Maak je eigen klok en muurplotter

Zoals we al eerder aangaven, zijn er veel manieren om zo'n muurplotter te bouwen. Om het behapbaar, eenvoudig en goedkoop te houden, hebben we voor de zogenaamde Stringent Wall Plotter gekozen. Naast de hierboven beschreven voor- en nadelen, heeft deze plotter een, in marketingtermen, vrij unique selling point: zijn prijs. Je kunt het apparaat namelijk voor pakweg tien of vijftien euro bouwen. Haal je je componenten in Nederland of België, dan kan de prijs verdubbelen, maar nog steeds zul je niet aan de geeuwhonger hoeven om het te bouwen.

De benodigde hardware op basis van een Arduino Uno

We hebben namelijk maar vijf of zeven onderdelen nodig en je kunt die bill of materials nog verkleinen als je creatief bent. We hebben een Arduino Uno nodig, die als brein van de operatie dienstdoet, een micro-sd-kaartlezer om je kaartjes met svg-bestanden op te zetten, een infraroodontvanger en een willekeurige, oude afstandsbediening, een kleine hobbyservo en twee steppermotoren met bijbehorende driver. Nu zijn die laatste twee benodigdheden vaak prijzig, relatief groot en power hungry, maar we maken gebruik van de allergoedkoopste, simpelste steppers die er zijn: de 28BYJ-48. Dat zijn steppertjes van ongeveer twee euro die over het algemeen compleet met driver geleverd worden. Die driver is een simpel pcb met aansluitingen voor de aansturing, voeding en steppers, en vier ledjes die leuk zijn om naar te kijken, maar verder overbodig. De daadwerkelijke stepperdriver is een dubbele h-brug, ofwel een ic'tje met een paar Darlington-transistors erin.

De servo gebruiken we om de stift van het papier of whiteboard te tillen en daarvoor gebruiken we alweer een extreem goedkoop SG90-servootje. Dat is een servo van negen gram, vandaar de naam, die niet veel meer dan een euro mag kosten. De tandwieltjes zijn van plastic en het miniding heeft een torsiekracht van 1,5kg/cm. Dat lijkt veel, maar met een arm van drie centimeter blijft daar maar vijfhonderd gram van over. De grotere vraag is of de plastic tandwieltjes de krachten aankunnen. Daarom kun je ook kiezen voor de ‘veel duurdere’ SG90S, bijna dezelfde servo, maar met metalen tandwieltjes en meestal iets meer torsie. Je betaalt dan wel al gauw het dubbele, tot misschien wel drie euro!

Boodschappenlijst wall plotter	Alternatief webgestuurde wall plotter
1x Arduino Uno 2x 28BYJ-48 stepper met ULN2003-driver 1x Arduino micro-sd-kaartlezer spi 1x SG90-servo (of MG90S) 1x 4838 ir-ontvanger (of soortgelijk) 1x oude ir-afstandsbediening 1x voeding, bijv. 9V-batterij met clips 1x voedingsregelaar 5V, bv AMS1117 Diversen als touw, schroefjes, stift etc. 3d-geprinte body	1x ESP8266, bv LoLin V3-board 2x 28BYJ-48 stepper met ULN2003-driver 1x SG90-servo (of MG90S) 1x voeding, bijv. 9V-batterij met clips 1x voedingsregelaar 5V, bijv. AMS1117 Diversen als touw, schroefjes, stift etc. 3d-geprinte body

Het kaartlezertje dat we gebruiken, is eveneens extreem goedkoop en supersimpel. Het betreft een break-out-pcb met micro-sd-kaartlezertje dat via spi wordt aangesloten. Spi is een communicatieprotocol dat staat voor serial peripheral interface en het is naast i2c het meestgebruikte protocol om apparatuur aan Arduino's en verwante microcontrollers te knopen. Naast de voeding heb je maar vier lijntjes nodig: een kloksignaal, een selectiesignaal om het aangesloten apparaat te selecteren en twee communicatielijnen: een voor elke richting.

Ten slotte is een infraroodontvanger nodig om signalen van je afstandsbediening om te zetten in signalen die de Arduino vertellen welk bestand moet worden geprint, of om de plotter handmatig te bedienen. De meestgebruikte ir-ontvanger hiervoor is de tsop4838, een klein ontvangertje met drie pootjes. Het heeft drie pootjes omdat het niet alleen een ir-led is, maar ook de benodigde logica om ruis te filteren en signalen te versterken, is ingebouwd. Als je geen ir-ontvanger hebt of er geen wil kopen, dan is er goede kans dat je een ir-ontvanger van een willekeurig printplaatje kunt slopen en gebruiken. Als er drie pootjes aan zitten, is ie waarschijnlijk te gebruiken. Als er markeringen opstaan, is het wel zo handig om de datasheet op te zoeken. Bij de ene is het middelste pootje namelijk aarde en zijn de buitenste de voeding en het signaal, maar bij een andere kan de middelste voeding zijn en de buitenste twee aarde en signaal. Als je op 3,3V begint met je Arduino en de ir-testsketch, blaas je waarschijnlijk niets op, maar weten is beter dan gokken.

Verder zul je natuurlijk wat losse dingen als een voeding, bijvoorbeeld een 9V-batterij met bijbehorend stekkertje, moeten hebben, wat touw en wat dupontkabeltjes om alles aan elkaar te knopen, of met een experimenteerprintplaat aan de slag moeten gaan.