Mini-CNC Plotter (X-Y-Zeichengerät)

Bei diesem Projekt soll ein X-Y-Zeichengeräts im Low-Budget Bereich konstruiert werden. Dazu werden zwei alte CD/DVD Laufwerke benutzt, welche durch ein Arduino Uno Mikrocontroller angesteuert werden. Der Mini CNC Plotter macht es möglich das eine beliebige Schrift, ein beliebiges Logo oder ein Bild in einer Größenordnung von etwa 5x5cm angefertigt wird. Der Vorteil daran CD/DVD Laufwerke zu benutzen liegt daran das die Laufwerke jeweils einen kleinen Schrittmotor besitzen welcher mit Schienen verbunden ist.Die Laufwerke werden als X-Achse und Y-Achse verwendet um somit ein 2D und 3D Zeichnung anzufertigen.

 

 

 

 

Der Plotter besitzt ebenfalls eine Z-Achse welche es ermöglicht das der Stift auf der 5x5cm Zeichenfläche auf und ab bewegt wird, dafür wird ein kleiner Servomotor angesteuert.Für die Ansteuerung eines Schrittmotors wird jeweils ein Motortreiber angeschlossen, dieser ermöglicht es dass der Motor sich in beide Richtungen bewegt.

Ansteuerung

Es gibt viele geeignete Motortreiber bzw. H-Brücken, die für dieses Projekt verwendet werden können. Viele Motortreiber gibt es als fertig aufgebaute Platinen, einige können auch zwei Motoren ansteuern (Dual-H-Bridge). Natürlich können Motortreiberschaltungen auch selbst angefertigt werden, da eine selbst gebaute H-Brücke aber relativ viele Teile benötigt, bietet es sich an, einen IC zu verwenden. Gängiges Modell ist der L293D (Es handelt sich um einen IC im DIL16 Gehäuse, d.h. er hat 16 Anschlüsse).

Software

Damit die einzelnen Schrittmotoren  und der Servomotor genau wissen, was sie machen sollen,wird das Programm Inkscape  benötigt, welches es ermöglicht ein Bild in einen G Code umzuwandeln.Ein G Code ist eine Maschinensprache womit CNC Maschinen gesteuert werden(computerized numercial control).Der daraus entstehende G Code wird in Processing einer objektorientierten Programmiersprache durch den GCTRL Code an den Arduino weitervermittelt.

Ebenfalls habe ich eine Basic Code programmiert womit ich folgendes machen kann:

  • die Geschwindigkeit der Motoren steuern
  • die Winkeleinstellung des Servos
  • die jeweiligen Motoren als X-Achse und Y-Achse festlegen
  • Kalibrierung der Zeichenfläche
  • Auslesen des G Code