Станок для рисования. Рисующий ЧПУ станок WaterColorBot для акварельной живописи

Приветствую всех!

Продолжая развивать тему о радиоуправляемых моделях - сегодня в центре внимания квадрокоптер под названием Eachine CG022 . Данный RC квадрокоптер имеет средний размер, если учесть мои предыдущие обзоры. По размерам он сравним с моделью JJRC 1000A.

Доставка заняла более месяца, что существенно долго. Данный магазин отличается своими низкими ценами на rc модели, но длительной в большинстве случаев доставкой.

Описание и характеристики Eachine CG022:
Брэнд: Eachine
Модель: CG022
Количество каналов: 4
Частота: 2.4G
Время полета: 7-8 минут
Время требуемое для заряда: около 45 минут
Аккумулятор: 3.7V 300mAh li-po аккумулятор
Питание передатчика: 6x AAA батареек
Дальность приема: 30м-60м
Цвет: Белый, Голубой, Желтый, Красный
Размеры: 11x 11 x 4cm
Вес: 33 грамма с аккумулятором
Доп. функции: Флипы, 20/60/100% расходы, дистанционное управление подсветкой, Headless режим !

Как и все свои RC модели - данный квадрокоптер я тестировал в течении нескольких недель прежде чем написать на него обзор. Полеты осуществлялись на улице и в квартире. По размерам его можно сравнить с JJRC 1000A. Хорошим дополнением является защита винтов в комплекте, поэтому данную модель легко можно советовать новичкам.

Комплектация :
1 x Eachine CG022 квадрокоптер
1 x 2.4G Аппаратура управления
1 x USB зарядное устройство
4 x запасные винты
1 x защита винтов

Пульт управления работает на частоте 2.4 Ггц, дальность полета составляет около 30м - 60м. При потери связи квадрик выключает моторы и падает вниз, если связь установится повторно - управление вернется автоматически.




Назначение клавиш:
Левый стик - газ\поворот, правый - полет вперед\назад\влево\вправо. По бокам от стиков присутствуют стандартные триммеры для корректировки наклона в разные стороны.
Под левым стиком находится клавиши смены расходов 20% и 60%. Сверху находятся 2 дополнительные клавиши - левая включает 100% расходы, при которых можно делать флипы один за другим простым отклонением правого стика до упора, удержание кнопки включает или отключает подсветку на квадрокоптере . Правая кнопка отвечает за автоматический флип в любом режиме, а удерживание включает новый для меня Headless mode!
Расскажу вкратце что такое Headless mode - после взлета держите квадрокоптер к себе задней стороной, затем активируете этот режим, при чем пульт начнет периодически пищать напоминая о нем, теперь куда бы вы не повернули квадрокоптер нажатие правого стика вниз - будет приводить к тому, что он будет лететь назад (в сторону, в которую на момент активации режима он был повернут задними винтами. Получается некий режим для новичка, в котором можно не задумываться куда направлен квадрокоптер в данный момент, а считать что он всегда будет повернут задними винтами к пилоту!
Штука довольно простая в исполнении, квадркоптер не отслеживает положения пульта в пространстве, а только запоминает в какую сторону он был повернут в момент активации режима. Думаю в ближайшее время такой режим появится на большинстве бюджетных моделей.










Отсек для 6 x AAA батареек.


Вес пульта 208 грамм с аккумуляторами:

Калибровка гироскопа выполняется такими действиями:
Включаем квадрокоптер на ровной поверхности, включаем аппаратуру управления. Затем сдвигаем левый и правый стики до упора вправо и вниз. Если после взлета тянет в какую то сторону - переходим к триммированию :
Если сносит вправо - нажимаем на горизонтальную клавишу (триммер) под правым стиком с левой стороны, сносит вперед - нажимаем на вертикальную клавишу снизу рядом с правым стиком. Данную процедуру нужно проводить в полете, что бы сразу видеть результат.

Фото квадрокоптера:


Спереди расположен белый светодиод, который загорается когда аккумулятор почти разряжен.




Под крышкой расположился съемный аккумулятор ёмкостью 3.7V 300мач, которого хватает на 6-8 минут полета.


С подсветкой в темноте:


Вес квадрокоптера с аккумулятором составил всего 33 грамма:


Аксессуары:
Зарядное устройство с USB разъемом. Время заряда около 45 минут. Начальный ток 0.36А.
Зарядное нормальное, но не автоматическое , это значит что нельзя оставлять аккумулятор без присмотра . Как только загорелась лампочка - нужно снимать с зарядки. Подробнее об этом и о покупке нормального зарядного устройства для таких аккумуляторов я рассказал в видео обзоре ниже.


