自制写字机，你需要的全套资料都在这里

小编之前发过《用废旧光驱制作迷你绘图仪》，很多读者都成功制作了自己的绘图仪。但是该方法的缺点是gcode要在inkscape软件中生成，然后通过grbl-controller这个没有界面的程序发送画图指令，显得不够直观和人性化，操作也相对繁琐。当然最主要的还是可以画图的面积太小，只能算是概念机，没有实际用处。

鉴于前段时间不断有人问起，小编特意研究了当前最主流的写字机方案：CNC shield+A4988模块，并制作了一台新的写字机，在此分享给大家。老惯例，所有资料在文末的百度盘中下载。

实际上，Arduino + CNC shield + A4988方案相当成熟，连线简单不说，还有成熟的商业化软件直接与Arduino控制板对接。可以这么说，如果你搞定了机械结构部分，其它剩下要做的，和你买一个成品机没什么区别，而且使用起来也没什么区别。

1. 首先，我们来看这块cnc shield，它是一块扩展板，用来扣在Arduino UNO上的。它的上面可以插4个A4988模块，旁边分别标有X、Y、Z、A，代表CNC机床的三个直角坐标控制方向和一个转动方向。所以这个shield不是专门为写字机设计的，最主要还是用于CNC数控机床，也可以是3D打印机。（最多支持控制四个同步电机，普通加工可能只用到XYZ三个方向，但如果你想在一根圆柱上雕刻，就会用到A这个转动方向；而在3D打印中，A可用以喂料。）两个A4988模块分别插在了CNC shield的X和Y电机控制位上，如果是做写字机，只需要把两个两相四线电机的线连到相应插针上，再连好舵机，接上12V~36V电源即可。
2. 通常，写字机只用到两个步进电机和一个舵机，所以只要在上图标有X和Y的插槽上插好A4988模块即可。在每对插槽旁边，都有四根插针，它们接要控制的两相四线步进电机。为避免不必要的麻烦，请使用四线电机，这也是最常见的，那种5线的这里不推荐。四线电机四根线两两一组，用万用表测导通的两根线即为一组；同为一组的两根线必须接在相邻的两根插针上，顺序可以先不考虑。
3. cnc shield使用12-36V电压，没有特殊情况，请使用12V3A电源。只有在带不动电机（电机丢步）的情况下，才使用更高电压电源，因为电机工作本身发热就很大，高电压会导致发热更大。A4988模块上有一个很小的可调电阻，在带不动电机的情况下，首先顺时针旋转这个电位器，增大工作电流；如果电机动力十足，也可以逆时针旋转这个电位器使工作电流稍微降低，以减小发热。

1. 接下来开始烧录Arduino固件程序。grbl的版本很多，请使用小丁提供的grbl_xy_servo版本。打开下载的名为“写字机”的文件夹，里面有“ArduinoBuilder-0.8.9烧固件软件”压缩包，解压后进入并打开“ArduinoBuilder.exe”执行文件。在该程序中载入“写字机”->“XY结构固件”文件夹下唯一一个的hex文件，点击对应Arduino UNO串口（这之前应接好Arduino UNO开发板并装好驱动）进行烧录，把程序烧录到开发板上。

1. 安装微雕管家。打开“写字机”->“微雕管家.exe”进行安装，可能会有更新提示，可自行选择是或否。开始安装前会提示驱动安装，直接选择跳过驱动安装。软件是试用版，每次打开连接成功后会有注册提示，忽略即可。
2. 安装成功后，把之前烧录好的Arduino板连接上电脑，打开软件，通常会自动连接。如果没有，则手动选择好串口号，波特率一般选115200，然后点击“连接设备”，等几秒钟。如果连接成功，则该按钮会变成“关闭”。下面的XYZ按钮也由灰色变成可用。

