Arduino筆記(25)：Mini DVD 繪圖機

大概有一、兩個星期，沒有特別製作一些有趣的主題，花了一些時間研究 3D印表機及CNC畫圖/雕刻機，一直想用 42型的馬達製作 CNC繪圖/雕刻機。看到網路上有人將 2個 DVD光碟機拆來當作繪圖機，想說有空也來實做看看，瞭解其原理及程序後，再動手製作較大型的 CNC繪圖機。

利用端午節的連續假期，在住家附近的資源回收商，買了兩個DVD 光碟機跟 6個 42型步進馬達，回家打算研究一下如何透過光碟機的步進馬達，做成X-Y軸式的繪圖機。先看看最後的成品，再來細說過程中遭遇的困難與挑戰。

[製作過程]

(1) 拆開光碟機後，就利用兩個外殼，加上兩個 L型支架，鑽孔鎖上螺絲。

(2) 將步進馬達的延長排線剪斷，上面有 4個接點，將 4條電線分別焊接到這 4個點。

(3) 量好距離，將固定螺絲的位置鑽孔，鎖上六角螺絲，直立的部分是 X 軸(橫向)，平面的部分是 Y 軸(直向)。固定時，需要注意水平與垂直，不可歪斜太多，否則會造成墨水著色不均或歪斜的情況。繼續製作的過程中，發生幾個狀況，讓我不得不對重新調整。例如：

• 其中一個 DVD(X軸橫向) 買來時，上面的支架塑膠已經稍有裂開 (下圖左上角處)，還可使用，測試列印幾次後，就卡住完全不動，害我不得已再去買一個舊的光碟機來替換。

• 買來的是 ASUS光碟機，又發生一個插曲：打開外殼一看，真的傻眼了，驅動改用一般的馬達，不是用螺旋桿式的步進馬達。不得已只好再去買一個 TEAC的 DVD光碟機，還好價格非常非常便宜。(原來買的兩個是 SANYO 跟 Samsung兩款，斷裂塑膠片的是 Samsung 那一台)

• 替換的光碟機，因螺絲孔位與前一個不同，需重新鑽洞，剛好卡到 L型支架，不得已將 L型支架轉 90度，變成長邊在水平端，短邊在直立端。還好重新鑽孔，已經熟悉了，不會太難。

(4) 依照下圖連接線路。

來源：Instructables.com

(5) 安裝 Y 軸(直向)端平台，這個平台規格是 10cm * 10cm。剛開始，使用珍珠板(圖左)切割一個10 cm正方的平台，也對準光碟機讀寫頭的形狀挖出空心，使用熱溶膠固定。測試幾下，發現太軟了，只好改用較硬的木板(圖右)。

(6) 安裝畫筆的筆架，筆架的穩固跟畫出來圖的品質有很大的關係，我也是在這個地方花很多時間調整。

• 剛開始，將筆放進大小差不多的紙筒內，發現差一點點，就用大吸管，多加幾層當作固定，將紙筒上方切開，放進一截貼有雙面膠的導電帶。看似可以，由於紙筒僅用兩條電線捆住，無法完全固定的情況下，晃的很厲害，畫出來的圖更是亂七八糟。

• 最後因為 X 軸(橫向)的光碟機滑動桿卡住，決定改用另一種畫筆的移動方式。於是將拆下了的光碟機，找到開啟光碟機的機構，將上下部分切開，只留中間一段。兩片塑膠可順利滑動，一片固定畫筆，一片固定在 X 軸(橫向)的讀寫頭上，同時也將 SG-90的伺服馬達固定在這片塑膠上。改良如下圖。

• SG-90的伺服馬達，上下移動時，將另一片塑膠提起/放下，提起時，畫筆離開紙面，放下時畫圖。

• 測試繪圖時，發現 Y 軸(直向)端的平台鎖的太靠近內側，畫出來的圖，剛好畫到圖紙的邊緣，於是加上4個六角螺絲，將X 軸(橫向)的支架向外延伸。

到這裡才算是告一段落，當然後續也有陸續調整，如延長 Y 軸(直向)端的步進馬達電線長度、將畫筆再加以穩固等。

[列印程序]

(1) 先將程式上傳到 Arduino，我參考的是 Electric DIY Lab 網站的程式，您可到 mediafire 去下載。這裡發生一個狀況是，原本該下筆畫畫的，變成提筆不畫，該提筆的變成畫圖，剛好相反，原因是我的SG-90步進馬達的搖臂跟原作者的方向相反，只好將原本上下筆的兩段程式 up 跟 down對調過來，因程式較長，就不放在部落格上。

(2) 編輯圖形產生 gcode，我用 Inkscape 加裝擴充套件 unicorn，輸出gcode時，會產生以下錯誤。找了一下網路文章，還沒解決，改天在另外寫一篇如何使用 Inkscape 產生 gcode的文章。