Комплект запасных винтов (4 шт.), защита винтов (4 шт.) и ключ для поддевания винтов:


Инструкция на английском языке.


Фото в полете:








В процессе использования столкнулся с проблемой малой дальности управления. Разобрав квадрокоптер и аппаратуру обнаружил плохую пайку в некоторых местах, а так же на всякий случай заменил антенну на медный провод эквивалентной длины.
Внутренности квадрокоптера.








Внутренности пульта управления.






Та самая антенна =)

Личный опыт и вывод по данной модели:
Летает квад очень хорошо, стабилизация работает отлично! Флипы делает один за другим, без особой просадки по высоте, можно управлять подсветкой квадрокоптера с пульта, а так же порадовал режим Headless mode в котором можно не думать о том, какой стороной к пилоту повернута модель - за это отвечает электроника. Квад очень крашеустойчивый, за месяц полетов с кучей крашей на винтах и корпусе не осталось даже небольших повреждений!
В минусы отнесу плохую пайку платы пульта управления моей модели и в следствии этого небольшую дальность управления (исправлено заменой антенн и пропайкой подозрительных контактов).
Итог - мне квад понравился, советую к покупке.

Один из первых вопросов, которые задают начинающие пилоты квадрокоптера — это «Что такое режим Headless Mode?» Давайте попробуем разобраться и ответить на этот вопрос. Дословно это переводиться как «Безголовый режим» и именно в таком варианте чаще всего встречается в русском сообществе дроноводов.

Некоторое время назад такой режим был доступен только на дорогих моделях квадрокоптеров. Но, с развитием технологий и всеобщей миниатюризацией Безголовый режим стал все больше встречаться в , а сейчас даже уже трудно найти дрон, в котором этого нет. Так что для каждого пилота квадрокоптера очень важно точно понимать что такое Headless Mode, его плюсы и минусы и возможные проблемы при управлении.

Перед тем как более подробно разобраться с этим режимом, давайте поговорим о сторонах/направлениях квадрокоптера. Т.к. большинство моделей имеют симметричную форму, трудно понять где у них перед, где зад, где лево и право. Для обозначения сторон применяется несколько способов. Первый — это лопасти разного цвета. Передние обычно раскрашивают в какой то яркий цвет, а задние оставляют черными или серыми. Второй вариант — это светодиодные LED огоньки. В этом случае перед подсвечивают красным цветом, а корму (зад) зеленым. Некоторые производители еще помечают стороны путем отметок на крыльях. DJI, к примеру, обматывает их разного цвета лентами.

Проблемы с определением направления полета

Давайте покажу на примере для чего придуман Headless Mode. Представьте, что вы поставили квадрокоптер так, что его зеленые огоньки смотрят на вас, а его голова (перед — красные огоньки) совпадает с направлением вашего взгляда. Теперь повернем дрон на 90 градусов направо, так чтобы его правая сторона смотрела на вас. Теперь, если его запустить и направить вперед, он полетит по направлению своего переда, а вы будете видеть, как он двигается вправо от вас.

Покрутив квадрокоптер на все 360 градусов вокруг его оси становится понятно, что есть только одна сторона, когда его направление вперед совпадает с вашим. И как им нормально управлять в таком случае? Хорошо, когда он находится достаточно близко от пилота и видно либо его светодиоды, либо лопасти, либо другие отметки. А если он отлетел, скажем, на 100 или 200 метров, как с такого расстояния понять, где у него сейчас перед, а где зад? Вот как раз Headless Mode поможет разрешить эту проблему.

Функция Headless Mode

Когда активирован «Безголовый режим», бортовой компьютер всегда будет выравнивать движение квадрокоптера в соответствии с тем, где находится пульт управления. И тут уже не важно, где у него изначально была «голова», а где «зад». Отклоняя ручку управления вперед он полетит в противоположную сторону от пульта управления, который вы держите в руках, т.е. вперед от вас. Так же работает и движение влево и вправо. Отклоняя стик вправо он полетит направо относительно вас, влево — налево. Управление будет простым и понятным.

Так что режим (функция) Headless Mode избавляет пилота от определения ориентации квадрокоптера в воздухе и заметно упрощает пилотирование дрона. Это еще более важно, если говорить о детских моделях, когда вы вручаете такой летательный аппарат ребенку. Его голову занимают только мысли о полете и будет крайне трудно объяснить проблемы с ориентацией квадрокоптера. Более взрослые дети поймут, но вряд ли быстро освоятся с управлением и возможно уже успеют разбить или повредить свой дрон. Для младших же есть только четыре направления и если они нажимают на пульте вперед их летающая игрушка должна лететь вперед, а никак не влево или назад.

