• GRBLCas.stl (x1)
• 鉆頭
• 鉆頭

為了容納我們的 Arduino Uno，我們需要自己打印一個(gè)案例。機(jī)箱側(cè)面有一個(gè)小孔，用于放置一個(gè) 5v 的小風(fēng)扇，我們將很快添加它，來(lái)自風(fēng)扇的氣流從側(cè)面的這一側(cè)流出。為此，我們需要在我們的 18 毫米基板面板上做一個(gè)額外的切口。

將箱子放在桌子上，開(kāi)口側(cè)靠在地板上，與我在第一張照片中的位置大致相同。標(biāo)記需要在烤架下方進(jìn)行切口的位置，然后取下外殼并在地板上開(kāi)孔。

雖然我們有我們的工具，但我們還可以在靠近控制面板的地方再開(kāi)一個(gè)孔，以后我們可以用它來(lái)饋線。

第 18 步：安裝 Arduino Uno

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對(duì)于此步驟，您將需要：

• M3x8mm 螺栓（x 至少 2 個(gè)）
• 螺絲刀

使用至少兩個(gè) M3x8mm 螺栓將 Arduino Uno 安裝到機(jī)箱底部。

第 19 步：組裝步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器

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對(duì)于此步驟，您將需要：

• 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器 - TMC2208 (x2)
• Arduino Uno CNC 擴(kuò)展板 (x1)

我們的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)該帶有一些散熱片 - 如果尚未安裝這些散熱片，那么您需要?jiǎng)冸x自粘背襯并將散熱片固定在電路板頂部，以確保散熱片的邊緣不會(huì)出現(xiàn)與板上的任何其他組件接觸。

然后可以將這些驅(qū)動(dòng)程序安裝到 CNC 防護(hù)罩上。在驅(qū)動(dòng)程序上查找標(biāo)記為啟用的引腳，并將其與屏蔽上標(biāo)記為啟用的引腳匹配。兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)安裝在標(biāo)記為 X 和 Y 的頂部?jī)蓚€(gè)軸上。

第 20 步：校準(zhǔn)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器

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對(duì)于此步驟，您將需要：

• 12v電源
• 母桶連接器 (x1)
• 一些電線
• 萬(wàn)用表
• 烙鐵

我們需要設(shè)置步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的電流，這很容易用萬(wàn)用表和小螺絲刀完成。我們還需要使用我們的電源，所以讓我們將一些電線焊接到桶形連接器上。

準(zhǔn)備兩根 12 厘米長(zhǎng)的電線，從后面看時(shí)將它們焊接到槍管底部和最右側(cè)的針腳上。我使用紅線??和黑線，以便在整個(gè)項(xiàng)目中更容易遵循極性。

然后我們可以將電源連接到我們的 CNC 防護(hù)罩上，同時(shí)注意尊重帶電設(shè)備。將萬(wàn)用表設(shè)置為測(cè)量電壓，2v 應(yīng)該足夠，然后將正極探針?lè)旁诳烧{(diào)電位器（pot）的中心，將負(fù)極探針?lè)旁?CNC 屏蔽的負(fù)極端子上。記下讀數(shù) - 對(duì)于我們的項(xiàng)目，0.6v 的值就足夠了。要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，請(qǐng)使用小螺絲刀稍微轉(zhuǎn)動(dòng)電位器，然后再讀取另一個(gè)讀數(shù)。

您還可以將正極鱷魚(yú)探頭夾到螺絲刀上，這樣您就可以在調(diào)整電位器時(shí)連續(xù)進(jìn)行測(cè)量。調(diào)整電位器，直到盡可能接近 0.6v。對(duì)第二個(gè)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器再次重復(fù)此操作。

然后我們可以拔下并斷開(kāi)電源。稍后我們將使用桶形連接器及其 12 厘米電線。

第 21 步：繼續(xù)安裝 GRBL 外殼

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對(duì)于此步驟，您將需要：

• 一些電線
• 30mm 5V 風(fēng)扇及其螺絲 (x1)
• 步進(jìn)電機(jī)線 (x2)

在我們的案例中，將一對(duì)新的 70 厘米長(zhǎng)的電線穿過(guò)這個(gè)開(kāi)口將它們連接到電機(jī)屏蔽電源端子，然后將 CNC 屏蔽安裝在 Arduino Uno 的頂部。

使用隨附的螺釘將 5V 風(fēng)扇連接到外殼上，電源線安裝到標(biāo)記為 5v 和 GND 的引腳上，朝向 CNC 防護(hù)罩的右上角。

將兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的引線連接到電機(jī)（它們是鍵控的，只能以一種方式安裝），然后，當(dāng)查看離您最近的電機(jī)的桌子時(shí)，將右側(cè)電機(jī)連接到 X 軸驅(qū)動(dòng)板，其黑色電線朝向屏蔽的頂部，左側(cè)電機(jī)連接到 Y 軸，其黑色引線也朝向頂部。

第 22 步：歸位開(kāi)關(guān) - 準(zhǔn)備

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對(duì)于此步驟，您將需要：

• 限位開(kāi)關(guān) (x3)
• 烙鐵
• 一些電線

為了使 CoreXY 風(fēng)格的機(jī)器能夠回家，我們需要添加三個(gè)限位開(kāi)關(guān)。

在第一個(gè)限位開(kāi)關(guān)上，將一對(duì) 40 厘米長(zhǎng)的電線焊接到常開(kāi)銷上——對(duì)我來(lái)說(shuō)，這是中心銷和臂連接的銷。這是上面第二張照片中的棕色和粉紅色電線。

接下來(lái)的兩個(gè)開(kāi)關(guān)用一根 40 厘米長(zhǎng)的電線（照片中的灰色）串聯(lián)連接到第一個(gè)開(kāi)關(guān)中央常開(kāi)引腳，一個(gè) 80 厘米（照片中的棕色）然后將第一個(gè)開(kāi)關(guān)公共引腳連接到第二個(gè)開(kāi)關(guān)中央常開(kāi)引腳，最后一根 50 厘米（照片中的黃色）線連接到它的公共引腳。

