DrawPi – Traceur pendulaire minimaliste

L’idée :

Il y a, depuis plusieurs années, pas mal d’exemples sur le net de traceurs pendulaires (« vertical plotter »). Trouvant le concept sympa (l’évidence du principe mécanique, le fait de voir le dessin apparaître progressivement, le fait d’avoir un objet physique en sortie…), j’ai décidé de m’y coller. J’ai également considéré la possibilité d’en faire un portraitiste (le premier nom de mon projet était Pirtraitiste… de par l’utilisation du Raspberry Pi et de son module camera). Je souhaitais aussi avoir une mise en œuvre la plus simple et transportable possible (ne pas faire de trous dans les murs, ne pas avoir besoin d’un laptop pour le piloter, pas de carte Arduino…), d’où une taille réduite, la possibilité de le monter sur un pied photo et d’avoir une batterie rechargeable. Voilà donc les résultats, avec toujours des idées d’évolutions, améliorations….

Synoptique général :

Les éléments techniques

  • Un Raspberry Pi (modèle A), avec :

    • Son module camera.

    • Une batterie USB pour l’alimentation autonome.

    • 3 boutons poussoirs et une LED RGB pour l’interface homme machine.

    • Des scripts en python pour piloter le tout.

    • Quelques lignes HTML/PHP pour permettre également un pilotage simple par Wi-fi.

    • Un boîtier Raspberry Pi en contreplaqué (fait à la main avant d’expérimenter la découpe laser au LabFab MDA).

  • Un traceur pendulaire le plus simple possible avec :

    • Des moteurs pas à pas 28BYJ-48 (faible coût, faible consommation, compatibilité 5 Volts)

    • Courroies et poulies GT2 pour la transmission du mouvement au chariot de traçage (choix dictée pour la facilité de mise en œuvre).

    • Un micro servomoteur ‘SG9’ pour gérer le relevé du feutre et une structure mécanique en contreplaqué.

Fonctionnalités

  • Zone de dessin 200 mm x 200 mm

  • Élément de maintien pour des feuilles A4 (clamps magnétiques)

  • Compatible avec des feutres ou stylos de diamètre 5 mm à 15 mm

  • Fixation compatible avec un trépied photo (vis Kodak ¼’)

  • Contrôle de la prise de vue et lancement du dessin avec 3 boutons poussoirs et une LED RBG

  • Alimentation autonome > 2hr (la durée n’a pas été mesurée précisément).

Nomenclature

  • 1x Raspberry pi modèle A (ça devrait aussi fonctionner sur les modèles plus récents… ou plus idéalement avec le dernier “Pi zero W”)

  • 1x Carte SD 16 GB (8 ou 4 GB devrait faire l’affaire, j’utilise Jessie-lite comme point de départ)

  • 1x dongle Wi-fi

  • 1x batterie USB

  • 1x câble USB vers micro USB (entre la Batterie et le Raspberry pi)

  • 1x alimentation USB (pour charger la batterie)

  • 3x poussoir (tac switches) et résistances de pull-up

  • 1x LED RGB LED et ses 3 résistances

  • 1x morceau de plaque de prototypage à trous (type verobaord) pour câbler les switchs, résistances, LED, …

  • 2x moteurs pas à pas 5 Volts 28BYJ-48

  • 1x 2m de courroie GT2

  • 2x poulies GT2 20 dents (compatibles avec le diamètre des moteurs 28BYJ-48 : 5mm)

  • 1x servomoteur micro ‘SG9’

  • 1x contreplaqué de peuplier 5mm (600 x 400 mm) pour constituer les éléments du plotter vertical

  • 1x contreplaqué de peuplier 5mm (pour le boîtier du Pi, découpé à la main).

  • 1x support de smart phone modifié pour une fixation du traceur sur un trépied photo

  • 1x trépied photo

  • 1x stylo feutre

  • 4x petits aimants pour les clamps magnétiques

  • divers élastiques, vis, colles, câbles… pour que tout cela tienne ensemble.

Les évolutions en réflexion

  • refaire le câblage (meilleurs connecteurs en commande).

  • passer le traceur pendulaire sur une structure en PMMA (pour le fun et l’esthétique) –> en cours, cela n’apporte rien au fonctionnel.

  • nettoyer le code python, corrections des bugs, stabilité…..histoire sans fin 😉

  • amélioration du système de fixation de la feuille, je suis pas trop satisfait du fonctionnement (pour faciliter positionnement de la feuille).

  • améliorer les algorithmes de traitement pour de meilleures options de dessin –> en cours

  • gagner en performance (passage en C?).

  • gagner en vitesse de dessin (optimisation du pilotage des moteurs, optimisation des trajets de déplacement).

  • passage de l’interface wi-fi en mode Access-Point pour pouvoir s’affranchir du réseau de la maison.

  • possibilité de charger l’élément (image) à imprimer via un smartphone.

Plan de coupe :

Télécharger (PDF, 40KB)

Bravo et merci à Etienne pour ce projet documenté !
etienne.8tn(@)gmail.com (février 2017)