Включение Headless Mode полностью убирает эту путаницу и летательный аппарат всегда будет лететь туда, куда вы его направляете. Возможно, с опытом в управлении придет понимание определения сторон квадрокоптера, но на начальном этапе оптимальнее будет все упростить.

Особенности использования Безголового режима

Но тут есть некоторые особенности. На дешевых моделях для использования Headless Mode необходимо активировать этот режим до взлета. Поставьте свой квадрокоптер на земля и сориентируйте его так, чтобы его «голова» смотре вперед, от вас. Затем включайте Headless Mode и взлетайте. Теперь все управление будет соответствовать вашему направлению. У более продвинутых и дорогих моделей, у которых на борту есть цифровой компас, эту функцию можно активировать даже во время полета. Прочитайте инструкцию и вы поймете, что и как делать именно в вашей ситуации.

Подведем итоги

Функция, или как лучше говорить режим Headless Mode, отличное решение для новичков, для тех, кто только осваивает управление квадрокоптерами. Некоторые опытные пилоты часто высказывают свое мнение, что лучше сразу учиться пилотированию дронов без этой функции, чтобы потом не переучиваться, т.к. это будет сложнее. Доля правды в этом есть. По моему мнению безголовый режим надо включать тогда, когда вы потеряли ориентацию квадрокоптера в пространстве и нужно быстро вернуть его домой. Но включение этого режиме в воздухе (как говорилось выше) есть не у всех моделей. Так что если и нужна вам эта функция, лучше выбирать такой аппарат, у которого Headless Mode можно включать и выключать в любое время. Так вы быстрее освоитесь с управлением и не потеряете свой дрон с случае непредвиденной ситуации.

У каждого из нас в детстве были наклонности к рисованию, мы начинали рисовать дома и цветы, животных, пытались рисовать лица наших мам и пап. Теперь мы выросли, кто-то из нас стал художником, а кто-то так же рисует цветы, дома, животных на том же уровне как и в детстве. Так вот, те кто не особо талантлив, для тех создан WaterColorBot - ЧПУ станок который рисует живопись акварелью. Он рисует как ребенок в детском стиле, использует гуашь или акварель и кисточки.

Сама конструкция данного cnc станка очень простая. В наличии только основная рама - которую можно сделать из фанеры, головка с кисточкой - она может перемещаться по вертикали и по горизонтали с помощью двух электромоторов и еще есть пара микроконтроллеров. Есть еще и третий мотор который обеспечивает постоянный подъем и спуск головки в воду или краску, что бы из за кисточки не было лишних мазков на бумаге.

Рисует станок с чпу обычной акварелью на обычной офисной бумаге. Робот не имеет искусственного интеллекта, но тем ни менее WaterColorBot подбирает нужные цвета красок и даже может мыть кисточку в воде как маленький ребенок. Управлять так называемым «художником» мы можем с помощью программы, которая тоже может контролировать расход краски. Рисование и сама загрузка картинок в чпу станок WaterColorBot производится с компьютерных графических файлов, фотографий или набросков, контуров.

Немного фото из истории создания рисующего станка. Изобретатель - 12 летняя девочка из США.

Данный станок существует, пока что, в одном экземпляре, но не где не говорится что вы не сможете его купить: через систему Kickstarter уже ведется сбор средств на его производство, и самая минимальная сумма для начала серии уже собрана.

Стоимость станка WaterColorBot составит примерно 300 долларов с прилагаемым программным обеспечением для управления и красками в подарок.
В оригинальном виде станок не имеет какой либо ценности, кому нужны "каляки", так как вряд ли получится «Мона Лиза», она же «Джоконда»? Но заменив основной элемент - кисточку на карандаш, выйдет довольно интересное устройство.
Всё нужно допиливать...

Рисунки для ЧПУ станков по дереву – визуальные проекции, позволяющие оригинально оформить мебельные изделия. Рисунок на ЧПУ наносится на поверхность при помощи фрезерного станка. Использование числового программного управления позволяет выполнять процесс в автономном режиме. Для по заданному рисунку используется программоноситель, после установки которого задача будет выполнена автоматически.