要將這些電線連接到 CNC 屏蔽上的引腳，我建議添加一些杜邦式連接器。這很容易做到。我制作了一個(gè)單獨(dú)的視頻，展示了它是多么容易。或者，您可以從母跳線切割末端并將其焊接到電線的末端，甚至直接焊接到腿上。但我強(qiáng)烈推薦連接器。

將連接器添加到所有四個(gè)未連接的電線末端。

第 23 步：歸位開(kāi)關(guān) - 安裝

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接下來(lái)，我們需要將用于歸位程序的限位開(kāi)關(guān)安裝到我們的機(jī)器上。

單個(gè)限位開(kāi)關(guān)以 45 度角固定在左側(cè) 3D 打印電機(jī)外殼上，以便在磁鐵支架從側(cè)面或上方接近時(shí)觸發(fā)。

用一些熱熔膠將其安裝到位，這使我們有機(jī)會(huì)在需要時(shí)調(diào)整其位置。然后可以將用于此的電線穿過(guò)線環(huán)，以幫助防止它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)時(shí)干擾機(jī)械裝置。

兩個(gè)連接的限位開(kāi)關(guān)中的第一個(gè)垂直安裝，開(kāi)關(guān)主體的前部與 3D 打印件的前部齊平（參見(jiàn)第 5 張照片）。這應(yīng)該在 X 托架移動(dòng)到機(jī)器底部時(shí)觸發(fā)。然后將第二個(gè)開(kāi)關(guān)安裝到另一個(gè)電機(jī)支架上，以便兩側(cè)有效地相互鏡像。

第 24 步：歸位開(kāi)關(guān) - 連接

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要將限位開(kāi)關(guān)連接到 CNC 防護(hù)罩，請(qǐng)使用來(lái)自單個(gè)限位開(kāi)關(guān)（我們以 45 度角安裝的那個(gè)）的一對(duì)電線，并將它們連接到“Endstops”部分中標(biāo)記為“Y-”的一對(duì)引腳CNC 防護(hù)罩。

來(lái)自剩余的一對(duì)限位開(kāi)關(guān)的電線應(yīng)連接到“X-”。就那么簡(jiǎn)單。:)

第 25 步：上傳 GRBL

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我們現(xiàn)在可以將我們預(yù)先定制的 GRBL 軟件上傳到 Arduino Uno，這樣我們就可以測(cè)試我們的機(jī)制，以確保我們到目前為止所做的一切都按預(yù)期工作。為此，只需使用 USB 電纜將您的 PC 連接到 Arduino UNO 并下載項(xiàng)目代碼 - 代碼可以從 Github 下載：https ://github.com/DIY-Machines/Kinetic-Sand-Art- ...

該代碼托管在 Github 上，您可以在其中選擇“代碼”，然后選擇“下載 ZIP”。解壓縮此文件夾并將其保存在計(jì)算機(jī)上的某個(gè)位置。現(xiàn)在打開(kāi) Arduino IDE，然后在 Sketch 下拉菜單中選擇“包含庫(kù)”，然后選擇“添加 zip 庫(kù)”。找到你從 Github 下載的文件，它應(yīng)該包含一個(gè)名為“Arduino”的文件夾，打開(kāi)它并選擇 GRBL 文件夾并添加它。

然后我們可以導(dǎo)航到“文件”->“示例”->“GRBL”，然后選擇“GrblUpload”。選擇板類型 - Arduino Uno 并為您的板選擇正確的串行端口，然后按上傳。

上傳完成后，您可以打開(kāi)串行監(jiān)視器并將波特率設(shè)置為 115200，發(fā)送兩個(gè)美元符號(hào) - $$ - 應(yīng)該返回 GRBLs 當(dāng)前設(shè)置。

要設(shè)置我們要在開(kāi)機(jī)時(shí)運(yùn)行的命令，請(qǐng)?jiān)诖斜O(jiān)視器中輸入以下內(nèi)容：

$N0=G1X10F2000。

為了檢查啟動(dòng)代碼，我們添加了 send $N ，它應(yīng)該回顯我們剛剛發(fā)送的參數(shù)以及 N1 的空白值

第 26 步：邁出第一步

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對(duì)于此步驟，您將需要：

• 我們之前創(chuàng)建的帶有 12 厘米電線的桶形連接器 (x1)
• 三通 wago 式連接器 (x2)

當(dāng)我們打開(kāi)機(jī)器電源時(shí)，它還不知道筏的位置，因此我們可以手動(dòng)觸發(fā)歸位序列。

輕輕地將木筏移向機(jī)器區(qū)域的中心，然后將 12v 電源連接到 CNC 防護(hù)罩。這可以通過(guò)使用我們稍后使用的兩個(gè)電線連接器來(lái)臨時(shí)完成，以將桶形連接器的電線連接到來(lái)自 CNC 屏蔽的長(zhǎng)電線。

觸發(fā)歸位的命令是 $H。我們希望看到機(jī)器向下移動(dòng)磁筏，直到它與兩個(gè)垂直限位開(kāi)關(guān)接觸，然后它會(huì)向后移動(dòng)，然后與兩個(gè)開(kāi)關(guān)再次接觸。在此之后，磁筏將向左移向水平開(kāi)關(guān)，直到它接觸到，然后通過(guò)第二次激活來(lái)確認(rèn)。如果您有其他操作，則應(yīng)立即關(guān)閉 12v 電源并檢查您的工作。

如果您的成功回家并報(bào)告“OK”，我們可以繼續(xù)向它發(fā)送一些進(jìn)一步的命令

第 27 步：發(fā)送一些 GCODE

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讓我們使用 GRBL 移動(dòng)磁筏，這是測(cè)試到目前為止一切正常的好方法。為此，我們可以發(fā)送如下命令：

G1 X50 Y100 F2000

您的機(jī)器應(yīng)橫向移動(dòng)約 50 毫米，向上移動(dòng)約 100 毫米。

如果您有興趣 - G 的值設(shè)置移動(dòng)類型 - 1 表示直線上的線性移動(dòng)。X 和 Y 的值是我們希望機(jī)器在 MM 中移動(dòng)到的坐標(biāo)空間中的位置，而 F 的值是進(jìn)給率或行進(jìn)速度。

如果這些 GCODE 命令和歸位序列似乎都需要記住很多，則無(wú)需擔(dān)心，因?yàn)槲覀兩院髮⑻砑拥?Raspberry Pi 將接管與 Arduino UNO 上的 GRBL 對(duì)話的所有責(zé)任。:)

我們可以再次斷開(kāi)電源。

第 28 步：砂子表面 - 3 毫米板

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對(duì)于我們構(gòu)建的這一部分，我們需要將 3 毫米的面板切割成合適的尺寸，我建議從您自己的桌子上進(jìn)行測(cè)量，然后修剪您的電路板，使其在兩個(gè)方向上都短約 3 毫米。

這將使插入和移除面板更容易。稍后我們將添加一些 3D 打印部件，以便更輕松地移動(dòng)電路板并將 LED 固定到位，但現(xiàn)在我們可以使用在邊緣附近添加的部分插入的木螺釘來(lái)幫助在需要移動(dòng)電路板時(shí)拿起它.

