Arduino-gestuurde tekenrobot (review)

De Arduino-gestuurde tekenrobot is een goedkope penplotter waarmee je kleine tekeningen op papier kunt maken. Hij is gebaseerd op een Arduino Nano-board met een bluetoothuitbreidingsmodule, waardoor hij kan worden bestuurd vanaf een Android-smartphone. Het geheel wordt geleverd als een kit met onderdelen die je zelf in elkaar moet zetten. Een handleiding is niet inbegrepen, maar je kunt die downloaden van internet. Het in elkaar zetten van de kit is niet al te ingewikkeld, als je de oriëntatie van de onderdelen maar in de gaten houdt.

Vergelijkbaar met de zandklok

De tekenrobot werkt op dezelfde manier als de Elektor zandklok, dit betekent dat hij een pantograaf heeft die de pen vasthoudt in plaats van een kop die op aparte x- y-assen werkt. Dit zorgt voor een eenvoudiger mechanisch ontwerp met servo's in plaats van motoren en riemen, maar de wiskunde om de pen te positioneren is veel ingewikkelder. Gelukkig wordt dit geregeld door de Arduino Nano.

De kit wordt geleverd in een grote plastic zak met daarin verschillende kleinere plastic zakjes, die elk verschillende onderdelen bevatten. Een van de zakjes bevat een indrukwekkend aantal schroeven, ringen en moeren, maar, zoals ik ontdekte toen ik klaar was met het in elkaar zetten van mijn kit, bleef bijna de helft ervan ongebruikt.
 

De tekenrobot is gemaakt van sterke onderdelen

De basis van de tekenrobot is een 5,5 mm dikke, zwarte plexiglasplaat van 160 mm bij 95 mm. Er zijn nog twee andere plexiglasonderdelen, de penhouder en de bluetoothmodulehouder. De pantograaf, d.w.z. de arm die de tekenpen vasthoudt, en de servobeugels zijn allemaal gemaakt van 2 mm dik aluminium. De meeste bouten zijn van het inbus type en passend gereedschap wordt meegeleverd. Er worden echter ook enkele kleine kruiskopschroeven gebruikt en daarvoor moet je je eigen schroevendraaier gebruiken.

Als je de stappen in de handleiding nauwkeurig volgt, is het in elkaar zetten van de kit vrij eenvoudig. Er wordt duidelijk aangegeven welk type schroef waar hoort en hoeveel je er nodig hebt. De onderdelen zijn goed gemaakt en alles past goed. De aluminium onderdelen hebben echter scherpe randen en kunnen krassen veroorzaken op het oppervlak waarop je werkt. Ook steken bepaalde bouten ongeveer een halve millimeter uit de onderkant van de grondplaat en dat kan ook krassen veroorzaken. Rubberen plakvoetjes om dit te voorkomen worden niet meegeleverd.

Servo voor pen op/neer aansluiten

Nadat je alle montagestappen hebt doorlopen, is volgens de handleiding de tekenrobot klaar voor gebruik. In mijn geval was de kop echter nog nergens mee verbonden en kon de robot dus nog niet tekenen. Het blijkt dat deze stap ontbreekt in de handleiding, of ik heb hem in ieder geval niet gezien. Als je hem, net als ik, gemist hebt, is dit wat je moet doen. De plastic arm die je op de horizontale servo aan de zijkant van de robot monteert, moet in hetzelfde verticale vlak zitten en recht boven de hendel die uit de achterkant van de servosteun van de pantograaf-steekt. Voor mij betekende dit dat de plastic arm niet helemaal op de horizontale servo moest worden gedrukt, anders kon hij de hendel niet naar beneden duwen. De horizontale servo duwt de hendel naar beneden om de pen op te tillen. Een veer, geholpen door de zwaartekracht, trekt de pen naar beneden tijdens het tekenen.
 

De tekenrobot is voorgeprogrammeerd

De tekenrobot wordt voorgeprogrammeerd geleverd, wat betekent dat als je klaar bent met bouwen, je hem meteen kunt uitproberen. Nou ja, bijna meteen. Je moet eerst een app installeren op een geschikte Android-telefoon. Deze app zit als APK-bestand in de download, maar is niet beschikbaar in de Play Store. Daarom moet je, om hem te installeren, je telefoon toestaan om apps van onbekende bronnen te installeren. Hoe je dit doet, hangt af van je telefoon. Gelukkig is de teken-app niet een van die dubieuze apps vol reclame en cloudverbindingen, het is gewoon een eenvoudige canvas-naar-seriële-tekeninstructies converter. En eigenlijk is hij een beetje te eenvoudig.

De bluetoothapp koppelen

Om de telefoon te verbinden met de tekenrobot moet je moet je hem eerst koppelen met de bluetoothmodule. De app doet dit niet voor je. Dit betekent dat je moet zoeken naar een bluetoothapparaat met de naam 'HC-06'. Mijn telefoon vroeg vervolgens om een pincode om het koppelen te voltooien en stelde behulpzaam '0000' of '1234' voor. Dit laatste werkte. Eenmaal gekoppeld, kun je het apparaat selecteren in de teken-app. Zodra je iets met je vinger op het canvas tekent, begint de tekenrobot het te kopiëren. Het gaat niet erg snel en niet super precies, maar het werkt.

Ik heb geen optie gevonden om een bitmap of ander afbeeldingsbestand in de app te laden. Om wat uitgebreidere tekeningen te maken, zul je ze dus zelf rechtstreeks in de app moeten tekenen. Dit gaat waarschijnlijk makkelijker met een stylus dan met een vinger. Koppel de robot eerst los voordat je gaat tekenen. Als de tekening klaar is, sluit je de robot aan en tik je op de knop Redraw om de tekening te maken. Helaas kun je je tekening ook niet opslaan.
 

De tekenrobot is open source

De download bevat ook de Arduino-sketch die de via de seriële poort ontvangen commando's omzet in penposities. Aangezien de broncode geen commentaar bevat, zul je zelf het communicatieprotocol moeten uitzoeken. Ik heb een snelle analyse gedaan en het blijkt dat de commando's bestaan uit een X- en Y-positie (of hoeken) als drijvende kommawaarden en een aanduiding voor de pen op of neer als een geheel getal, allemaal als ASCII-strings. Deze waarden worden gescheiden door komma's. Een commando wordt beëindigd door het teken 'R'.

Commando's moeten worden bevestigd door het teken 'N' terug te sturen naar de app. De snelheid over de seriële poort is 9600 baud. Denk eraan dat als je een (gewijzigde) sketch wilt uploaden, je de bluetoothmodule moet loskoppelen van de seriële poort om conflicten te vermijden.
 

Conclusie

Nou, dat is het. Als je op zoek bent naar een tekenrobot die je familiefoto's of vakantiefoto's kan omzetten in leuke tekeningetjes, blijf dan zoeken. Als je daarentegen geïnteresseerd bent in het besturen van een robotarm via een seriële poort of bluetooth en je vindt het niet erg om hier software voor te schrijven, dan is de tekenrobot-kit misschien iets voor jou. Hij is compact en sterk, met servo's met metalen tandwielen, waardoor het een mooi en duurzaam robotarm-experimenteerplatform en Arduino-leerplatform is.