Особенности резьбы по дереву

Резьба по дереву – сложный процесс, зародившийся задолго до возникновения станочного оборудования. Фрезерным станком можно нанести на поверхность сложные орнаменты. Прибор имитирует ручную резьбу, но его действия менее затраты по времени и усилиям.

Станок с ЧПУ наиболее популярен для фрезерования в мебельном производстве. С его помощью оформляются кухонные фасады, и другие предметы мебельного интерьера. Наличие программоносителя дает возможность осуществлять серийное производство заданного орнамента, или же выполнить индивидуальные нарисованные композиции.

Наиболее популярными фрезами, используемыми на станках с ЧПУ по дереву, являются:

• фасонные;
• V-образные.

Не обязательно применимым к мебельным заготовкам. Их можно использовать по отношению к большинству поверхностей из древесины. Одним из самых распространенных применений данных инструментов является обработка картинных рамок.

Помимо фасадов фрезеровка позволяет обработать:

• филенку;
• вензель;
• балясин.

Проект задачи для программоносителя можно разработать как самостоятельно, так и при помощи специальных организаций, занимающихся подобной работой.

Проект

Качество дизайна заготовки будет зависть от того, насколько профессионально был создан проект. Существует множество онлайн-ресурсов, позволяющих спроектировать необходимый рисунок на программоноситель. Их использование дает возможность визуализировать дизайн, а также получить трехмерное изображение будущей работы, до начала ее выполнения.

Составление программы, используемой на производится по следующей схеме:

• внесение габаритов заготовки, которая будет использована для нанесения рисунков;
• создание виртуального рисунка, наносимого на поверхность;
• выставление соотношения заданных параметров, и их сохранение.

После этого проект импортируется на программоноситель, который загружается в комплектацию аппарата при фрезеровке. С запуском прибора он начнет выполнять поставленную задачу. Сложность заданной композиции зависит от возможностей самого оборудования.

Если станок с ЧПУ представлен сборкой старого типа с малым функционалом, выполнить сложную резьбу по дереву с его помощью нельзя, насколько бы профессионально не была составлена программа.

Резьба по дереву фрезерными станками

Фрезерный станок с ЧПУ осуществляет плоскорельефную резьбу. Данный тип работы выполняет несколькими способами:

• «в теле»;
• порезным плоскорельефным;
• с формированием наружной стенки наполовину;
• с формированием наружной стенки полностью;
• комбинированным.

Вырезанный рисунок может служить в качестве украшения, или же исполнять основную роль композиции. Формируя рисунок для станков с ЧПУ, нужно учитывать технические и художественно-композиционные особенности.

Формирование рисунков требует соблюдения ряда правил:

• фоновая деталь не должна быть слишком маленькой в сравнении с размерами используемой фрезы;
• не рекомендуется использование слишком широких линий;
• композиция должна содержать минимальное количество острых углов (в большом количестве они создают сложный орнамент, с выполнением которого сможет справиться не каждый прибор с ЧПУ).

Качество используемого инструмента является важным моментом в придании рисункам точных форм. В процессе работы на инструмент осуществляется большая нагрузка. Аппарат низкокачественного типа быстро износится.

Наиболее качественными являются гравировальные фрезы, известные также под названием граверы.

Данные приборы имеют схожие характеристики, но отличаются углом наклона.

На втором месте по популярности находятся фрезы концевого цилиндрического типа. Преимущество такого инструмента заключается в возможности обрезки резьбы по установленному контуру.

Виды фрез

Наиболее популярными и высококачественными фрезами, отличающимися большой производительностью, изготовлены:

• израильской фирмой Dimar;
• американской фирмой SGS Tool Company.

Первый тип представлен твердосплавными сменными граверами. Благодаря этому устройству можно получить качественную плоскорельефную гравировку. Для гравировки рекомендуется использовать держатели. Станочное оборудование с системой числового программного управления, оснащенное держателями, предполагает выполнение более точных линий. Оно способно справится с твердыми породами древесины.

Подготовка изображения для 2D-фрезерования / рисования

Для 2D-фрезерования на самодельном станке с ЧПУ нам понадобится изображение. Находим в интернете или рисуем картинку.

