Подробная инструкция по изготовлению яйцебота на Arduino. От идеи к реализации.

В последнее время на муське стали всё чаще появляться обзоры на товары, купленные на таобао. Я тоже решил, что хочу освоить этот всемирно известный магазин. И решил я это освоение совместить с моей дальней хотелкой. Поэтому я пошел на тао уже с готовым списком товаров, который приведу чуть ниже. И в итоге закупил всё что нужно для создания в домашних условиях станка по разрисовыванию яиц, а также любых других сферических предметов (шариков, мячиков и тд) далее я буду называть его яйцебот.
Этот обзор будет несколько отличаться от всех моих предыдущих обзоров. Но думаю вам, мои читатели, он понравится.
Итак, начнём с теории. Что такое яйцебот (eggbot)?
Для тех, кто не в курсе яйцебот — это машина (ЧПУ-станок), которая обычным фломастером (карандашом\ручкой\кистью) 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.
C помощью яйцебота можно делать вот такие рисунки:





На ютубе полно еще более интересных примеров с рисунками. Мне, например, нравится вот этот:

И на самом деле возможности яйцебота ограничены лишь нашей фантазией. Поэтому эта тема достаточно обширна и интересна.
Почему я вообще решил собирать яйцебот?
Ну, во-первых, потому что могу. И хочу. И мне эта тема интересна.
Вторым подталкивающим шагом стала статья найденная на 3dtoday.ru под названием Бюджетный 3Д-печатный Яйцебот Про Мини
Ну и третья причина — это наличие у меня 3Д принтера Anet A8, применение которому также надо было найти.
Четвёртым доводом стала цена. Стоимость всех комплектующих не превышает 50 долларов. А, например, этот же eggbot от фирмы EleksMaker стоит уже от 180 долларов и выше.
В общем решено брать и делать. Весь процесс от старта до реализации у меня занял почти 3 месяца. Конечно я не возился все 3 месяца с этим яйцеботом. При наличии всех комплектующих, собрать готовый станок можно буквально за один вечер.
Кстати! Перед тем как начинать писать обзор, я связался с автором данного проекта яйцебота, и попросил разрешения на публикацию тут всей информации. Разрешение было получено. Также автор рассказал что занимается продажей уже готового набора для сборки яйцебота, который можно купить на ebay по этой ссылке. И даже готов сделать скидку для пользователей PlusPda до 45$ за комплект. (электроника+все детали, напечатанные на 3Д принтере)

Для того чтобы получить такую цену, нужно на странице заказа нажать кнопку «Предложить цену» и в сообщении продавцу написать MYSKU А потом просто дождаться ответа с согласием на цену в 45$
(Этот вариант подойдет для тех людей, у которых нет 3Д принтера, а желание собрать подобный яйцебот имеется)
Для тех у кого 3Д принтер в хозяйстве есть, можно просто скачать все файлы для печати с github или с thingiverse
Ну а электронную часть заказать в онлайн магазине. Как это собственно я и сделал.
Для сборки яйцебота нам понадобятся следующие запчасти:
1 x Arduino UNO (лучше взять 2шт. так как в процессе сборки один можно спалить неправильным подключением)
2 x Шаговый двигатель 28BYJ-48-5V (можно также использовать 28BYJ-48-12V, но к ним надо брать блок питания на 12V)
2 x ULN2003 Драйвер шагового двигателя
1 x SG90 Микро серво двигатель
1 x 12V Блок питания (при условии, что вы планируете собирать яйцебот на шаговых двигателях 28BYJ-48-12V)
1 x USB Кабель для соединения с компом
2 x 608 Подшипник (легко вытаскивается из уже заброшенных детьми спиннеров)
Немного проводов для подключения между собой arduino UNO и драйверов. (12 проводов с разъёмами папа-мама, длинной около 15см и 3 провода папа-папа длинной также около 15см)
Также нам понадобятся следующие комплектующие:
1 x 15x20мм Пружина 9можно сделать из PLA, можно вытащить из старой игрушки.)
1 x 2x18мм Гвоздь без шляпки
2 x M4x16 Болт
2 x M4 Гайка
8 x M3x12 Винт
5 x M3x16 Винт
12 x M3 Гайка
4 x M3 Шайба
12 x M2x4 Винт
24мм резиновая прокладка (можно и напечатать, если есть Flex пластик)
15мм резиновая прокладка (можно и напечатать, если есть Flex пластик)

Их можно найти на рынке, выгрести из старых запасов и т.д. Заказывать болты винты и гайки в онлайн магазине
смысла нету.
Все запчасти я решил заказывать на TAOBAO по двум причинам. Первая, для того чтобы опробовать посредника yoybuy.com
И вторая, то что получу все нужные запчасти сразу в одной посылке. И не придется ждать пока придут все запчасти от разных продавцов.
Итак, вот мой список:
Arduino UNO R3
шаговый мотор 28BYJ-48-5V сразу в комплекте с драйвером ULN2003.
SG90 Микро серво двигатель
Подшипники 608ZZ
Вместе с доставкой весь набор обошелся мне в 38.82$

Но как видим, комплектующих я брал с запасом. +1 шаговый двигатель, +1 серводвигатель и +1 подшипник. (кстати моей ошибкой было то, что я не взял +1 Arduino UNO, что в последствии доставило мне много лишних хлопот)
Как пользоваться услугами посредника yoybuy.com рассказывать не буду. Там всё довольно просто и понятно. И в целом я остался доволен этим посредником. Сейчас формирую новый заказ, но о нём пока рассказывать не буду.
Весь комплект добирался до меня почти 30 дней.
На почте получил хорошо упакованную коробку:

