Всем привет!
Пасха заканчивается и тема печати различных узоров на яйцах становится чуть менее актуальной, но от этого не становится менее актуальным яйцебот, нужный всем и всегда круглый год 🙂
Для тех кто не в курсе яйцебот — это машина, которая обычным фломастером умеет рисовать на любых сферических объектах: яйцах, теннисных шариках, ёлочных игрушках. Концепт механизма придумал дизайнер Bruce Shapiro в далеком 1990-м году, а не так давно знаменитая компания Evil Mad Scientist Laboratories выпустила в свободную продажу свою версию под названием The EggBot. Надо отдать должное Evil Mad Scientist Laboratories свой проект сделала открытым и разрешает пользоваться программным обеспечением для других яйцеботов даже в коммерческих проектах.
Вот такие произведения искусства получаются на выходе:
Простые картинки можно рисовать в любом векторном редакторе, а сложные геометрические объекты можно создать, например, на питоне.
# Generate a 3200 x 800 geometrical pattern for Eggbot plotting # See http://www.egg-bot.com/ for info on the Eggbot # # Dan Newman, 2 January 2011 # dan dot newman at mtbaldy dot us # Public domain (http://creativecommons.org/licenses/publicdomain/) HEIGHT = float( 800.0 ) WIDTH = float( 3200.0 ) scale = WIDTH / ( 16.0 * 3 ) # 16 horizontal repeats epsilon = float(1.0e-5) # Relative moves for drawing the vertical elements DOWN = [[0.0, scale], [scale, 2*scale], [0.0, scale], [-scale, 2*scale]] UP = [[0.0, -scale], [scale, -2*scale], [0.0, -scale], [-scale, -2*scale]] # How to switch to going up when you stop going down after DOWN[i] DU_switch = [scale, -scale, -scale, scale] # Relative moves for drawing the horizontal elements (L2R = left-to-right) L2R = [[scale, 0.0], [2*scale, scale], [scale, 0.0], [2*scale, -scale]] R2L = [[-scale, 0.0], [-2*scale, scale], [-scale, 0.0], [-2*scale, -scale]] # How to switch to R2L after stopping in L2R at index i LR_switch = [scale, -scale, -scale, scale] # Compute the intersection of two lines # See eggbot_hatch.py for complete details def intersect( P1, P2, P3, P4 ): ''' Determine if two line segments defined by the four points P1 & P2 and P3 & P4 intersect. If they do intersect, then return the fractional point of intersection "sa" along the first line at which the intersection occurs. ''' # Precompute these values -- note that we're basically shifting from # # P = P1 + s (P2 - P1) # # to # # P = P1 + s D # # where D is a direction vector. The solution remains the same of # course. We'll just be computing D once for each line rather than # computing it a couple of times. D21x = P2[0] - P1[0] D21y = P2[1] - P1[1] D43x = P4[0] - P3[0] D43y = P4[1] - P3[1] # Denominator d = D21x * D43y - D21y * D43x # Return now if the denominator is zero if d == 0: return float( -1 ) # For our purposes, the first line segment given # by P1 & P2 is the LONG hatch line running through # the entire drawing. And, P3 & P4 describe the # usually much shorter line segment from a polygon. # As such, we compute sb first as it's more likely # to indicate "no intersection". That is, sa is # more likely to indicate an intersection with a # much a long line containing P3 & P4. nb = ( P1[1] - P3[1] ) * D21x - ( P1[0] - P3[0] ) * D21y # Could first check if abs(nb) > abs(d) or if # the signs differ. sb = float( nb ) / float( d ) if ( sb < 0 ) or ( sb > 1 ): return float( -1 ) na = ( P1[1] - P3[1] ) * D43x - ( P1[0] - P3[0] ) * D43y sa = float( na ) / float( d ) if ( sa < 0 ) or ( sa > 1 ): return float( -1 ) return sa # Determine whether a line segment needs to be clipped to # fit within the drawing page def clip( x1, y1, x2, y2 ): if ( x1 >= 0.0 ) and ( x1 <= WIDTH ) and ( x2 >= 0.0 ) and ( x2 <= WIDTH ) and \ ( y1 >= 0.0 ) and ( y1 <= HEIGHT ) and ( y2 >= 0.0 ) and ( y2 <= HEIGHT ): return float( -1.0 ) if ( x1 < 0.0 ) or ( x2 < 0.0 ): s = intersect( [x1, y1], [x2, y2], [0.0, 0.0], [0.0, HEIGHT] ) if ( s > 0.0 ): return s if ( x1 > WIDTH ) or ( x2 > WIDTH ): # We allow going an extra pixel across in case there is drawing error s = intersect( [x1, y1], [x2, y2], [WIDTH+1.0, 0.0], [WIDTH+1.0, HEIGHT] ) if ( s > 0.0 ): return s if ( y1 < 0.0 ) or ( y2 < 0.0 ): s = intersect( [x1, y1], [x2, y2], [0.0, 0.0], [WIDTH, 0.0] ) if ( s > 0.0 ): return s if ( y1 > HEIGHT ) or ( y2 > HEIGHT ): s = intersect( [x1, y1], [x2, y2], [0.0, HEIGHT], [WIDTH, HEIGHT] ) if ( s > 0.0 ): return s return float( -1.0 ) # Plot a collection of line segments def plot( points, color='black' ): # First line segment s = clip( points[0][0], points[0][1], points[1][0], points[1][1] ) if ( s < 0.0 ): p = 'M %f,%f' % ( points[0][0], points[0][1] ) else: p = 'M %f,%f' % ( points[0][0] + s * ( points[1][0] - points[0][0] ), points[0][1] + s * ( points[1][1] - points[0][1] ) ) x0 = points[1][0] y0 = points[1][1] p += ' L %f,%f' % ( x0, y0 ) # Intermediate line segments for i in range(2, len( points ) - 1): x0 = points[i][0] y0 = points[i][1] p += ' L %f,%f' % ( x0, y0 ) # Final line segment x = points[-1][0] y = points[-1][1] s = clip( x0, y0, x, y ) if ( s < 0.0 ): p += ' L %f,%f' % ( x, y ) else: p += ' L %f,%f' % ( x0 + s * ( x - x0 ), y0 + s * ( y - y0 ) ) print '<path stroke="%s" stroke-width="1" fill="none" d="%s"/>' % ( color, p ) # Draw the vertical elements def vertical( x, y, color, down, up ): if ( y > ( scale + epsilon ) ): i = len( down ) - 1 while ( y > ( scale + epsilon) ): x -= down[i][0] y -= down[i][1] i -= 1 if ( i < 0 ): i = len( down ) - 1 else: i = -1 points = [[x, y]] while ( y < ( HEIGHT - epsilon ) ): i += 1 if ( i >= len( down ) ): i = 0 x += down[i][0] y += down[i][1] points.append( [x, y] ) plot( points, color ) x += DU_switch[i] points = [[x, y]] while ( y > epsilon ): x += up[i][0] y += up[i][1] points.append( [x, y] ) i -= 1 if ( i < 0 ): i = len( up ) - 1 plot( points, color ) # Draw the horizontal elements def horizontal( x, y, color, l2r, r2l ): if ( x > ( scale + epsilon ) ): i = len( l2r ) - 1 while ( x > ( scale + epsilon ) ): x -= l2r[i][0] y -= l2r[i][1] i -= 1 if ( i < 0 ): i = len( l2r ) - 1 else: i = -1 points = [[x, y]] while ( x < ( WIDTH - epsilon ) ): i += 1 if ( i >= len( l2r ) ): i = 0 x += l2r[i][0] y += l2r[i][1] points.append( [x, y] ) plot( points, color ) y += LR_switch[i] points = [[x, y]] while ( x > epsilon ): x += r2l[i][0] y += r2l[i][1] points.append( [x, y] ) i -= 1 if ( i < 0 ): i = len( r2l ) - 1 plot( points, color ) print '<svg xmlns:inkscape="http://www.inkscape.org/namespaces/inkscape" width="%d" height="%d">' % ( int( WIDTH ), int( HEIGHT ) ) print '<g inkscape:groupmode="layer" inkscape:label="1 - vertical">' Color = 'green' x1 = 0.0 y1 = 0.0 x2 = 1.5 * scale y2 = 1.5 * scale while ( x1 < ( WIDTH - epsilon ) ): vertical( x1, y1, 'green', DOWN, UP ) if ( x2 < ( WIDTH - epsilon ) ): vertical( x2, y2, 'green', DOWN, UP ) x1 += 3 * scale x2 += 3 * scale print '</g>' print '<g inkscape:groupmode="layer" inkscape:label="2 - horizontal">' x1 = 0.0 y1 = 0.0 x2 = 1.5 * scale y2 = 1.5 * scale while ( y1 < ( HEIGHT - epsilon ) ): horizontal( x1, y1, 'blue', L2R, R2L) if ( y2 < ( HEIGHT - epsilon ) ): horizontal( x2, y2, 'blue', L2R, R2L) y1 += 3 * scale y2 += 3 * scale print '</g>' print '<g inkscape:groupmode="layer" inkscape:label="3 - border">' print '<path stroke="black" stroke-width="1" fill="none" d="M 0,0 l %d,0"/>' % ( int( WIDTH ) ) print '<path stroke="black" stroke-width="1" fill="none" d="M 0,%d l %d,0"/>' % ( int( HEIGHT ), int( WIDTH ) ) print '</g>' print '</svg>'
А вот получившееся изображение уже на яйце:
Энтузиасты создают даже картинки со стробоскопическим эффектом при вращении:
При создании своего яйцебота я не ставил перед собой цели уложиться в $15, но так уж вышло :). Для сравнения оригинальный Eggbot Pro стоит $325, что дороже на порядок. Основная стоимость любого яйцебота — шаговые двигатели. Я использовал самые доступные — 28BYJ-48-12V, отсюда и итоговый ценник в 15 баксов.
