在我們的生活中，藝術(shù)無(wú)處不在，即使是像機(jī)器人這樣冰冷的工具，也能給我們帶來(lái)很多藝術(shù)的樂(lè)趣。當(dāng)我看到尤菲的視頻時(shí)，我看到了繪畫(huà)機(jī)器人的新可能性，很高興看到他們把虛擬的東西變成了一個(gè)真實(shí)的實(shí)體，它可以自動(dòng)拿著筆在紙或任何物體的表面上畫(huà)畫(huà)，以及平臺(tái)繪圖不僅限于水平面，您還可以在墻上嘗試。

拉線墻繪機(jī)是一個(gè)非常早期的項(xiàng)目，但由于機(jī)器原因一直沒(méi)有更好的解決方案。最近，我們針對(duì)步進(jìn)電機(jī)支架和筆筒的問(wèn)題，闡述了一個(gè)相當(dāng)出色的解決方案。步進(jìn)電機(jī)采用28byj，體積小，接線方便，程序簡(jiǎn)單，沒(méi)有驅(qū)動(dòng)、焊接、供電等問(wèn)題，可以用Arduino直接供電。電機(jī)和主板集成了一個(gè)底座，兩邊都有一個(gè)繞線架，可以貼在任何墻上，畫(huà)板的上角。

讓我們開(kāi)始吧，看看如何制作如此出色的項(xiàng)目！

第1步：物料清單

該項(xiàng)目由以下組件組成：

ArduinoUNOR3x2

電機(jī)支架x1

28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板x2

SG90伺服馬達(dá)x2

微型SD卡適配器x1

Arduino傳感器護(hù)罩x1

提筆舵機(jī)x1

線軸x2

吊帶x1

跳線

筆x1

第2步：底座支架組裝

第一步很簡(jiǎn)單，首先我們找到12個(gè)大頭螺釘和12個(gè)黃銅柱，從后面擰入大頭螺釘并固定所有黃銅柱

然后我們安裝了電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，以便Arduino驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。需要電機(jī)驅(qū)動(dòng)板是因?yàn)锳rduino的輸出引腳不能直接為步進(jìn)電機(jī)提供足夠的功率，需要5V電源才能運(yùn)行。

最后，將兩個(gè)ArduinoUNO安裝在黃銅柱上，最后用最小的螺絲將SD/TF讀卡器固定在頂部。

第3步：步進(jìn)電機(jī)支架組件

這一步有很多事情要做，但并不難，只是需要更多的耐心。電機(jī)安裝有3個(gè)步驟：

1.安裝電機(jī)

準(zhǔn)備一個(gè)電機(jī)支架，將其斷開(kāi)，然后根據(jù)第二張圖重新組裝電路板。

向下，用螺絲固定立管手機(jī)，然后安裝電機(jī)。

2.制作線軸

將電纜環(huán)系在電纜末端，將電纜拉入電源線背面的縫隙中，然后檢查線軸周?chē)碾娎|。

在拉線的另一端，系上一根粗繩，可用于下一步的筆。然后蓋板蓋住支架板上的孔并安裝到支架上的孔中。

使用螺絲孔將電機(jī)支架安裝在繪圖板或墻壁的末端，使其處于同一水平。

提醒：繞線時(shí)，記得順時(shí)針繞左梭芯，逆時(shí)針繞右梭芯。

3.筆筒總成

首先，我們需要將需要安裝的桶形筆折斷，將大端的出口貨螺絲通過(guò)口插入并擰緊。

在此之后，我們安裝無(wú)人機(jī)。如圖所示，安裝后重心在正中，運(yùn)行更平穩(wěn)。

接下來(lái)，使用大端固定左右側(cè)面板和軸切口。請(qǐng)記住，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的螺釘不應(yīng)擰緊。

確定筆的位置后，用繩子系好。在調(diào)整筆的位置時(shí)，非常適合讓筆尖觸摸的極致繪圖質(zhì)量。盡可能握住筆架。

至此，電機(jī)支架就完成了。

第4步：連接

為了插上舵機(jī)設(shè)備，我們將屏蔽板插在UNO上，注意將屏蔽板引腳對(duì)準(zhǔn)UNO的接線孔。

1.拉線步進(jìn)電機(jī)M1、M2：四根信號(hào)線in1、in2、in3、in4分別對(duì)應(yīng)Arduino2、3、5、6，另一邊分別對(duì)應(yīng)7、8、9、10。電源線連接到+的VCC和-的GND。步進(jìn)電機(jī)控制板有專(zhuān)用線連接電機(jī)，防假插不會(huì)錯(cuò)。

