Proiectul consta in realizarea unui dispozitiv capabil sa miste un cap de scriere (pix, marker, burghiu etc.) pe 2 axe si, respectiv, sa il ridice sau coboare treptat. Intrebuintarile acestuia sunt multiple, de la desenarea diferitelor forme pe hartie sau alte materiale rigide pana la realizarea de placute imprimate (in cazut in care dispozitivul este suficient de precis). Realizarea lui necesita atat cunostinte solide de electronica (pentru interfatarea cu calculatorul, comanda motoarelor si citirea senzorilor), dar si de mecanica (mecanismul de plimbare a capului de scriere pe cele 2 axe este destul de migalos de realizat si necesita precizie destul de mare).

Pentru cei ce doresc sa realizeze un asemenea proiect, ii atentionez ca partea de mecanica ocupa o buna parte din timpul total de executie si sunt necesare scule si materiale speciale. In realizarea proiectului am folosit foarte multe piese recuperate din imprimante cu cerneala (axuri, optical encoders etc.).

Plotter-ul este comandat de un PC prin intermediul interfetei seriale. Unitatea de comanda (microcontroller-ul impreuna cu driverele de motoare) actioneaza cele 3 motoare ce vor deplasa capul de scriere. In acelasi timp, unitatea de comanda citeste senzorii pentru o pozitionare cat mai exacta.

Aceasta este una din cele mai grele parti si daca nu dispuneti de materialele si sculele necesare va veti lovi de foarte multe probleme.

In principal, sunt necesare 2 axe comandate electric de cate un motor. Acestea pot fi comandate fie prin intermediul unei curele, fie printr-o bara filetata foarte lunga. Ambele variante au avantaje si dezavantaje. Personal, am folosit varianta ce foloseste curele pentru axele Ox si Oy si varianta cu filet pentru ridicarea / coborarea capului de citire. Motoarele pot fi fie motoare de curent continuu (caz in care mai este necesar un senzor de pozitionare) fie motoare pas cu pas. Motoarele de curent continuu sunt mai usor de comandat, insa au nevoie de senzori aditionali pentru pozitionare.

Pe langa placuta cu microcontroller-ul, mai avem nevoie de 3 punti H ce vor comanda motoarele si de partea de interfatare a senzorilor.

Deoarece am folosit foarte multe piese recuperate, am optat pentru 2 motoare DC (axa ox si oz) si unul pas cu pas. Comanda motoarelor DC se face folosind punti de tipul DRV8801, iar pentru motorul pas cu pas am folosit DRV8412. Deoarece motoarele au diferite tensiuni nominale, am mai avut nevoie si de stabilizatoare de tensiune de 5V, 12V si 24V. Fiecare din cele 3 axe are nevoie de un senzor de capat (pentru a stii cand am ajuns la capatul axului) si poate fi de tipul optical-switch. Pe langa asta, la axele ox si oz unde am folosit motoare DC am avut nevoie de 2 senzori speciali de masurare a distantei (optical encoders). Acestia genereaza un impuls la fiecare trecere prin dreptul unei liniute de pe o banda gradata. Astfel se poate masura exact distanta parcursa.

Placuta imprimata este realizata in mare parte cu componente SMD. Dezavantajul principal este numarul mare de fire necesare.

Microcontroller-ul trebuie sa asigure comunicarea cu PC-ul. Acesta trebuie sa decodifice instructiuni simple de genul “muta capul la X,Y” sau “ridica/coboara capul” si sa le execute prin intermediul puntilor H conectate pe porturile acestuia.

PC-ul comunica cu microcontroller-ul prin intermediul unui program CAD/CAM ce ofera utilizatorului o interfata grafica. Acesta transforma desenele in comezi simple pe care le transmite microcontroller-ului.

Rezultatul nu a fost cel scontat, din cauza problemelor de mecanica peste care am dat.

In concluzie, proiectul este unul interesant si, cred, destul de practic. Este insa foarte greu de realizat un mecanism suficient de fiabil pentru realizarea unor desene sau “gravari” de finete.

Proiectul eagle cu placa de baza