1. 此时，如果你的步进电机已经正确连接，点击下面的“X-”、“X+”、“Y-”、“Y+”按钮，相应的电机则会正转或反转相应的步数。按钮中间的数字表示每按一下行走的距离，单位mm。步数和行走距离的换算，由一个参数控制着。具体可打开管家界面上方的“参数设置”选项，点击“Grbl设置（专家）>>>”按钮，进入设置界面更改参数。笨办法是让电机行走设定的距离，再拿尺子量，然后再反复更改这个参数，最后使设置距离和测量距离相近。

1. 点击“Grbl设置（专家)"进入以下界面，设置相关参数。要设置的参数主要有6个，分别为X、Y两个方向的上步长、速度和加速度。步长要根据实际测量来设定。速度和加速度则根据电机性能、散热以及电源的电压及电流加以综合考量。还有电机的转动方向，有可能某个方向是反的，需要调整。这个也可以在这参数里改，但建议直接对调这个方向电机的其中一组连接线。

1. 舵机的连接。舵机是用来抬笔落笔的，这里已经设定好抬笔与落笔之间，舵机转过90度，所以你在设计抬笔装置的时候要考虑到这一点。把舵机的地线与电源线分别连接到cnc shield的GND和5V插针上；而舵机信号线（通常是橙色）则连接在标有“Z-”的针脚上（不要问为什么，固件就这么设定的）。连接过程中请断开电脑连接，连好后再连上电脑。此时，微雕管家连接Arduino成功后，你就可以在主界面上的“测试激光（强光）”和“测试激光（弱光）”之间来回点选，舵机会在两个相差90度的位置来回转动。通过调节舵轮位置，使点选“强光”时舵机处在落笔位置，点选“弱光”时舵机处在抬笔位置。

1. 如何制作舵机控制笔起落的装置一直是个难题：首先，要保证笔尖不能有虚位，否则影响绘图精度；其次，舵机在抬起和落下时不能受太大力矩，否则会转不到位而产生噪声；最后，笔在纸上的力度也要合适。这里小丁拆了一个光驱，只留下架子及上面的两滑杆和滑块，3d打印了一个小笔筒固定在滑块上，舵机通过一根铜丝来拉动滑块；舵机只用两根尼龙绑带绑在光驱架上，方便后期更换。该装置的滑块和笔自身重量很好地保证了合适的下笔力度，适当缩短铜丝的长度，可以使提笔更干净利落，但对画板水平程度要求更高一些。
2. 在“位图打印”选项界面，我们只用到左侧的调试功能。真正的写字绘图功能，都在“刀路雕刻”选项界面完成。在这里，你可以导入其它软件上生成的dxf文件，也可以直接导入图片，或输入文字，功能很清楚，相信大家一看就会了。

如果你想要模仿手写字，可以安装这款”微雕管家“的姊妹软件Bachin Draw，它的安装和使用非常相似，主要功能是模拟手写，还可以定制自己的笔迹。如果你不满足于现有的字体，可以安装文泰或奎享这类专业的软件。上述软件在小丁的分享文件夹中均有提供，并有基本的使用说明，请自行摸索。

注：

1.网上购买的cnc shield和A4988使用前请做好测试，确保功能完好再使用，不然后期出问题很难查找原因。

2.最新版的微雕管家和Bachin软件有试用期，但没有明确时间提醒，超过期限之后不能使用，可以更改电脑的日期来继续使用。或者找到它们更老的版本，并且不要更新。

下面是小丁制作的写字机，采用上下分体式，制作相对更简单，使用时上下组成”十“字交叉形即可作图写字。

下面部分是扫描仪上的拆件，画板跟着它在X方向上移动：

上面部分是喷墨打印机的拆件，只利用了电机、皮带、滑轮和光杆，并用木板做了支架：

在原本放墨盒的位置放了光驱里拆解出的支架作为写字机的笔架，电机带动它在Y方向上移动：

控制板固定在支架一端：

整体效果如下：

文中的资料下载地址：

链接：

https://pan.baidu.com/s/1xrPuwVzMVeifpu69vAhSHQ

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2yi2