2.提筆舵機(jī)可接13。舵機(jī)線為棕色GND，紅色VCC，黃色為信號(hào)。如果您使用SD讀卡器，則可以連接到A0端口。

備注：

（可選）TF、SD讀卡器：CS接4，MoSi接11，miso接12，SCK接13#，（如果提筆舵機(jī)從13換成A0等其他端口，程序也需要做相應(yīng)的更改。見(jiàn)程序注釋。）VCC為+，GND為-（G和V可以接屏蔽板的任意一組G和V接口），3.3V不接（VCC，5V，+指電源正極。G、GND、-均為負(fù)極）

SD或TF讀卡模塊不支持SDXC以上標(biāo)準(zhǔn)卡，請(qǐng)選擇比較老的小容量卡，會(huì)有更好的性能兼容性。一般16g及以下的卡都是FAT32格式，不是NTFS或exFAT格式，可以使用。一些TF轉(zhuǎn)SD卡持有人也可能存在不兼容問(wèn)題。如果只有TF卡可用，推薦使用TF讀卡器模塊。

第5步：編程

我們會(huì)為您提供相應(yīng)的代碼，但仍有部分代碼需要根據(jù)您的實(shí)際大小進(jìn)行修改，需要修改的部分代碼如下。

1、首先運(yùn)行2Steper.ino，這個(gè)程序的作用是讓步進(jìn)電機(jī)工作并畫(huà)出擺圖，比較簡(jiǎn)單，只要調(diào)整轉(zhuǎn)數(shù)改變圖案即可。位置可能會(huì)差很多，直接運(yùn)行程序時(shí)，擺臂可能會(huì)轉(zhuǎn)到完全不相關(guān)的位置，很麻煩。

2.主程序是WallDrawDemo.ino，會(huì)畫(huà)幾個(gè)圖案進(jìn)行測(cè)試。先不要裝筆（線架可以掛在筆架上），運(yùn)行程序，讓筆架空運(yùn)行一會(huì)，看是否運(yùn)行范圍，是否在紙張范圍內(nèi)。如果超過(guò)了，參數(shù)還是需要調(diào)整的，幾個(gè)參數(shù)的具體功效見(jiàn)程序說(shuō)明幾個(gè)參數(shù)的作用在程序說(shuō)明中有說(shuō)明。

3.下一步是將我們的代碼上傳到Arduino板，代碼可以在這個(gè)instructable的底部找到，請(qǐng)確保您在ArduinoIDE中選擇ArduinoUno，用于您使用的設(shè)備（ArduinoUno）。

如果您不熟悉Arduino，請(qǐng)按照以下步驟操作：

通過(guò)USB將您的Arduino板連接到您的計(jì)算機(jī)

打開(kāi)ArduinoIDE（如果沒(méi)有，請(qǐng)務(wù)必從他們的官方網(wǎng)站下載）

打開(kāi)我們?cè)贗nstructable頁(yè)面底部提供的項(xiàng)目

在ArduinoIDE頂部選擇“Tools》Board》ArduinoUno”，選擇板子對(duì)應(yīng)的端口號(hào)COM（（無(wú)法識(shí)別的設(shè)備請(qǐng)安裝Ch340驅(qū)動(dòng)）

單擊V符號(hào)以驗(yàn)證代碼，然后在其旁邊的向右箭頭按鈕推送代碼！

2Steper.ino

WallDrawDemo.ino

第6步：上傳您想要的圖片

當(dāng)您完成前面的步驟調(diào)試后，您可以上傳自己想要的圖像進(jìn)行繪圖。

如何上傳你的圖片？

不能畫(huà)任何照片，只能畫(huà)矢量圖。幸運(yùn)的是，有些照片可以通過(guò)軟件轉(zhuǎn)換成矢量圖。（您可以使用Coreldraw、Inkscape和許多其他軟件處理）或先嘗試簡(jiǎn)單的矢量圖。