第 29 步：添加磁鐵

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對(duì)于此步驟，您將需要：

• 至少一個(gè)埋頭磁鐵 (x1)
• M3x12 螺栓 (x1)
• 附加磁鐵
• 螺絲刀

電路板安裝好后，將其取下，然后使用 M3x12 螺栓將埋頭磁鐵連接到 3D 打印磁鐵支架上。然后，您可以在此之上添加額外的磁鐵。

您有大約 16 毫米的空間可以在木筏頂部和踢腳線底部之間安裝磁鐵。磁鐵應(yīng)盡可能靠近板子而不接觸板子，以將噪音降至最低，同時(shí)盡量增加對(duì)鋼球的磁力。

第 30 步：整理電線

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對(duì)于此步驟，您將需要：

3D打印零件：

• GRBLCasLid.stl (x1)
• WiringLoop.stl（x4 或更多）

在我們添加一些沙子和織物之前，我們需要確保電線不會(huì)卡在機(jī)制中。我們可以通過(guò)在 GRBL 電子設(shè)備上添加一個(gè)蓋子和一些電線整理來(lái)包含接線來(lái)做到這一點(diǎn)。

蓋子使用四個(gè) M3x8 螺栓安裝到位。小心不要夾住任何電線，同時(shí)確保它們從適當(dāng)?shù)囊粋?cè)退出。

然后我們可以用一些木螺釘固定電子外殼。它的位置應(yīng)該使我們的外殼靠在我們之前在踢腳板上添加的切口上，以允許風(fēng)扇通過(guò)我們的機(jī)器吸入新鮮空氣。

然后可以使用木螺釘沿同一面墻打印和固定多個(gè)電纜束。然后將電線整理成這些。現(xiàn)在，將 USB 和電源線穿過(guò)我們?yōu)榭刂泼姘逯谱鞯那锌?，我們將在此?xiàng)目的后續(xù)步驟中添加該切口。將接線固定好后，我們可以更換 3mm 底板。

第 31 步：裁剪面料

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對(duì)于此步驟，您將需要：

• 人造皮革面料（足以覆蓋踢腳線）
• 剪刀

將布料鋪在桌子的頂部，然后剪裁，使其每邊比 3 毫米的踢腳線短大約 1 厘米

稍后我們將使用一些 3D 打印將織物固定到位，但現(xiàn)在，下一個(gè)是沙子。

第32步：添加沙子

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對(duì)于此步驟，您將需要：

• 工藝沙（約600克對(duì)我有用）
• 鋼球 - 20mm (x1)

在中心的主要繪圖區(qū)域撒一些沙子，使其剛好覆蓋織物。當(dāng)我們讓球很快移動(dòng)時(shí)，我們可以根據(jù)需要添加更多或刪除它。

然后將鋼球置于板下方磁鐵的影響中。

連接 12v 電源，將您的計(jì)算機(jī)連接到 Arduino 的 USB 連接，然后從 Arduino IDE 中打開(kāi)串行監(jiān)視器。我們首先需要通過(guò)發(fā)送$H命令來(lái)歸位機(jī)制。一旦我們從 GRBL 收到 OK，我們就可以發(fā)出一些命令來(lái)查看繪圖區(qū)域的范圍，以便我們可以根據(jù)需要在繪圖表面添加更多的沙子。

將一些添加到球現(xiàn)在位于左下角的本壘位置的區(qū)域。然后發(fā)送命令' G1 Y325 F2000 '這會(huì)將球發(fā)送到左上角，如果需要，再次添加一些額外的沙子。發(fā)送' G1 X520 F2000 '會(huì)將球移動(dòng)到右上角，然后' G1 Y0 F2000 '會(huì)將球移動(dòng)到右下角。

目前可能很難看到，但試著在一個(gè)想象的邊界框內(nèi)發(fā)現(xiàn)任何缺少沙子的區(qū)域，該邊界框由剛剛訪問(wèn)的球的四個(gè)角形成。稍后，任何缺失的區(qū)域都會(huì)變得更加明顯，并且可以用更多的沙子填充。

第 33 步：為 LED 裝框

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對(duì)于此步驟，您將需要：

• 木條
• 鉆一個(gè)鉆頭
• 螺絲刀
• 短木螺釘 (x4)

我們需要組裝一個(gè)簡(jiǎn)單的框架來(lái)固定我們的 LED。為此，您需要切割兩條 68 厘米長(zhǎng)的木條和兩條 45 厘米長(zhǎng)的木條。它們需要足夠窄，以免一旦安裝在人造皮革上，就不會(huì)因?yàn)樽雷拥囊粋?cè)而感到驕傲。

然后可以將它們與兩個(gè)較長(zhǎng)長(zhǎng)度內(nèi)的兩個(gè)較短長(zhǎng)度組裝在一起，并用螺釘或膠水（或兩者）固定在一起。如果您使用螺釘，我建議您先鉆一個(gè)導(dǎo)向孔，以減少我們?cè)诳拷┒算@孔時(shí)木材分裂的機(jī)會(huì)。

在此之后，從其中一個(gè)長(zhǎng)條的末端向內(nèi)約 2cm 處制作一個(gè)比 LED 寬度稍大的小孔。稍后我們將通過(guò)此連接 LED 的接線。

