设计达人手把手教你设计自己的绘图机器人！

时间： 2019-07-01 来源：Silicon Labs

技术问答

国外设计达人经常发明有趣且创意十足的设计，今天又有一项很酷的设计要登场了——由SILICON LABS的EFM32 GiantGecko开发套件控制的绘图机器人Drawbot，它实现了科技与艺术的完美结合。话不多说，让我们抓紧来看看这项听起来吸引力十足的设计是如何实现的吧。

图1：绘图机器人作画

绘图机器人版图

图2：绘图机器人版图

Drawbot是一款使用一支笔就能绘图的机器人，很像一部绘图仪或打印机。然而，其中却有一些微妙的差别。与常规打印机或绘图仪不同的是，速度在这里并不重要。使用Drawbot的乐趣之一就是观看一幅画在超过一天甚至一周的时间内被缓慢绘制出来的过程。Drawbot不仅是一部艺术绘图机，通过被安装在墙上，它自己也成为了艺术的一部分。

此项目需要使用以下材料：木头框架、两个步进电机、Silicon Labs的EFM32 GinatGecko开发套件、定制的步进电机驱动板、又小又便宜的电源、一些线，以及笔和纸。

此项目最初是受了norwegiancreations.com网站的启发，其基本架构非常简单：需要两根线，每一根线都要被附在一个步进电机上，两个步进电机分别位于木头框架的两个顶角；然后将两根线连接到一个小装置上，该装置用来控制笔，通过调节线的长度，可以相应地改变笔的位置；最后，需要增加一个小型伺服系统，使我们能够将笔从纸面上提起来。

该设计的整体框架是用木头打造的，因为木头是一种坚固的材料并且对于实现目标很有用。然而，木头表面稍微有点不平，实际上影响了绘制的质量。打造好框架后，在每个顶角安装一个伺服系统，并附上一个用于调节线的长度的小型卷轴（可以在缝纫店买到）。最大的问题就是需要找到一种方式来安装卷轴，即当步进电机每动一步，线的长度都会产生同样的变化，如果卷轴安装在错误的位置，将在绘制过程中产生很大的偏差。

设计者使用SiliconLabs的EFM32Giant Gecko开发套件进行控制。选择Giant Gecko是因为其闪存容量很大，这允许使用者将其想要绘制的画存入闪存中，而无须访问外部闪存。该开发套件对本项目而言是一款完美的平台，因为它拥有大量可以用于本项目中的有用的外围套件，例如：USB接口（可用于上传图像或监控状态）、以太网接口（与USB接口功能相同）、SD卡（可用于存储图像）、外部SRAM（可以支持超大尺寸图像解码至其中）、TFT显示（用于显示诊断信息）、原型设计板（对于增加客户的诸如马达驱动器等电路而言是非常有用的），以及用于控制固件应用的按钮和操纵杆。

该设计需要将一块定制的PCB板加入原型设计区域，这块PCB板负责步进电机控制并控制伺服系统。对于步进电机的控制相当简单，一个引脚用于控制方向，另一个则用于生成步幅。设计者还使用了EFM32上的数模转换器（DAC）来为每个步进电机驱动器生成一个参考电压，由于步进电机驱动器用于控制被驱动至步进电机线圈中的电流量，所以参考电压使我们可以校准步进电机驱动器至恰好合适的电流量，以阻止过热或过度的电机噪声。另外，为了控制伺服系统，设计者使用了EFM32内置的定时器之一，以20ms为周期生成脉冲。

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全部评论（1）

大欢哥 Lv7. 资深专家 2017-11-06

这个很高端，有意思

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