基于使用Atmega328P和ULN2003步進(jìn)驅動(dòng)器制造繪圖儀機器人

在該項目中，將制造帶有mXY板的XY繪圖儀機器人。借助該機器人，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。該機器是一種簡(jiǎn)單的設備，它可以使用普通的筆、電動(dòng)機和繩子來(lái)畫(huà)畫(huà)。

該開(kāi)發(fā)板使用Atmega328P和ULN2003步進(jìn)驅動(dòng)器。所以可以使用單個(gè)板進(jìn)行該項目。5V 、1A適配器或移動(dòng)電源足以滿(mǎn)足該項目的功耗要求。當兩個(gè)電動(dòng)機都運行時(shí)，觀(guān)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(xiàn)步進(jìn)電機

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

GT2皮帶輪16齒套裝

GT2橡膠腰帶（5M）

3合1跳線(xiàn)

連接圖：

（步進(jìn)電機和伺服器都需要一根5M的延長(cháng)電纜線(xiàn)）

機器尺寸圖：

（機器尺寸與表面尺寸不同）

機器寬度：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），在機器寬度上調節兩個(gè)皮帶輪之間的尺寸。

機器高度：這是從鏈輪軸線(xiàn)到圖形（面板）區域底部的距離，調整機器高度（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)電機安裝支架3D模型：

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

源代碼：

一、它在A(yíng)rduino IDE v1.8.5 和 Processing v2.2.1中運行良好

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

轉到mXY-Plotter-Drawing-Machine arduino-source-code-libraries libraries文件夾。

將arduino-source-code-libraries libraries的內容復制到C： Users  YourPCname Documents Arduino libraries文件夾中。

轉到mXY-Plotter-Drawing-Machine arduino-source-code-libraries文件夾。

復制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驅動(dòng)程序和28YBJ-48步進(jìn)電機的編輯副本。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

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

轉到工具-》主板-》 Arduino / Genuino Uno-》 選擇板

轉到工具-》端口-》 COMx-》 選擇端口

按工具欄中的“驗證”按鈕以嘗試對其進(jìn)行編譯。

如果編譯成功，請按工具欄中的“上傳”按鈕以上傳它。

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

三、處理源代碼

轉到mXY-Plotter-Drawing-Machine processing-source Processing庫文件夾。

將Processing-source Processing庫的內容復制到C： Users YourPCname Documents Processing libraries文件夾中。

復制polargraphcontroller文件夾并將其粘貼到C： Users YourPCname Documents Processing文件夾。

開(kāi)放處理

轉到文件-》寫(xiě)生簿-》 polargraphcontroller-》打開(kāi)polargraphcontroller應用程序源代碼。

按工具欄中的“運行”按鈕以運行草圖。

使用步驟：

一、步進(jìn)電機規格設置

按工具欄中的“設置”按鈕。

將MM PER REV的值定義為64

將“每步驟的步進(jìn)數”的值定義為4076

將MOTOR MAX SPEED的值定義為1000

將“電機加速”的值定義為200

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

二、調整繪制區域的大?。ㄈ绻贏(yíng)4紙上繪圖，請設置A4尺寸）

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

抓取“中心頁(yè)面”，然后將“頁(yè)面位置Y”值設置為120。

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

三、伺服電機（筆）設置

“筆向上位置”和“筆向下位置”值是伺服電機的工作角度。

單擊串行端口，然后從連接的設備列表中選擇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。

單擊“命令隊列”，并激活命令傳輸。

單擊上載提升范圍，然后單擊測試提升范圍并測試伺服電機角度。

四、最后設置-上傳矢量圖像并開(kāi)始打印

保存您的設置。每次打開(kāi)程序時(shí)都加載設置。

單擊“輸入”選項卡，然后切換到程序的主屏幕。

手動(dòng)將吊船手動(dòng)設置為“設置回家”。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“設置原位”之前，必須在每幅圖紙之前以這種方式調整吊船。

完成此調整后，單擊“設置原點(diǎn)”和“設置筆位置”。

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

五、 繪制矢量

查找任何矢量繪圖圖像。從任何轉換器平臺將圖像轉換為SVG格式。

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

單擊“繪制矢量”命令以啟動(dòng)機器。