第 34 步：固定 LED 框架

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對(duì)于此步驟，您將需要：

3D打印零件：

• LEDCorners.stl (x4)
• 短木螺釘 (x8)
• 螺絲刀

然后，我們可以使用四個(gè) 3D 可打印 LED 角將其固定在桌子中央。安裝角件時(shí)，確保我們的沙子所在的織物被拉緊。織物上留下的任何凸起都可能導(dǎo)致我們的球在拉動(dòng)時(shí)脫離磁鐵的影響。

使用一些短木螺釘將四個(gè)角固定到位 - 不需要非常緊貼框架。

由于我們的角件還兼作把手以將頂部抬起，我們現(xiàn)在可以卸下我們?cè)诘谝粋€(gè)視頻中使用的臨時(shí)螺絲。

第 35 步：安裝 LED

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要準(zhǔn)備 LED，從帶有連接器的末端開(kāi)始，方向箭頭指向外，在木框架內(nèi)部大致運(yùn)行一段長(zhǎng)度，然后切出一個(gè)大一點(diǎn)的尺寸，確保按照指示從焊盤(pán)的中心切開(kāi)。我們可以很快細(xì)化長(zhǎng)度。

將它們穿過(guò)孔（按照印刷在 LED 燈條上的箭頭方向），然后通過(guò)移除自粘背襯來(lái)安裝它們，將它們牢固地推到木頭上。我的粘得很好，但如果你很難讓它們粘起來(lái)，你可能需要使用膠水。

當(dāng)您一路走來(lái)時(shí)，您可以在粘貼條帶末端之前修剪掉任何多余的 LED。

第 36 步：連接 LED

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為了能夠在以后需要訪問(wèn)內(nèi)部部件時(shí)輕松斷開(kāi)和移除 LED 框架，我們將使用 LED 隨附的插頭。準(zhǔn)備三根 60 厘米長(zhǎng)的電線并將它們焊接到來(lái)自母連接器末端的紅色、綠色和白色電線上。

我們還可以從 LED 的公端剪掉額外的紅線和白線。連接兩個(gè)連接器。

在 3mm 板的邊緣制作一個(gè)小凹口，以便 LED 線可以通過(guò) 3mm 板到達(dá)基板的下側(cè)。然后，我們可以將 LED 線的未連接端穿過(guò) 18 毫米基板上的孔，我們?cè)谏院蟀惭b控制面板的位置附近制作該孔。

雖然在這里，我們還可以將 CNC 屏蔽的 USB 和電源線穿過(guò)同一個(gè)孔。

步驟 37：準(zhǔn)備控制面板

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對(duì)于此步驟，您將需要：

3D打印零件：

• 控制面板.stl (x1)
• 10k 電位器 (x2)
• 12mm 瞬時(shí)按鈕 (x3)

接下來(lái)是控制面板，它需要一個(gè) 3D 打印部件，恰如其分地命名為控制面板。:)

這是該項(xiàng)目中唯一需要支持打印的部分。我還更改了最后幾層的燈絲，使文本更加突出。

首先將按鈕和撥盤(pán)安裝到適當(dāng)?shù)陌疾壑小?/font>按鈕從正面插入，一個(gè)螺母從控制面板后面固定它們，而電位計(jì)從后面插入，它們的螺母將它們固定在前面。

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第 38 步：為控制面板接線

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然后我們可以轉(zhuǎn)動(dòng)打印件并開(kāi)始連接一些電線。我將使用一些長(zhǎng)度的熱縮管來(lái)幫助保護(hù)連接，不要忘記在焊接到位之前是否將其滑過(guò)電線！

我對(duì)照片進(jìn)行了編號(hào)以匹配下面相應(yīng)的編號(hào)步驟，以幫助您完成此步驟。

使用左側(cè)的電位器從左到右工作，附上：

• 一條 30 和 6 厘米的電線連接到第一條腿。
• 一根 30 厘米長(zhǎng)的電線連接到第二個(gè)。
• 一根 6 厘米長(zhǎng)的電線連接到第三個(gè)。
• 第四條腿上連接著來(lái)自第一條腿的六厘米線。
• 第 5 條腿連接了一根新的 30 厘米長(zhǎng)的電線。
• 第一個(gè)紐扣腿有來(lái)自第三個(gè)腿的 6 厘米長(zhǎng)的電線以及一根新的 30 厘米電線。
• 第一個(gè)按鈕上的另一條腿有一根新的 30 厘米電線。
• 其余未連接的每條腿都有一根單獨(dú)的 40 厘米長(zhǎng)的電線連接到它們上面。

好吧，我到了控制面板的盡頭，然后意識(shí)到我正在努力不犯錯(cuò)誤，以至于我完全忘記了連接第 6 條腿。讓我們通過(guò)以下方式解決這個(gè)問(wèn)題：

9. 在已經(jīng)連接了兩根電線的第一個(gè)按鈕腿之間添加一根短電線，然后...10。未連接的第 6 條腿。

熱縮收縮后，控制面板的背面應(yīng)該看起來(lái)像最終照片。

步驟 39：將控制面板連接到 CNC Shield

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控件上用于暫停和播放沙紋的前兩個(gè)按鈕將連接到我們的 CNC 防護(hù)罩。我在每對(duì)紐扣線上添加了一些 Dupont 連接器，以方便連接。我制作了一個(gè)單獨(dú)的教程，向您展示如何輕松添加它們，您可以在此處找到：

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在我們連接控制面板的電線時(shí)，取下 CNC 防護(hù)罩上的蓋子，并可選擇暫時(shí)將其從桌面框架上擰下。這將使訪問(wèn)內(nèi)部更容易。

將電線從桌面外側(cè)穿過(guò)控制面板的開(kāi)口。在我們確定我們的接線在稍后測(cè)試后工作良好之前，我們不會(huì)將其安裝到位。

來(lái)自啟動(dòng)按鈕的兩根電線連接到屏蔽右下角標(biāo)記為“恢復(fù)”的引腳，暫停按鈕的一對(duì)電線連接標(biāo)記為“暫?！钡囊_。

來(lái)自控制面板的其他裸線可以穿過(guò)底板上的孔。

將 CNC GRBL 電子設(shè)備重新安裝到桌面框架上，并附上蓋子。我們將不需要再次訪問(wèn)這些電子設(shè)備。

第 40 步：Mini360 降壓轉(zhuǎn)換器準(zhǔn)備

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對(duì)于此步驟，您將需要：

3D打印零件：

• PowerPanelCase.stl (x1)

