Deux moteurs pas à pas déplacent une “gondole” sur laquelle est fixé un feutre. La gravité maintient la gondole suspendue à deux chaines entraînées par deux roues crantées fixées sur les axes des deux moteurs pas à pas. Un servo-moteur muni d'une came permet de “détacher” la gondole de la feuille est permet ainsi de déplacer celle-ci sans que le feutre ne touche le papier.Le schémas ci dessous montre le principe de fonctionnement :

Un peu de Mathématiques permettent de calculer la longueur l1 et l2 de chainette nécessaire afin que la gondole se positionne en (X,Y) dans le repère cartésien attaché à la feuille. Il suffit alors de faire tourner les moteurs pas à pas en conséquent.

Afin de commander votre machine a dessiner, il vous faudra :

• Une carte Arduino Uno ou une carte compatible.
• Une carte de commande de deux moteurs pas à pas référence( PAP1 )
• une fiche trois broches pour connecter un servo-moteur. Par exemple une carte référence ( SERVO1 ) peut convenir.

L'ensemble des composants électronique a été vissé sur une plaque de MDF de 3mm d'épaisseur,qui elle même a été fixé au dos de la planche à dessiner.

A l'aide de trois fils réaliser les connexions suivant le schémas ci-dessous :

Réalisez les connexions suivant le schémas ci-dessous :

Pensez à ajouter deux résistances de 4.7k entre les lignes SDA,SCL et la ligne +5V. Ces résistances de pull-up sont nécessaires pour assurer un bon fonctionnement du bus I2C

Afin d'interpréter correctement les ordres reçus par l'ordinateur, il faudra charger dans votre carte Arduino Uno, le programme SHELL_UNO28.INO

Développé en delphi, le logiciel permet à partir d'une image d'obtenir une version binarisée. Un algorithme maison transforme celle-ci en “coup de crayon” afin d'obtenir le dessin voulu. Puis celui-ci communique avec la carte Arduino pour la commande des différents moteurs.

Télécharger librement le logiciel pour Windows xp/ 7 / 8. Cliquez sur l’exécutable et suivez les instructions.

Connecter votre carte Arduino sur un port USB de votre ordinateur. ( Veuillez a toujours utiliser le même port USB ! ). Lors du premier lancement du logiciel, il faudra renseigner quel est le numéro de port série qu'il faudra utiliser. Pour cela cliquez sur le bouton (1). Une fois le bon port sélectionné, cliquez sur le bouton (2) afin de sauvegarder votre réglage. Puis cliquez sur le bouton (3) pour établir la connexion avec la carte Arduino. Lors des démarrage suivant, le réglage n'étant plus a faire , vous pourrez directement vous connecter à la carte Arduino.

Dans l'onglet Réglage machine, régler les paramètres suivants :

• (1) L'adresse I2C du controleur moteur référence PAP1 ( voir documentation de la carte ici )
• (2) Les dimensions de la feuille de papier ( par défaut une feuille A4 mesure 210×297 mm )
• (d) et (h) qui dépendent de la géométrie de votre machine comme le montre l'image ci-dessous

• (p) le nombre de pas par metre. Le plus simple est de procéder par essais successifs. Si vous obtenez un dessin trop grand il faudra diminuer cette valeur sinon il faudra l'augmenter.
• (v) entre 1 et 255. Diminuez cette valeur si vous constatez une perte de pas ( ou augmenter la tension d'alimentation des moteurs … )
• (b) Correspond à la broche de l'arduino utilisée pour commander le servo-moteur de la gondole. Lors devotre première connexion, il faudra cliquer sur le bouton (3) afin de stocker cette information dans la carte Arduino.
• Les boutons (4) et (5) permette de tester que la commande du servo-moteur de la gondole fonctionne.
• Sauver vos paramètres en cliquant sur le bouton (6)
• Cliquez sur (7) si vous voulez revenir aux réglages précédemment enregistrés.

Une fois vos réglages correctement effectués et sauvegardés, vous n'aurez plus besoin de revenir sur cet onglet mais pourrez directement passer à l'onglet Calibration du zéro machine

• En utilisant les boutons (1) , déplacez la gondole pour amener le feutre sur le coin en bas à gauche de votre feuille de papier.
• Une fois cette position atteinte cliquez sur le bouton (2) pour valider celle-ci comme étant la position d'origine de la machine.

dans l'onglet dessiner,

• Cliquez sur le bouton (1) pour charger une image
• Après avoir choisi un niveau de seuil (2) entre 1 et 255, cliquez sur le bouton (3) pour binariser votre image. Modifier éventuellement le seuil et rebinariser jusqu'a obtenir une image monochrome satisfaisante.
• Lancer l'exécution de votre dessin en cliquant sur (4).
• Un appui sur (5) interrompt le dessin et repositionne la gondole sur la position d'origine de la machine.

Un dessin complexe peut mettre 1 à 2 heures pour être réalisé. C'est étonnant de voir la “gondole” se déplacer chaotiquement sur la feuille de papier notamment sous l'action de la came. Ces mouvements ératiques donnent un charme certain à la chose … Le résultat s'apprécie en général de loin comme le montre les exemples réalisés avec cette machine. Mais n'hésitez pas à zoomer pour apprécier la course folle du feutre …

Cliquez sur les images ci-dessous pour voir ce que ça donne.

Pour faire plaisir aux petits … et aux grand enfants aussi !

Voici les images d'une seconde version de la machine à dessiner prévu pour être “collé” avec des aimants sur un tableau blanc. Cette version est donc rapidement démontable et plus facilement transportable … De plus l'utilisation du shield EASYBOT1 avec son kit commande de deux moteurs cc permet un montage de l'électronique sans aucune soudure.