И внутри вся электроника для будущего станка:

Подробнее:
Arduino UNO:



Шаговые моторы 28BYJ-48-5V с драйвером ULN2003:







Микро серво двигатель SG90:




Подшипники 608ZZ:


Кстати, как я уже говорил, эти же подшипники можно вытащить из спиннера:

Они абсолютно идентичные:

Блок питания на 12V. 2А. В моем проекте он не используется. Потому что я использую шаговые двигатели на 5V. Блок питания был взят для другого проекта:

В комплекте к блоку питания в подарок лежала открывашка:

(я правда пиво не пью, поэтому задарил её брату в этот же день)
Также для проекта я напечатал детали на своём 3Д принтере следующий список деталей:
1 x 0000001. Нижняя крышка корпуса
1 x 0000002. Верхняя крышка корпуса
1 x 0000003. Логотип
2 x 0000004. Держатель гайки М4
1 x 0000005. Правая ось поддержки яйца
1 x 0000006. Держатель пружины
1 x 0000007. Держатель правой оси
1 x 0000008. Фиксатор оси поддержки
2 x 0000009. Держатель болта М4 низ
2 x 0000010. Держатель болта М4 верх
1 x 0000011. Держатель левой оси
1 x 0000012. Левая ось поддержки яйца
1 x 0000013. Держатель руки маркера
1 x 0000014. Направляющая держателя руки маркера
1 x 0000015. Корпус направляющей
1 x 0000016. Рука маркера H
1 x 0000017. Рука маркера V
1 x 0000018. Правая крышка корпуса



Синий пластик это PLA от BestFilament
Зеленый пластик это PLA от Creozone.
В итоге всё что нужно для сборки яйцебота можно увидеть на фото:

(еще раз напомню что блок питания нужен только если вы будете использовать шаговые двигатели на 12V)
Честно признаюсь, что процесс сборки яйцебота я благополучно забыл сфотографировать.
Собирал по имеющейся инструкции.
Электронику подключал по следующей схеме:

Для работы яйцебота нам нужно скачать и залить в arduino прошивку.
И скачать и установить на компьютер программу inkscape с уже встроенным плагином eggbot. Для использования её в качестве управляющей программы.
Я всё это сделал.
НО! В процессе выяснилось, что пришедшая Arduino UNO пришла ко мне без залитого бутлодера.

Поэтому залить в неё прошивку не получалось:

В Arduino IDE она определяться отказывалась:

И даже попытка прошить плату, используя в качестве ISP-программатора другую Arduino UNO ни к чему не привела:

(За неработающую ардуину, посредник yoybuy.com уже вернул мне деньги на внутренний счёт в моём аккаунте, что еще раз подтверждает серьёзность данной конторы)
Очень жалко, но так как руки чешутся, собрать яйцебот хочется, пришлось вместо Arduino UNO использовать имеющийся у меня arduino MEGA. В корпус она уже не влезет, но по крайней мере будет работать, пока другая Arduino UNO будет ехать ко мне с Китая.
Но просто так прошивка для UNO заливаться в MEGA не будет. Для желающих повторить, нужно сделать поправку в коде:
Нужно заменить строчку SPMCSR &= ~SELFPRGEN; на SPMCSR &= ~SPMEN;
После этого уже прошивка нормально загружается в arduino MEGA и яйцебот готов к работе. Правда имеет вид не очень эстетичный:


Но тут уже ничего не поделать. Лучше так, чем ждать еще месяц пока придёт UNO.
Еще несколько фотографий для представления как это выглядит в сборе:



С зажатым яйцом. До первых опытов. Яйцо чистое. В качестве пера используется обычный маркер с тонким кончиком:


Маркер с толстым кончиком:



Также вместо маркера можно использовать обычный карандаш:


Но карандаш плохо видно на некоторых яйцах.
Хорошо себя зарекомендовала Ручка роллер Erich Krause.
Вот примеры:



А вот примеры с маркером:



Как видим маркер делает более толстые линии, и это нужно учитывать при выборе рисунка.
Как работает яйцебот можно увидеть далее. Запускаем программу inkscape, выбираем рисунок. Далее плагины-eggbot-eggbot control, вкладка plot и нажимаем «применить»:


Пока это еще пробные запуски. Осваиваю программу инкскейп, и пробую различные настройки. Но уже понимаю, что проект достаточно интересный и увлекательный.
Заключение:
Возможно данный обзор написан недостаточно подробно, но что узнал и освоил в процессе покупки, сборки и наладки вроде рассказал. Проект eggbot считаю выполненным.
Мне очень понравился как процесс, так и результат. Местами пришлось хорошо напрячься, чтобы заставить работать эту шайтан-машину. Местами даже пришлось крепко понадоедать с вопросами автору проекта (надеюсь Владимир на меня за это не в обиде)
Но результат того стоит. Эта машинка скоро начнёт использоваться для изготовления оригинального подарка родственникам. Рисовать поздравления с новым годом на ёлочных шариках (не показал на фото, потому что за шариками поедем с семьёй только через неделю).
Я лично прокачал свои навыки в качестве электронщика. И понял, что не такой уж я и тугодум, и вполне еще способен обучаться.
Если вы надумаете собирать такой же яйцебот, вы можете использовать данный обзор как гайд, (или использовать статьи про сборку, написанные автором проекта. Ссылки я давал выше) а также задавать свои вопросы в комментариях. Я думаю, что при хорошей активности, автор проекта зарегистрируется на муське, и сможет ответить на ваши вопросы.
На этом всё. Спасибо за внимание.