Wago 式連接器：

• 5 路 (x2)
• 3 路 (x1)
• Mini360 降壓轉(zhuǎn)換器 (x1)
• 一些電線

為了創(chuàng)建 12v 和 5v 功率級(jí)別的混合，我們的項(xiàng)目需要我們可以著手組裝我們的電力系統(tǒng)。為此，您將需要您的 Mini360 降壓轉(zhuǎn)換器、我們?cè)诘谝粋€(gè)視頻中準(zhǔn)備的桶形連接器和 wago 式線連接器。

將我們的桶形連接器上的正極引線修剪到大約 7 厘米長(zhǎng)。另一個(gè)我們可以離開(kāi) 12 厘米。

將連接器穿過(guò) 3D 打印外殼，并使用隨附的螺母固定到位。將三路端子連接到 7 厘米長(zhǎng)的正極線，將 5 路端子連接到地線。

將三段導(dǎo)線焊接到 Mini360 降壓轉(zhuǎn)換器的端子上。一根 13 厘米的電線連接到正極輸入，一根 5 厘米的電線連接到負(fù)極輸入。最后一根 6cm 的線連接到正極輸出。

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第 41 步：設(shè)置 Mini360 的輸出

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Mini360 降壓轉(zhuǎn)換器能夠輸出一定范圍的電壓，因此我們需要將其設(shè)置為 5v，然后才能將其連接到電路的其余部分。

為此，我們將其連接到來(lái)自我們的桶形連接器的 12v 電源，并使用萬(wàn)用表測(cè)量其輸出電壓，同時(shí)調(diào)整其電位計(jì)。

將萬(wàn)用表正極探針連接到正極輸出線，將負(fù)極探針連接到負(fù)極輸出端子。使用小螺絲刀仔細(xì)調(diào)整小型板載電位器，同時(shí)觀察萬(wàn)用表上的輸出電壓。盡可能接近 5v。我選擇了 5.03v。（稍微超過(guò)是可取的）。

設(shè)置好后，我們可以斷開(kāi)萬(wàn)用表和電源。然后將 mini360 嵌入到 3d 打印的自己的部分中。嵌套后，將五路端子添加到其正輸出。

第 42 步：連接電源面板

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對(duì)于此步驟，您將需要：

• 小木螺釘 (x3)

現(xiàn)在是把它固定到我們桌框底部的好時(shí)機(jī)。在小心地將桌子側(cè)放，控制面板朝上之前，請(qǐng)確保您移除了 LED 框架和 3 毫米的踢腳線和沙子。

使用三個(gè)木螺釘將其安裝在底座的右上方，使桶形連接器位于右側(cè)，降壓轉(zhuǎn)換器位于右上方。

第 43 步：接線電源

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我們可以使用來(lái)自 CNC 屏蔽罩的電源線（第一張照片中最亮的）并將負(fù)極連接到接地端子，將正極連接到底部提供 12v 的 3 路端子。如果你發(fā)現(xiàn)你有多余的長(zhǎng)度，你可以修剪這些電線和任何其他電線的長(zhǎng)度。

我們將需要五個(gè)以上的接地連接，因此我們需要自己剪斷一根新的 5 厘米長(zhǎng)的電線，我們可以用它來(lái)將當(dāng)前的五路接地端子連接到一個(gè)額外的三路連接器。

為了使連接器保持在適當(dāng)位置并保持整潔，請(qǐng)使用一些膠水將它們固定下來(lái)并保持一切整潔。（第七張照片）

我們現(xiàn)在可以連接 LED 照明的電源連接。您連接到 LED 紅線的導(dǎo)線是我們的正極引線，應(yīng)連接到降壓轉(zhuǎn)換器提供的 5v 連接（第 9 張照片）。您連接到白色引線的電線是接地連接，因此可以連接接線塊中的其他接地線。（第十張/最后一張）

我們還有一根來(lái)自控制面板的電線連接到電源電路。這是連接到最左側(cè)引腳的 30 厘米電線，應(yīng)連接到 5v 電源塊。

第 44 步：Arduino Nano 軟件

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對(duì)于此步驟，您將需要：

• Arduino 納米 (x1)
• USB 數(shù)據(jù)線 (x1)
• Arduino IDE

接下來(lái)我們將安裝 Arduino Nano，這樣我們就可以點(diǎn)亮 LED，并通過(guò)測(cè)試對(duì)它們及其相關(guān)的控制按鈕進(jìn)行測(cè)試。我們將首先通過(guò) USB 電纜將代碼連接到您的計(jì)算機(jī)，將代碼上傳到 Arduino Nano。

打開(kāi) Arduino IDE 和該項(xiàng)目的代碼。該項(xiàng)目的代碼可以從 Github 下載：https://github.com/DIY-Machines/Kinetic-Sand-Art-...

Nano 的代碼位于 LEDArduino 文件夾中，名為“LED-Control.ino”。

如果您還沒(méi)有安裝 WS2812FXlibrary，您還需要安裝它。它是免費(fèi)的，可以在這里找到：https ://github.com/kitesurfer1404/WS2812FX如果您不熟悉如何安裝該庫(kù)，則創(chuàng)建者網(wǎng)站還包含有關(guān)如何安裝該庫(kù)的明確說(shuō)明。

在按下上傳之前，從“工具”菜單欄中選擇正確的板類型“Arduino Nano”和您設(shè)備的端口。上傳完成后，我們可以斷開(kāi) Arduino 的連接。

第 45 步：連接 Arduino Nano

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我們可以將控制面板照明部分的電線和 LED 本身直接連接到 Arduino，方法是將它們焊接到電路板上。Nano 將位于我們桌子的下方，因此請(qǐng)確保電線在連接之前穿過(guò)踢腳板孔！

來(lái)自圖案按鈕的單線焊接到 Arduino 上的引腳 D2。

亮度電位器的中心腳連接到 A0，速度控制的中心腳連接到 A2。

兩條新的 16 厘米長(zhǎng)的電線應(yīng)連接到未使用的接地引腳和 Nano 上的 5v 引腳。來(lái)自 LED 綠色數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)線應(yīng)連接到 Nano 上的 D6。

