serial.print(x1);
    Serial.print(",");
    Serial.print(y1);
    Serial.println("");
  }

  //  Convert coordinates to steps
  x1 = (int)(x1*StepsPerMillimeterX);
  y1 = (int)(y1*StepsPerMillimeterY);
  float x0 = Xpos;
  float y0 = Ypos;

  //  Let's find out the change for the coordinates
  long dx = abs(x1-x0);
  long dy = abs(y1-y0);
  int sx = x0 dy) {
    for (i=0; i=dx) {
        over-=dx;
        myStepperY.step(sy);
      }
      delay(StepDelay);
    }
  }
  else {
    for (i=0; i=dy) {
        over-=dy;
        myStepperX.step(sx);
      }
      delay(StepDelay);
    }
  }

  if (verbose)
  {
    Serial.print("dx, dy:");
    Serial.print(dx);
    Serial.print(",");
    Serial.print(dy);
    Serial.println("");
  }

  if (verbose)
  {
    Serial.print("Going to (");
    Serial.print(x0);
    Serial.print(",");
    Serial.print(y0);
    Serial.println(")");
  }


  delay(LineDelay);

  Xpos = x1;
  Ypos = y1;
}


void penUp() {
  penServo.write(penZUp);
  delay(LineDelay);
  Zpos=Zmax;
  if (verbose) {
    Serial.println("Pen up!");
  }
}
void penDown() {
  penServo.write(penZDown);
  delay(LineDelay);
  Zpos=Zmin;
  if (verbose) {
    Serial.println("Pen down.");
  }
}

Ссылки
DIY MINI CNC DRAWING MACHINE

По теме
Простой ЧПУ под управлением Arduino
Однопиксельный сканер на Arduino
Горячий батик при помощи ЧПУ на Arduino
Самодельный плоттер из старых DVD и Arduino
Dotter — большой матричный принтер на Arduino
3D-принтер из старых DVD

Arduino
Arduino, термины, начало работы
КМБ для начинающих ардуинщиков
Состав стартера (точка входа для начинающих ардуинщиков)


Добавить комментарий

Arduino

Что такое Arduino?
Зачем мне Arduino?
Начало работы с Arduino
Для начинающих ардуинщиков
Радиодетали (точка входа для начинающих ардуинщиков)
Первые шаги с Arduino

Разделы

  1. Преимуществ нет, за исключением читабельности: тип bool обычно имеет размер 1 байт, как и uint8_t. Думаю, компилятор в обоих случаях…

  2. Добрый день! Я недавно начал изучать программирование под STM32 и ваши уроки просто бесценны! Хотел узнать зачем использовать переменную типа…

3D-печать AI Android Arduino Bluetooth CraftDuino DIY IDE iRobot Kinect LEGO OpenCV Open Source Python Raspberry Pi RoboCraft ROS swarm ИК автоматизация андроид балансировать бионика версия видео военный датчик дрон интерфейс камера кибервесна конкурс манипулятор машинное обучение наше нейронная сеть подводный пылесос работа распознавание робот робототехника светодиод сервомашинка собака управление ходить шаг за шагом шаговый двигатель шилд

OpenCV
Робототехника
Будущее за бионическими роботами?
Нейронная сеть - введение