Drawbot Funktionsprinzip

Das Projekt

Ziele

Vorbild ist das Projekt Der Kritzler
Aufbau eines/mehrerer Drawbots, die direkt auf ebene Flächen zeichnen können.
Start: Sofort, 6. September 2011
Ziel: Vorführung am 9. Oktober 2011 im Museum für Kommunikation Frankfurt am Main als Teil der Projekte für's MfK
Flyer zum Drawbot in der Ausstellung: Datei:Plakat Drawbot.pdf (09.10.2011)

Teilnehmer

Jo
Snow
AXL
jeder ist willkommen

Aufbau

Teile-Liste, Lieferanten und Kosten

Steuer-PC
Arduino
- Arduino Duemilanove
2 Stepper
Stepper driver
- A4988 Stepper Motor Driver Carrier von Pololu bzw. equivalente Platine über ebay
Servo-Motor
...

Eingesetzte Teile (vorläufig)

Teil	Anzahl	Beschreibung	Lieferant	Artikelnummer	Preis/Einheit	Versand	Gesamt
Saugnapf	2	Saugnapfhalter Glasheber Glas-Gummi-Sauger 40kg Alu	ACE Technik	706750	4,99 €	6,99 €	16,97 €
Schrittmotor	2	Schrittmotor MOONS 14HY7002-06 (bipolar, 1,8°, 5mm Achse)	Pollin	310446	4,95 €	4,85 €	14,75 €
Zahnriemen	6 m	Zahnriemen PU Profil T5 10 mm Breite offen (endlich)	Zahnriemen24	330000	5,50 €	0,00 €	33,00 €
Zahnriemenrad	2	Zahnriemenrad Aluminium T5 10 Zähne 15 mm Riemen 4 mm Bohrung	Zahnriemen24	410911	8,00 €	0,00 €	16,00 €
Kugellager	8	Kugellager 626ZZ, 6/19/6mm	Pollin	94-440 431	0,50 €	inkl.	4,00 €
Servo	1	Modelcraft Mini-Servo WG-90MG einfach kugelgelagert Metallgetriebe JR	Conrad (Shop)	209088-62	9,95 €	-	9,95 €
Motor-Treiber	1	ULN2803A, 8-Kanal Darlington-Treiber, DIP18	Pollin	94-101 063	0,35 €	inkl.	0,35 €
Gondel	1	diverse Aluminium-Profile	Baumarkt	?	ca. 10,00 €	-	ca. 10,00 €
Sonstiges	1	Kleinteile (Schrauben, Muttern, Stifte, usw.)	Baumarkt	?	ca. 20,00 €	-	ca. 20,00 €

TOTAL: ca. > 125 €

Der original Kritzler verwendet optisch ansprechendere Teile, ist dafür aber deutlich teurer:

Teil	Anzahl	Beschreibung	Lieferant	Artikelnummer	Preis/Einheit	Versand	Gesamt
Saugnapf	2	Saugereinheit	Esska	90BO63311	21,75 €	?	43,50 €
Schrittmotor	2	Schrittmotor NEMA 17 (bipolar, 1,8° Schrittwinkel, 5mm Achse)	Reichelt	QSH4218-35-026	23,60 €	?	47,20 €
Zahnriemen	6 m	Zahnriemen PU Profil T2,5 6 mm Breite Meterware	Mädler	16060000	18,53 €	?	111,18 €
Zahnriemenrad	2	Zahnriemenrad Azetalharz T2,5 22 Zähne 6 mm Riemen 4 mm Bohrung	Mädler	16052200	2,92 €	?	5,84 €
Kugellager	4	Rillenkugellager einreihig 5 mm Bohrung	Mädler	625-ZZ-SBC	3,52 €	?	14,08 €
Servo	1	Bestand	?	?	?	?	?
Motor-Treiber	2	A4983 Stepper Motor Driver Carrier	Pololu	1201	12.95 $	?	12.95 $
Gondel	1	MDF, 5 mm, laser-geschnitten	Formulor	?	ca. 20,00 €	?	ca. 20,00 €
Sonstiges	1	Kleinteile (Schrauben, Muttern, Stifte, usw.)	?	?	ca. 20,00 €	-	ca. 20,00 €

TOTAL: ca. > 290 €

Prototyp 12. September 2011

Firmware - Modifications

Modifikation der Kritzler Firmware
- Anpassungen der Geometrie
- Betrieb von uni- statt bi-polaren Schrittmotoren - Typ PM55L-048-XXXX (Danke, Snow) und Treiber-IC ULN2803A
- 96 Halbschritte
additional commands
- home (H)
- stepper delay is adjustable (command D delay_move delay_line)
- # comment ... to ignore rest of line
Pen up / pen down with ramp - smother control of the servo
Antrieb mangels Zahnriemen mit einem Faden
Prototyp mit Fischertechnik © Bauteilen
Motor-Abstand 50 cm

Drawbot Prototyp Galerie

Stepper-Driver ULN2803A
Setup #001
Test-Motiv
Mehr Tests
Setup #002
Test mit Fonts
Stern
Logo
Gondel 2.0
UV-aktiver Stift
Finales Setup für's MfK
LED-Circle verdeutlicht Steps
Holz ersetzt Tape