我們連接到 GND 的線可以添加到電源板接地連接，5v 線可以添加到 5v 電源塊。最后一根電線是連接到第一個(gè)按鈕的 30 厘米長(zhǎng)的電線以及另外兩根較短的電線。這應(yīng)該連接到 Arduino 上未使用的接地連接。

第 46 步：測(cè)試 LED

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我們現(xiàn)在應(yīng)該能夠重新連接我們的 LED 并插入表 12v 電源。

如果一切都按計(jì)劃進(jìn)行，我們的 LED 應(yīng)該會(huì)亮起，您將可以使用控制面板控制它們。

按下圖案按鈕應(yīng)循環(huán)通過(guò)不同的照明順序，亮度撥盤(pán)應(yīng)調(diào)整亮度，快速撥盤(pán)將影響動(dòng)畫(huà)圖案的節(jié)奏。

（有些圖案，例如第 10 個(gè)，白色的，是靜態(tài)的，因此不受速度控制的影響。）

第 47 步：安裝 OctoPrint

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對(duì)于此步驟，您將需要：

• Micro SD 卡（8GB 或更大 x1）
• 樹(shù)莓派 (x1)

接下來(lái)讓我們添加我們的 Raspberry Pi。Pi 將負(fù)責(zé)將 GCODE 指令逐行提供給 Arduino 以繪制我們的模式。為此，我們將在 SD 卡上安裝 OctoPrint。OctoPrint 主要設(shè)計(jì)用于控制 3D 打印機(jī) - 事實(shí)上，我用它來(lái)控制我的打印機(jī)并取得了巨大成功。為了使它更適合我們的沙盤(pán)，我們將添加一些插件并更改一些設(shè)置。

我現(xiàn)在將解釋如何執(zhí)行此操作，但我也強(qiáng)烈建議您在我的網(wǎng)站上查看該項(xiàng)目的文章 - diymachines.co.uk，以了解自編寫(xiě)本教程以來(lái)可能進(jìn)行的任何修訂或改進(jìn)。

要刷新 Raspberry Pi 的 SD 卡，我們可以使用 Pi Foundations Raspberry Pi Imager。前往 Raspberry Pi 基金會(huì)網(wǎng)站 ( https://www.raspberrypi.org/software/ ) 并從他們的軟件部分下載免費(fèi)的成像器。

將 micro SD 卡連接到計(jì)算機(jī)，然后打開(kāi) Raspberry Pi Imager。按“選擇操作系統(tǒng)”，然后按“其他特定用途操作系統(tǒng)”。在此列表中，您應(yīng)該找到“OctoPi”。

繼續(xù)選擇您的 SD 卡。按“Ctrl-Shift-X”組合鍵可訪問(wèn)高級(jí)菜單。

檢查“設(shè)置主機(jī)名”并設(shè)置一個(gè)。我選擇我的作為沙盤(pán)（如果是 IP 地址，我們稍后將使用它作為 URL 來(lái)訪問(wèn)表格 Web 界面）。然后向下滾動(dòng)以配置您的 wi-fi 憑據(jù)。

然后我們可以按“保存”，然后按“寫(xiě)入”。下載圖像、將其刷入您的卡并進(jìn)行驗(yàn)證可能需要一些時(shí)間。這是泡一杯可愛(ài)的茶的好機(jī)會(huì)。

完成后，我們可以移除 SD 卡并將其插入到我們的 Raspberry Pi 中。

第 48 步：安裝樹(shù)莓派

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對(duì)于此步驟，您將需要：

3D打印零件：

• ComputingCase.stl (x1)
• 2.5mm 螺絲 (x4)
• 短木螺釘 (x4)
• 螺絲刀

為了將 Raspberry Pi 安裝到我們桌子的底部，我們需要打印 ComputingCase。然后用我們的四個(gè) m2.5 螺栓將 Pi 固定在塑料印刷支架（與外殼一體）上。

然后用四個(gè)木螺釘將其固定在電源箱上，兩側(cè)切口朝向頂部。

USB 端口應(yīng)面向切口，以便我們現(xiàn)在可以連接 USB 電纜。

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第49步：給樹(shù)莓派供電！

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對(duì)于此步驟，您將需要：

3D打印零件：

• ComputingLid.stl (x1)
• 杜邦式連接器
• 一些電線
• M3x8 螺栓 (x4)

準(zhǔn)備兩根新電線，一根長(zhǎng) 28 厘米，另一根長(zhǎng) 24 厘米。這些將連接到我們 Pi 上的 5v 和接地引腳為其供電。由于 Pi 已經(jīng)安裝了引腳，我已將兩根電線連接到杜邦式連接器。

較長(zhǎng)的 28 厘米線應(yīng)連接到 5v 引腳（從左下角向上的第二個(gè)引腳），相鄰的線在此上方以連接到接地引腳。

然后將電線的另一端連接到相應(yīng)的電源塊。較長(zhǎng)的電線連接到另一根 5v 電線，較短的電線連接到我們的地線集合。

可以打印我們的計(jì)算機(jī)機(jī)箱的蓋子，然后將 Arduino Nano 放入機(jī)箱的后半部分后，我們可以使用四個(gè) M3 螺栓安裝蓋子。

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第 50 步：OctoPrint 向?qū)гO(shè)置

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連接桌子的 12v 電源并打開(kāi)電源。您應(yīng)該會(huì)看到 Arduino Nano 和 Raspberry Pi 上的 LED 亮起。等待幾分鐘讓 Pi 完成初始啟動(dòng)，然后在 Web 瀏覽器中導(dǎo)航到 sandtable.local。

我們將看到 OctoPrint 向?qū)А?/font>如前所述，它的設(shè)計(jì)預(yù)期我們將使用它來(lái)控制 3D 打印機(jī)，因此某些步驟與我們無(wú)關(guān)。現(xiàn)在讓我們開(kāi)始配置向?qū)В?/font>

