Eierbemaler

Dieses mal bin ich vorbereitet wenn Ostern kommt und der Osterhase mir keine bemalten Eier bringt!

Der Eierbemaler ist eine Maschine die Eier bemalt. Angetrieben mit zwei Schrittmotoren und einem Servomotor. Es können kleine Eier als auch große Straußeneier bemalt werden.

Erweiterungen für Zylinder wie Toilettenpapierrollen oder Gravuren von Oberflächen ist zumindest geplant.

Alternative Projekte

Eine eher analoge Variante:

Amazon - Analoger Eierbemaler

Ähnlich meiner Version als Bausatz zu kaufen:

Egg-Bot

Aufbau

Komponenten

• Zwei Arduino pro mini 16Mhz
• Zwei Pololu A4988 Schrittmotortreiber mit Allegro A4988 Chipsatz
• Zwei Nema 17 Schrittmotoren
• Einen Modellbau Servomotor
• Einen Step-Up 1:2 DC-Spannungswandler
• Ein Netzteil 12V 2A mit Molex Stecker
• Ein Haufen Kabel
• Stift
• Eier

Software

• GRBL
• Inkscape
  • GCodetools
• Universal GCode Sender
• Arduino IDE

Zusammenbau

Verkabelt nach der Doku auf der Connecting Grbl Seite. Die Motortreiber werden nach dem Schaubild auf der A4988 Stepper Motor Driver Carriers Seite verkabelt. Wichtig ist, dass alle Potenziale (GND) verbunden sind.

Der Motor der Ei-Längsachse wird umgekehrt gepolt: 1B, 1A, 2A, 2B → 1A, 1B, 2A, 2B. Da ansonsten die Eier spielgelverkehrt bemalt werden. Anstatt der Umpolumg kann auch die X-Achse in der GRBL-Konfiguration invertiert werden. Vermutlich kann auch einfach die Richtung der X-Achse in den Einstellungen der "GCodetools" geändert werden.

Besonderheiten: Die Firmware GRBL ist eine 3-Achsen CNC-Steuerung für Schrittmotoren. Die Werkzeugachse Z benötigt keine genaue Positionierung, sondern hat nur die Zustände "oben" oder "unten". Daher wird für den Stift ein Servomotor verwendet. Um die GRBL-Firmare nicht Anfassen zu müßen, wird ein zweiter Microcontroller verwendet, der die Takt und Richtungssignale für den imaginären Z-Stepper nimmt und damit den Servomotor steuert. Weiterhin schaltet der zweite Microcontroller MS1, MS2 und MS3 der Motortreiber auf "High" um Sechzehntelschritt zu aktivieren.

Konfiguration

GRBL ist (im gegensatz zu vielen anderen CNC-Steuerungen) extrem gut zu Konfigurieren. Alle Änderungen werden im EEPROM des ersten Microcontrollers gespeichert und sind nach einem Reset noch vorhanden. Alle Parameter sind hier zu finden: Configuring Grbl v0.9. Alle Einstellungen werden zurückgesetzt wenn der Mikrokontroller neu gebrannt wird.

Beim Eierbemaler wird folgende Konfiguration verwendet

$0=10 (step pulse, usec)
$1=25 (step idle delay, msec)
$2=0 (step port invert mask:00000000)
$3=6 (dir port invert mask:00000110)
$4=0 (step enable invert, bool)
$5=0 (limit pins invert, bool)
$6=0 (probe pin invert, bool)
$10=3 (status report mask:00000011)
$11=0.020 (junction deviation, mm)
$12=0.002 (arc tolerance, mm)
$13=0 (report inches, bool)
$14=1 (auto start, bool)
$20=0 (soft limits, bool)
$21=0 (hard limits, bool)
$22=0 (homing cycle, bool)
$23=1 (homing dir invert mask:00000001)
$24=50.000 (homing feed, mm/min)
$25=635.000 (homing seek, mm/min)
$26=250 (homing debounce, msec)
$27=1.000 (homing pull-off, mm)
$100=20.00 (x, step/mm)
$101=20.00 (y, step/mm)
$102=20.00 (z, step/mm)
$110=200.000 (x max rate, mm/min)
$111=200.000 (y max rate, mm/min)
$112=200.000 (z max rate, mm/min)
$120=10.000 (x accel, mm/sec^2)
$121=10.000 (y accel, mm/sec^2)
$122=10.000 (z accel, mm/sec^2)
$130=400.000 (x max travel, mm)
$131=400.000 (y max travel, mm)
$132=400.000 (z max travel, mm)

Raspberry PI

Der Eierbemaler bekommt seine Bewegungsvorgaben von einem Raspberry PI mit dem Universal GCode Sender.

Bilder

Der Eierbemaler auf den Kieler Linuxtagen 2014 im Kitz.

Der Eierbemaler am 10.10. 2014 in der Toppoint