Software

github Quelltext und Beispiele des Kritzler Projekts

Firmware - Commands

Command	Function	Comment
m X Y	move relative	values X and Y in millimeters
M X Y	move absolute
l X Y	line relative	move with pen down
L X Y	line absolute
D md ld	set delays^**	set stepper delays for move (md) and line (ld) in milliseconds default 20 50, typically 10 - 150 ms, range 1 ... 255
H	move home^**	move to origin position (0/0 mm)
i	identify^**	returns "#ID: id width x-origin y-origin pulley_radius" on serial line to identify the DrawBot id - reflects the jumper settings of pins A0/A1/A2 [0 ...7] width - distance of the two stepper motors
# comment ...	comment^**	rest of line, up to the next character 13 (carriage return), will be ignored comment is echo'ed to the serial line

^** Commands were not included in the original Kritzler Firmware

Offene Themen

Aufbau mit größerem Abstand der Motoren
Ausgleich der Verzerrungen (eigentlich ja ganz cool, system-immanente Fluchtpunkt-Perspektive)
Probleme mit Y-Koordinaten < 0, führt zum Stopp und Vorzeichen-Wechsel der Y-Achse
Mechanik der Gondel
Stift

Window-Drawbot

Motoren: NEMA14 ?
Anschluß Pololu Treiber, Breadboard

Window-Setup mit Breadboard
Window-Setup, Gondel
Anschluß Pololu Treiber, Breadboard
Anschluß Pololu Treiber, Pins
Details Motobefestigung 1
Details Motobefestigung 2

Whiteboard Drawbot V4

todo ...

Setup Feb. 2012

Ideen für die Vorführung

Etwas zeichnen?
Interaktiv, spontan oder vorbereitet?

hexlab - hexagonal_labyrinth_generator

Quelle: http://www.local-guru.net/processing/hexlab/ basiert auf Algorithmen von http://ruby-lang.org.ru/post/1675.html
zufälliger Aufbau und veränderbare Größe und Komplexität
Public domain Lizenz-Info aus dem Quellcode:
# License? What license? We don't need no stinkin' license.
# This code is in the public domain. Knock yourself out. Use it however
# you want. Please prefer good over evil.

Hershey Vector Fonts

Quelle: http://paulbourke.net/dataformats/hershey/
skalier- und drehbar
Public domain: It is sometimes necessary to have a simple set of characters made up of vectors, the Hershey set of vectors is one of the standard descriptions in the public domain. They were originally created by Dr. A. V. Hershey while working at the U. S. National Bureau of Standards.

Binärbaum

Open source: Eigener Code / quelloffen
Diverse Parameter: Stammdurchmesser, Winkel, Iterationen, maximale & minimale Ast-Länge
Die Parameter werden auf optional mit Zufallsfaktoren multipliziert für asymetrische, natürlicher aussehende Variationen

Drawbot Trace Zeichensatz

Open source: Zeichensatz in Eigenentwicklung, speziell für die Nutzung im Drawbot
Definition der Kontur jedes Zeichens, es werden nur Winkel im 45° Raster und ganzzahlige Schrittweiten benutzt.
Proportional-Schrift, variable Weite jedes Buchstabens

HPGL Dateien (aus SVG konvertiert)

Eigenentwicklung
Konvertierung SVG nach HPGL über Inkscape
Import-Routine in MfK Kiosk
Unterstützung der Befehle PU (pen up) und PD (pen down) in HPGL
- Beispiele: SVG Gürteltier (Armardillo)
- Open Hardware Logo

HPGL "Ausdruck" aus Eagle PCB

Drawbot goes Buntich: Tut hatte die Idee, eine Schaltung für das Buntich Projekt auszudrucken.
Die Eagle PCB Software kann direkt HPGL ausgeben.
Die Datei musste noch per Text-Editor nachbearbeitet werden, wurde dann aber erfolgreich auf DIN A3 Papier ausgedruckt (ca. 1:10h).
Der farbige Ausdruck entstand mit manuellem Stift-Wechsel.

Platonische Körper, z.B. Dodekaeder

Plotten der Vorlage für den Bau eines Dodekaeders
incl. Klebelaschen zum einfachen Nachbasteln
die 12 Seiten sind mit je einem Buchstaben customized möglich

Hackerspace Schilder über Inkscape

Schilder für die Schränke, made by Inkscape and Drawbot
- u.a. "Projects" mit dem Zahnrad aus der Wikipedia (SVG)
- Font: Rockwell Extra Bold

UniBot Combo-Platine

Eine Euro-Platine für
- Arduino
- USB2Serial Anschlüsse für Arduino Mini Adapter und Guido-ino Port
- Treiber für unipolare Stepper (ULN...)
- Servo-Anschlüsse
- bot_ID Jumperfeld
- Pin 13 LED (Blink :-)
Aufbau auf Streifenraster-Platine
Layout erstellt mit mit Lochmaster

UniBot Combo-Platine
Layout
Platine aufgebaut
Platine eingebaut
Setup für Tests

Drawbot@MfK