最后在“默認(rèn)打印機(jī)配置文件”設(shè)置：將打印量設(shè)置為：

• X=525
• Y=330
• Z=10mm。（不要忘記，如果您的表格比我在此視頻中構(gòu)建的表格更大或更小，您會(huì)在我的網(wǎng)站上找到有關(guān)需要調(diào)整哪些設(shè)置以及如何使用 OctoPrint 和 GRBL 的說(shuō)明。）
• 對(duì)于名稱，我輸入了“SandTable”
• 型號(hào) = 'DIYM'
• 在“打印床和構(gòu)建體積”下取消選中“加熱床”
• 在“開(kāi)始”頁(yè)面：只需按下一步
• 在“恢復(fù)備份？” page : 再按一下next
• 在“訪問(wèn)控制”頁(yè)面：選擇一個(gè)用戶名和密碼，當(dāng)您連接到 Octoprint 以控制您的桌子時(shí)，您將被要求輸入該用戶名和密碼。然后按“創(chuàng)建帳戶”，然后按“下一步”
• 在“匿名使用跟蹤”頁(yè)面：選擇是否要禁用或啟用跟蹤，然后按“下一步”
• 在“在線連接檢查”處：選擇啟用它，然后按下一步。
• 在“插件黑名單”選項(xiàng)中：選擇“啟用”，然后選擇下一步。

第 51 步：安裝插件：更好的 GRBL 支持

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第一個(gè)安裝的插件讓我們更好地控制 GRBL。它被稱為“更好的 GRBL 支持”——好名字啊。:)

要安裝它，請(qǐng)單擊 OctoPrint 頂部工具欄中的扳手圖標(biāo)，然后單擊左側(cè)菜單中的“插件管理器”。

單擊“獲取更多”并搜索“更好的 GRBL 支持”并單擊以安裝它。重新啟動(dòng) OctoPrint。就那么簡(jiǎn)單。

實(shí)際上，我們需要更改此插件的一項(xiàng)設(shè)置，再次打開(kāi) OctoPrint 的設(shè)置頁(yè)面，從左側(cè)菜單底部附近選擇“更好的 GRBL 支持”，然后將“Hello Command”的值更改為空白（而不是默認(rèn)的“$$”）。

第 52 步：安裝插件：OctoPrint 播放列表

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重啟后我們可以安裝第二個(gè)插件，OctoPrint Playlist。這將使我們能夠提示播放模式的播放列表，并讓我們的機(jī)器在不斷重復(fù)的循環(huán)中自動(dòng)從一個(gè)移動(dòng)到下一個(gè)。

這個(gè)插件不駐留在官方的 OctoPrint 插件服務(wù)中，所以我們需要從 Github 下載它并上傳到 OctoPrint。

導(dǎo)航到https://github.com/jneilliii/OctoPrint-Playlist單擊“代碼”，然后單擊“下載 ZIP”。

要上傳這是 OctoPrint，再次單擊頂部的扳手圖標(biāo)，然后重新打開(kāi)插件管理器。

在窗口底部，按下“....來(lái)自上傳的文件”下方的“瀏覽”按鈕。瀏覽到您剛剛從 Github 下載的 ZIP 文件并上傳。按“安裝”。OctoPrint 將自動(dòng)檢查它，然后在請(qǐng)求重新啟動(dòng)之前繼續(xù)安裝，您應(yīng)該這樣做。

步驟 53：完成控制面板

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讓我們?cè)诳刂泼姘迳贤瓿晌覀兊墓ぷ鳌?/font>在我們將它安裝到位之前，我們需要完成檢查所有控件的工作，我們已經(jīng)檢查了 LED 部分，所以讓我們測(cè)試開(kāi)始和暫停按鈕。這也將涉及讓我們的桌子在沙地上畫(huà)出它的第一個(gè)完整的圖畫(huà)。:D

為了測(cè)試 GRBL 電子設(shè)備的播放和暫停按鈕，我們將首先開(kāi)始我們的機(jī)器繪圖，為此我們需要一個(gè)已經(jīng)轉(zhuǎn)換為 GCODE 的插圖。我在您之前從 Github 下載的文件中包含了幾個(gè)，所以現(xiàn)在讓我們將一個(gè)上傳到 OctoPrint。

打開(kāi) OctoPrint，然后在左側(cè)欄中按上傳。導(dǎo)航到名為 SpriallingSquares.gcode 的繪圖文件并上傳。在我們可以讓機(jī)器雕刻出模式之前，我們需要連接到 GRBL 并將機(jī)制歸位。按左側(cè)的“連接”，如果第一次沒(méi)有連接，您可能需要重試。連接后，在 GRBL 控制窗口中選擇“主頁(yè)”。

一旦歸位序列完成，您的沙面和球就安裝好了。我們可以按 GCODE 文件旁邊的“打印”讓我們的機(jī)器繪制出圖案。在機(jī)器繪圖時(shí)，我們應(yīng)該能夠按“暫停”并看到機(jī)器輕輕停止，然后按“開(kāi)始”應(yīng)該使其恢復(fù)。

現(xiàn)在我們知道控制面板可以正常工作，我們可以將其安裝到位。我用膠水將我的固定到位。不要忘記檢查桌子內(nèi)部的電線是否仍牢固地固定在機(jī)械裝置之外。

第54步：切割桌面

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我們現(xiàn)在非常接近項(xiàng)目的尾聲。現(xiàn)在，我們將通過(guò)斜接四塊松木板形成邊框來(lái)制作桌子的頂部。在用煮沸的亞麻籽油完成之前，我將應(yīng)用一些真正的木飾面和邊緣，你可以做同樣的事情或根據(jù)你的喜好涂漆。然后在頂部放置一塊鋼化玻璃，將這個(gè)項(xiàng)目變成適合客廳的中心裝飾品。

對(duì)于斜接面板，我準(zhǔn)備了兩種長(zhǎng)度為 683 x 170mm 的木材和兩種長(zhǎng)度為 883 x 170mm 的木材。然后使用我的斜切鋸將所有四個(gè)面板的兩端斜接成 45 度。

然后，我使用在長(zhǎng)面板末端鉆出的一對(duì)口袋孔將它們組裝在一起。一旦我對(duì)合身感到滿意，我就拆開(kāi)面板，這樣我就可以單獨(dú)貼上它們了。

