Un Pen Plotter compacto y transportable. Objetivo antes de fin de año:
- Estar listo para la Noche de los Museos 2025
- F
- Vectorizar el logo del CDR y que pueda dibujarlo chiquito 5.0 x 5.0 cm por ejemplo
Armado utilizando la guía de: Drawing Robot - Arduino Uno + CNC Shield + GRBL by henryarnold on Thingiverse: https://www.thingiverse.com/thing:2349232
Guìa de armado y software en inglés: DrawBotAssemblyUserGuideV3.pdf
Picasso es un proyecto que consiste en una estructura plástica impresa en 3D, con dos motores stepper NEMA-17 sobre el mismo eje, y un sistema de correas dentadas de un solo lado que permiten que el cursor se mueva en el plano XY.
Adicionalmente, el cursor consiste en un slot para insertar un lápiz, conectado a un resorte que es movido por un servomotor rotacional.
El hardware del robot consiste en un microcontrolador Arduino Uno (ATmega328p), una shield CNC, los motores stepper mencionados anteriormente, y dos drivers a4988.
La idea central es que el shield actúa de interfaz para las conexiones entre el arduino y los actuadores.
Sobre el arduino se encastra la shield, que contiene los conductores y capacitores del circuito para mover los motores.
A su vez, sobre la shield se encastran los drivers que controlan el motor en lo que se refiere a encendido/apagado, dirección y tamaño de los pasos.
Concomitantemente, a los drivers también van conectados los motores stepper, utilizando los cuatro puertos del driver destinados a eso, conectados a cuatro de los seis puertos del motor: los dos centrales y los dos extremos.
Contraintuitivamente, no hay ninguna convención entre los fabricantes para el orden de los pares de cables a conectar.
Por lo tanto, se necesitan armar dos pares que vayan a la misma bobina, de forma tal que al cerrar el circuito el motor presente una resistencia mecánica al torque, o que se cumpla la ley de Faraday.
El proyecto involucra varias capas de software que abarcan el proceso de trabajo del motor desde el procesado de imágenes pixeladas hasta la ejecución de los motores del robot para el movimiento del lápiz.
En primera instancia, el programa de software libre Inkscape transforma una imagen pixelada .png o .jpg en una imagen de formato vectorial .svg (Scalable Vector Graphics).
Además, dada la particularidad de este CNC al tener dos motores stepper en el plano XY y un servo en el eje Z, se incorpora una librería a inkscape que transforma el SVG obtenido en un archivo .gcode (que es un formato estándar para la programación de routers CNC).
Por otro lado, la documentación indica la utilización del programa UGS (Universal Gcode Sender) para enviar por el puerto serial, vía USB, el Gcode hacia el arduino.
Finalmente, el arduino utiliza una versión modificada del programa GRBL para el accionar de los drivers, y por ende, los motores.
- Vibración de los motores
- Shield y protoboard
- Instalación de las correas
Cuando recibí el proyecto en febrero 2026, ya estaban todos los componentes de la mecánica de Picasso armados, por lo que procedí a conectar la electrónica (el shield, los drivers y los motores) e instalé en mi computadora, y en un arduino uno, todo el software necesario tal como lo indica la documentación (Figura 1). Al momento de iniciar la prueba, se observó que los motores nunca lograron rotar libremente, sino que se movían en cortos ciclos vibratorios.
Figura 1. Primera prueba del proyecto.
Para comprender qué es lo que estaba sucediendo, primero se descartó una mala conexión de los motores a los drivers que podrían obligar a las bobinas del motor a luchar con sus propios campos electromagnéticos, alternando el orden de los cuatro cables y verificando que la única disposición posible para ejercer un movimiento era la original. Luego se descartó la mala utilización del UGS para comandar los movimientos al probar distintas opciones de este programa y no observar una mejora significativa. Finalmente se optó por bajar el nivel de la prueba y probar tan solo un motor, con un solo driver conectado a una protoboard, y utilizando (lógicamente) desde el arduino solo los pines de STEP y DIR, que finalmente dieron resultado (Video 1). Gracias a esto, pudimos no optar por probar cada uno de los motores NEMA-17 con un puente H, ya que hemos descartado un problema electromecánico en ellos.
Video 1. Motor girando continuamente, sin vibraciones oscilatorias. Utilizando el circuito del video sobre la configuración del NEMA-17 adjunto a este documento.
Esto condujo a pensar que el problema de la vibración de los motores se debió a un desperfecto en el ruteo de la placa CNC shield que podría ocasionar un cortocircuito que impida la rotación continua de los steppers. Por consiguiente, el paso próximo que se intentó fue armar un circuito en una protoboard que emula la función del shield. No obstante, se produjo una anomalía a la fecha inexplicable, que consiste en una fuga de corriente desde el driver de un motor hacia otro, haciendo que los motores no puedan nunca ser controlados de forma independiente. Se entiende que esta fuga de corriente se da hacia el driver con menor resistencia en su potenciómetro, presumiendo que hay un cortocircuito en la protoboard (Figura 2).
Figura 2. Circuito que emularía las funciones del CNC shield.
Es algo que parece ser menor, pero una dificultad observada estuvo relacionada con la instalación de las correas para el mecanismo del movimiento del puntero. La correa involucrada tiene un lado liso y un lado dentado. No obstante, en la pobre documentación proporcionada, se muestra un diagrama donde la correa se representa como una línea sin distinción que gira sobre sí misma y confunde la instalación (Figura 3).
Figura 3. Diagrama inútil y confuso sobre la instalación de la correa.
Documentación original del proyecto de Thingiverse: https://www.thingiverse.com/thing:2349232/makes
Video sobre como conectar los motores y probar el driver: https://www.youtube.com/watch?v=wcLeXXATCR4