Итак для приготовления моего яйцебота вам понадобится:
1. 110 грамм пластика ABS или PLA. Черные детали я печатал ABS-ом, желтые PLA. Уж больно PLA красив при печати на стекле )
2. Электроника в ассортименте:
- 1 x Китайская Arduino UNO c Aliexpress с кабелем для компа за 250 руб.
- 2 x 28BYJ-48-12V Шаговый двигатель + ULN2003 Драйвер шагового двигателя за $1.
- 2 x ULN2003 Драйвер шагового двигателя.
- 1 x SG90 Микро серво двигатель.
- 1 x 12V Блок питания (можно и не покупать если есть).
3. То что не можем напечатать:
- пружина.
- болты, винты, гайки, шайбы.
- резиновая прокладка (можно и напечатать, если у вас есть Flex).
- подшипник 608.
Пластик засовываем в 3Д принтер и печатаем детали, модели которых я заботливо поместил сюда.
Подробно о том чего и сколько печатать, где конкретно взять электронику, сколько и каких болтов надо смотрим тут.
Тем кто еще не приобрел 3Д принтер, но очень хочет приготовить своего яйцебота я могу напечатать все детали и отправить почтой. Обращайтесь в личку, все будет в лучшем виде! Я гарантирую это!
После печати можно приступить к сборке.
Сборка устройства выглядит примерно так:
Для того, чтобы у вас все получилось я потратил много времени и подготовил инструкцию по сборке и подключению электроники в картинках. Скачать инструкцию можно тут.
После печати и сборки у вас должно получиться такое устройство:
После сборки в яйцебота нужно поместить прошивку. Так, как мозгом устройства является обычная ардуино, у вас не должно возникнуть с этим проблем.
- Скачиваем и распаковываем прошивку отсюда.
- Загружаем Arduino IDE, устанавливаем и запускаем.
- Подключаем яйцебота к компьютеру, выбираем в Arduino IDE модель платы и COM порт.
- Открываем файл Eggduino.ino из папки с прошивкой и загружаем ее в Arduino.
В качестве управляющей программы используется всем известный Inkscape с плагином, написанным Evil Mad Scientist Laboratories. Плагин позволяет настраивать яйцебота, управлять им вручную и отправлять картинки на печать. Я заботливо добавил плагин в Inkscape и поместил готовый архив тут.
Если у вас уже есть Inkscape, но нет плагина, то взять его отдельно можно тут.
Скачиваем, устанавливаем и запускаем Inkscape. Идем в меню с плагинами, ищем там подменю EggBot. Открываем плагин, настраиваем высоту поднятия фломастера и печатаем на яйце все что угодно.
Еще я собрал и выложил небольшую коллекцию с примерами. Посмотреть ее можно тут.
В итоге яйцебот должен работать так:
Свой проект я разместил на гитхаб. Форкаем, ставим звездочки, модифицируем и так далее.
Про thingiverse.com тоже не забыл.
Канал на ютубе. Подписываемся и ждем новые серии!
Завел бложик для своих проектов, но пока еще ничего не успел написать — Probot.XYZ
ссылка на оригинал статьи https://geektimes.ru/post/288220/
Добавить комментарий