1.矢量圖要轉(zhuǎn)成gcode文件。Gcode是一個(gè)文本文件，可以用手寫(xiě)板打開(kāi)和編輯。在使用它之前，您可以瀏覽gcode中的值，這些值以實(shí)際毫米為單位，如果有成千上萬(wàn)的值可能會(huì)導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)在停止前轉(zhuǎn)幾個(gè)小時(shí)，這是災(zāi)難性的。具體gcode規(guī)則和使用網(wǎng)上很多，大家可以自行學(xué)習(xí)。

2.Gcode文件保存在內(nèi)存卡中，Arduino從卡中讀取文件，將位置坐標(biāo)解析成步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)作，拉動(dòng)繩子帶動(dòng)筆畫(huà)。（包中的WallDraw.ino程序可以執(zhí)行此步驟）

特別提示：

內(nèi)存卡最好是fat32格式，ntfs格式的文件可能無(wú)法讀取，尤其是32G以上容量的卡。

Gcode文件的文件名要和程序中定義的一樣，一般是“1.nc”，如果不同，請(qǐng)改成同名。

然后需要在Arduino中刷WallDrawGCode程序。使用USB數(shù)據(jù)線連接您的計(jì)算機(jī)和Arduino，然后在您的計(jì)算機(jī)上打開(kāi)CNCjs。

首先，使用XLoad將編譯好的BIN文件刷入Arduino

在XLoad中打開(kāi)我們提供給您的WallDrawGCode.ino.standard.hex文件，Device選擇Uno，端口選擇COM，波特率選擇115200（無(wú)法識(shí)別的設(shè)備請(qǐng)安裝Ch340驅(qū)動(dòng)）

最后點(diǎn)擊Upload按鈕，狀態(tài)欄會(huì)顯示Uploading.。。提示，成功后關(guān)閉。

將程序上傳到Arduino后，在電腦端安裝CNCjs應(yīng)用程序，選擇Grbl，搜索后會(huì)自動(dòng)顯示端口號(hào)，波特率選擇115200，打開(kāi)并建立連接。

正常連接后，控制臺(tái)會(huì)顯示如下內(nèi)容。并且有OK提示。

您可以通過(guò)在提示后輸入一個(gè)簡(jiǎn)單的GCode來(lái)測(cè)試它。

G01x0y0z0//落筆

G01Z1//提筆

如果測(cè)試OK，就可以打開(kāi)GCode文件開(kāi)始繪圖了！

第7步：結(jié)論

在制作的過(guò)程中我們也遇到了很多問(wèn)題：

1.第一個(gè)重要的一點(diǎn)是固定筆在上面只能露出一點(diǎn)筆架，不要伸出一半筆，這樣會(huì)導(dǎo)致抬不起來(lái)。

2.如果您的舵柄擺臂一直在向上移動(dòng)，則不能抬起筆筒。簡(jiǎn)單的解決辦法是把伺服臂取下來(lái)，換成可以抬起筆架的，然后裝在伺服主軸上。或者在程序中調(diào)整舵機(jī)的參數(shù)，讓舵機(jī)改變旋轉(zhuǎn)角度。請(qǐng)勿帶電轉(zhuǎn)動(dòng)舵機(jī)，否則會(huì)損壞舵機(jī)。

3.另外，繪制的圖像嚴(yán)重失真。解決方法是先確認(rèn)方向是否正常。如果用Walldrawdemo的程序測(cè)試，九紋在上，桃心在左下，蝴蝶曲線在右下。如果方向不對(duì)，先參考上一題，修改方向。大多數(shù)情況下，變形是由于方向不對(duì)，所以尺寸不對(duì)。如果方向正確，x軸測(cè)量的尺寸不會(huì)出現(xiàn)太大的誤差，也不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的變形。

4.注意如果電機(jī)閥芯狂轉(zhuǎn)，拉線是不正常的。

5.另外一種情況是，如果你是用GCode作圖，可能是GCode中的尺寸相對(duì)于畫(huà)板尺寸來(lái)說(shuō)太大了，所以即使筆筒撞到了電機(jī)座，線軸也會(huì)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，或線軸完全松開(kāi)后仍在旋轉(zhuǎn)。檢查GCode中是否有非常大的值，例如G01X7777Y6666或一些此類(lèi)代碼。

6.最后一點(diǎn)，畫(huà)板很小，比如間距只有150mm，但是gcode超過(guò)了畫(huà)板的大小（比如使用了A3大小的文件），計(jì)算出來(lái)的值會(huì)溢出，電機(jī)將繼續(xù)選擇旋轉(zhuǎn)。