Vajcogygloš (vajcomaléř) - doplněno video

V rámci sebevzdělávání jsem se začal před pár lety zabývat elektronikou.

Ale abyste mě dobře pochopili, ne tou vrcholovou, kdy vyrábíte vícevrstvé tištěné spoje, o kmitočtech jste ochotni se bavit teprve od gigahertzů nahoru a uznáváte pouze assembler a ARM, ale takovou tou domácí, co u ní vystačíte s pilkou, vrtačkou a horkým hřebíkem na pájení. A plochou baterkou.

Nicméně doba pokročila a k motivaci u nestačí že to bliká, ale musí se to i hejbat. A jak říká klasik "Nápad ťuk mě o čela". Vyrobím si popisovač na vejce!

Takže ve volných chvílích vznikl klon původního Egg-Bot (Evil Mag Scientist). Ovšem z toho, co dům a sklad dal.

Vejcomaléř připravený k práci.

Hardware

Jako řídící mikročip jsem použil mé oblíbené Netduino PLUS, spínače a vývody jsou pro snazší manipulaci na shieldu. Dva bipolární krokové motory s převodovkou (4096 kroků na otáčku) jsou pro pohyb v osách X a Y. Osa Z (pero) je ovládána modelářským 9 gramovým mikroservem. Vše je propojeno plochými vodiči a modelářskými servokonektory.

Napájení elektroniky a serva pera je z řídícího počítače (USB, 5V), motory os X a Y jsou přes darlingtony ULN2003APG  napájeny z adaptéru 12V 0.5A.

Mechanická konstrukce je založena na zbytcích z diskových rámečků, zálohovacích pásek, mikrometrického šroubu a spojovacího materiálu.

Na kreslení se používá fixka Centropen Liner 4621F

Místo, kde se 'všechno děje'.
Na unašeči pera (osa X) je vidět kompenzační pružina.

Software

V Netduinu běží souběžně ve třech vláknech programy pro komunikaci s nadřízeným počítačem (TCP/IP), manuální ovládání jednotlivých os a pera, a interpret HPGL s interpolátorem.

V nadřízeném počítači běží komunikační software, který odesílá příslušné HPGL příkazy Netduinu. Pro tvorbu obrázků používám vektorový editor Inkscape Portable, obrázky následně exportuji v HPGL.

První pokusy s vejci.

Detaily konstrukce

V popředí motor osy X.

Čelní pohled.
Patrné jsou stavěcí šrouby pro nastavující výšku pera.

Pohled ze strany mikrometrického šroubu.
Vpravo jsou drivery krokových motorů.

Pohled zezadu.

Shield

Abych nemusel pořád drátovat, zapojil jsem Vejcomaléřa napřed do klasického shieldu, který se pak jen nacvakne na Netduino.

Propojky a rozvod napájení na spodní straně.

Netduino a horní strana shildu.
Patrné jsou mikrospínače pro ovládání os a pera,
tlačítko Reset a žlutá propojka pro volbu
napájecího napětí krokových motorů
(přepíná mezi Vin a 5V z USB).

Nedokonalosti o kterých vím, ale které (asi) neopravím

1. V konstrukci jsou použity laciné krokové motory s převodovkou (130,-). To sebou nese vůli v převodovce zhruba 20 kroků motoru. V ose X je vůle kompenzována pružinou, v ose Y programem, který při změně směru otáčení přidá kompenzační kroky. Lepší by bylo použít přímý náhon z větších krokových motorů (NEMA 17). 
2. Konstrukce je značně kompaktní, takže oblouk, po kterém chodí hrot pera při zvedání má malý poloměr. Ten je optimální při popisu ping-pongových míčků, u vajec však dochází k určitým zkreslením. Chtělo by to posunout osu otáčení pod osu vejce.
3. Pro práci je vyžadována komunikace s nadřazeným systémem. Na hraní to postačuje, jinak by bylo lepší doplnit display a HPGL kód načítat z microSD karty a třeba z nějakého webového úložiště.
4. Hmotnost pera v kombinaci s malou tuhostí modelářského pantu (opět zvedání pera) vede při jemných pohybech ke kmitům. Odlehčit pero a zesílit pant.

Jak to pracuje

Další informace

Další fotografie ve fotogalerii
Stavebnice Egg-Bot od Evil Mag Scientist
Další stavebnice firmy Evil Mag Scientist
Vektorový editor Inkscape
HPGL
Netduino