第55步：準(zhǔn)備單板

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對(duì)于此步驟，您將需要：

• 木飾面（足以覆蓋面板）
• 接觸粘合劑
• 滾筒（施加壓力）

現(xiàn)在我不是木工專家，但我會(huì)向你解釋我是如何對(duì)面板進(jìn)行貼面的。

我選擇使用一些從英國(guó) Oakdale Crafts 獲得的歐洲橡木貼面。（https://oakdalecrafts.c??o.uk ）我剪了一些比我的每個(gè)面板稍大的長(zhǎng)度，然后在面板本身和單板背面涂上一些接觸粘合劑。一旦干燥（大約 30 分鐘后），我將它們小心地放在一起，并用一個(gè)小滾筒施加很大的壓力，以確保良好的附著力。

第56步：修整單板

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對(duì)于此步驟，您將需要：

• 砂紙
• 斯坦利刀

然后用一把鋒利的刀小心地修剪掉大部分多余的部分，然后用一些砂紙仔細(xì)地進(jìn)一步細(xì)化邊緣。

最后一張照片顯示完成后的短邊。在每個(gè)面板的所有四個(gè)邊緣上重復(fù)此操作。

第57步：應(yīng)用內(nèi)部邊緣條

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然后，我使用低熱量的熨斗將一些長(zhǎng)度的預(yù)粘鐵在橡木封邊膠帶上貼到面板的內(nèi)側(cè)短邊緣上。遮蔽膠帶對(duì)于在您移動(dòng)時(shí)臨時(shí)將膠帶固定到位非常有用。

此時(shí)我只做了內(nèi)邊緣，因?yàn)槲蚁朐谔砑油膺吘壷霸俅谓M裝頂部框架，以確保外角有良好的光潔度。

然后我再次用砂紙整理邊緣，同時(shí)注意不要去除太多的單板或邊緣，以免露出下面的松木。

步驟 58：應(yīng)用外部邊緣條

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在重新組裝框架的四個(gè)側(cè)面后，我切割了一些長(zhǎng)度稍大的邊緣條。

和以前一樣，使用一些遮蔽膠帶將其固定到位，同時(shí)用熨斗的溫度將其固定到位。在仔細(xì)打磨邊緣之前先完成前兩個(gè)短邊。

然后我們可以應(yīng)用兩個(gè)長(zhǎng)邊，使它們與較短邊的切割和打磨邊緣重疊。一些仔細(xì)的安裝和打磨將確保它在外角上很好地連接。

第59步：處理木材

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對(duì)于此步驟，您將需要：

• 煮沸的亞麻籽油
• 舊抹布或布

在使用胡佛和微濕的布去除打磨中的灰塵后，我用一些舊抹布在邊緣和貼面表面上大量涂抹一些煮沸的亞麻籽油。我把它放了大約 25 分鐘浸泡，然后去除多余的。

24 小時(shí)后，我重復(fù)了這個(gè)過(guò)程。第二道涂層后 48 小時(shí)內(nèi)它可能不會(huì)完全干燥，因此請(qǐng)確保在完全干燥時(shí)小心接觸表面。

如果你用過(guò)煮過(guò)的亞麻籽油，你需要小心，因?yàn)槟阌脕?lái)涂油的布可能會(huì)自燃。應(yīng)該用溫肥皂水清洗以去除多余的油，然后放在外面的垃圾箱中。

第60步：添加一些玻璃

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然后我從當(dāng)?shù)毓?yīng)商那里訂購(gòu)了一些按尺寸切割的玻璃，它只是放在頂部，讓我們可以清楚地看到下面的藝術(shù)品，同時(shí)它可以安全地用作咖啡桌。由于這種玻璃很重，因此可以很好地保持原位。

這就是完成的表格，現(xiàn)在剩下要做的就是向您展示如何輕松創(chuàng)建自己的模式以及如何排隊(duì)播放列表。

第 61 步：創(chuàng)建自己的模式

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要?jiǎng)?chuàng)建自己的模式，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)www.sandify.org

這是一個(gè)很棒的社區(qū)網(wǎng)站，旨在幫助您輕松地為您的（和其他）沙盤(pán)制作圖案。在您開(kāi)始調(diào)整各種參數(shù)以創(chuàng)建您的圖案之前，我們應(yīng)該更改一些細(xì)節(jié)，以便它更多地了解將在其上繪制的機(jī)器。

打開(kāi)“機(jī)器”選項(xiàng)卡并將 Min X 的值設(shè)置為 5mm，將 Max X 設(shè)置為 520。Min Y 設(shè)置為 5mm，Max Y 設(shè)置為 325mm。

然后您可以返回到“繪圖”窗口來(lái)創(chuàng)建您自己的圖案。調(diào)整各種設(shè)置，直到您創(chuàng)建了您喜歡的內(nèi)容，然后按窗口底部的“導(dǎo)出”。

為您的藝術(shù)作品創(chuàng)建一個(gè)描述性文件名，然后在“程序開(kāi)始代碼”框中輸入“G1 F2000”。

然后，您下載的文件可以按照我們對(duì)第一個(gè)繪圖所做的相同方式上傳到您的沙盤(pán)。我們還可以上傳項(xiàng)目下載中包含的 eraser.gcode 文件。這是我設(shè)計(jì)的一種背面和第四種圖案，用于偶爾整理繪圖表面。

步驟 62：設(shè)置播放列表

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要?jiǎng)?chuàng)建從一個(gè)到下一個(gè)的模式的播放列表，請(qǐng)?jiān)?OctoPrint 中自動(dòng)打開(kāi)“播放列表”窗口，然后按您要添加的每個(gè)模式旁邊的“添加到播放列表”按鈕。您可以排隊(duì)幾個(gè)，并且可以多次加入您的收藏夾。

將覆蓋整個(gè)繪圖區(qū)域的圖案排隊(duì)并在其后面添加部分圖案可以產(chǎn)生很好的效果。經(jīng)常使用刮水器圖案有助于保持繪圖畫(huà)布上的“雜亂”。

選中重復(fù)框，然后按播放。

第63步：項(xiàng)目完成！

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這就是完成的項(xiàng)目！這可能是我迄今為止寫(xiě)的最長(zhǎng)的指南，但我努力確保不會(huì)錯(cuò)過(guò)任何一個(gè)細(xì)節(jié)，這樣你就擁有了成功構(gòu)建自己的指南所需的所有信息。我真的很喜歡我和那些“面對(duì)面”看過(guò)它的人的善意評(píng)論。

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