Изменение разрешения изображения в зависимости от требований к результату

В зависимости от размера будущего результата имеет смысл изменить размер картинки в пикселях. Для начала рекомендуется установить размер изображения исходя из следующего соответствия: 2 пикселя на миллиметр. То есть, если планируемое изображение будет размером 100x60 мм, то исходное изображение можно сохранить в разрешении 200x120 пикселей.
В Paint это делается в пункте меню Рисунок->Растянуть/Наклонить , далее в появившемся окне в блоке Растянуть необходимо выбрать в процентах, как изменить изображение. Примерно приводим картинку к нужному размеру. Абсолютной точности не требуется. Если исходное изображение мало, то увеличивать его не требуется: программа для ЧПУ сама рассчитает коэффициенты масштабирования.
В программу управления ЧПУ включены алгоритмы сглаживая, тем не менее, чем больше пикселей исходного изображения приходится на 1 мм готового, тем точнее будет результат. Однако, необходимо учитывать погрешность работы нашего самодельного станка с ЧПУ, связанную с точность изготовления его составляющих, именно поэтому я рекомендую соотношение 2 пикселя на 1 мм. Просто дальнейшее увеличение разрешения исходного изображения скорее всего не даст увеличения точности, а программу для работы с ЧПУ замедлит.

Изменение палитры изображения, перевод в черно-белый формат

Для качественного 2D-фрезерования или рисования понадобится перевести картинку к черно-белый формат, чтобы убрать промежуточные значения цвета. Ничего страшного не будет, если программа для ЧПУ будет работать с картинкой в градациях серого, однако фреза или ручка по высоте будут постоянно гулять в зависимости от "яркости" границы обводимой области.
Для того, чтобы привести картинку к черно-белому формату необходимо открыть изображение в графическом редакторе Paint. Далее в меню выбрать Рисунок->Атрибуты и на всплывшем окне установить галку черно-белая в блоке Палитра . Нажимаем ОК , соглашаемся с сообщением о том, что будет потеряна первичная информация об изображении. Редактор переведет картинку в черно белый формат.
Теперь сохраняем полученный результат. На форме сохранения файла в пункте Тип файла: обязательно выбираем 24-разрядный рисунок (*.bmp,*.dib) .

Работа с самодельным станком с ЧПУ на Ардуино

Настройка размеров области фрезеровки, установка начального положения фрезы

Закрепляем на нижней подвижной платформе самодельного станка с ЧПУ заготовку, на которой будет производиться 2D-фрезерование / рисование. Заходим в папку, куда установлена программа управления простейшим станком с ЧПУ. Запускаем программу cnc.exe и в главном меню выбираем пункт Фрезерование . На открывшейся форме в левом верхнем блоке Выбор файла выбираем файл, в котором находится подготовленная картинка.
Убеждаемся в том, что имеется связь по виртуальному COM-порту с Ардуино. Об этом нас уведомит надпись Статус: Com-порт открыт . Если выведено сообщение Статус: ошибка открытия Com-порта , то необходимо правильно настроить программу для работы с ЧПУ. Инструкция по настройке: Настройка программы управления станком с ЧПУ .
Далее, если соединение с Ардуино установлено, задаем размер области в мм, на которой будет фрезероваться изображение. Это делается в блоке Размер готового изображения . Глубина соответствует вертикальному перемещению фрезы вниз от текущего положения.
На фото, указана глубина 10 мм. То есть, если на исходном изображении имеется черная фигура, то при её обрисовке (фрезеровке), фреза будет опущена на 10 мм. Глубина, на которую будет опущена фреза соответствует тому, на сколько "черная" граница у обводимой фигуры.
Теперь необходимо установить фрезу в исходное положение. Для этого в блоке Настройка устанавливаем галку Фрезеровать . Ниже в три поля вводим в миллиметрах необходимые значения перемещений по осям X, Y и Z и нажимаем кнопку Ручная уст-ка . Дожидаемся, когда фреза переместится в нужное положение. Начальное положение соответствует левому верхнему углу фрезеруемой картинки.

Непосредственно 2D-фрезерование / рисование на самодельном станке с ЧПУ

Итак, изображение загружено, установлены размеры готового изображения, фреза установлена в начальное положение.
Теперь нажимаем кнопку Разобрать , что вызовет функцию разбора изображения, результатом работы функции является дерево принадлежности фигур. Дерево необходимо при 2D-фрезерование фигур, которые включают другие фигуры. В этом случае фрезеровать необходимо начиная с фигур с максимальным уровнем вложения. Перемещаясь по дереву с помощью мышки можно видеть, как выделяется соответствующая фигура или её часть на общем изображении в левом нижнем окне.

Если вы хотите обвести конкретную фигуру, то необходимо её найти и выбрать в дереве принадлежности, и нажать на кнопку Выделенная . И дождаться конца фрезеровки / рисования.

Если вы хотите обвести все фигуры, то необходимо нажать на кнопку Все . И дождаться завершения фрезерования / отрисовки.