Réalisation d’une imprimante commandée par Arduino

But de ce projet:

Dans ce projet on va construire une imprimante recevant les données à imprimer par Bluetooth.

Cette imprimante est commandée par la carte Arduino UNO par l’intermédiaire de la carte CNC Shield.

Elle contient aussi deux moteurs pas à pas responsable de déplacer le stylo suivant les deux axes (x) et (y) et un servomoteur qui fait monter ou baisser le stylo.

En plus, cette imprimante utilise le module Bluetooth HC-06 pour recevoir le texte à imprimer par le Smartphone.

Fonctionnement de l’imprimante

Composants nécessaires

Carte Arduino UNO

Une carte Arduino est une carte de développement électronique basée sur un microcontrôleur. Elle est conçue pour être facilement utilisable par les développeurs et les hobbyistes pour créer des projets électroniques.

Les cartes Arduino sont principalement utilisées pour contrôler des appareils électroniques en utilisant du code informatique, mais elles peuvent également être utilisées pour traiter et afficher des données. Elles sont souvent utilisées dans des projets de robotique, de domotique, de domaine de l’Internet des objets (IoT) et dans de nombreux autres domaines de l’électronique de loisir et professionnelle.

Module bluetooth HC-06

Le module Bluetooth HC-06 est un module de communication sans fil qui permet à un appareil électronique de se connecter à un autre appareil via Bluetooth. Il est souvent utilisé pour la communication entre deux appareils électroniques, comme un ordinateur et un microcontrôleur, ou un smartphone et un appareil électronique.

Le module HC-06 est basé sur la norme Bluetooth 2.0 et prend en charge la communication série (UART). Il possède une fréquence de travail de 2,4 GHz et une portée de communication allant jusqu’à 10 mètres. Il est alimenté par une tension de 3,3 à 6 V et peut être utilisé dans une large gamme de températures (-40 à +85 degrés Celsius).

Le module HC-06 peut être utilisé dans de nombreuses applications, notamment la télécommande, la commande à distance, la communication sans fil entre appareils et la synchronisation de données. Il est souvent utilisé dans les projets de robotique et de domotique, car il permet de faciliter la communication entre les différents éléments d’un système.

carte CNC

Une carte CNC (Computer Numerical Control) est un composant électronique utilisé pour contrôler les mouvements d’une machine-outil CNC (Computer Numerical Control). Elle permet de transformer les codes G (un langage de programmation utilisé pour décrire les mouvements de la machine) en impulsions électriques qui sont envoyées aux moteurs pas à pas ou aux servomoteurs qui commandent les mouvements de la machine.

Une carte CNC est généralement connectée à un ordinateur via un port USB ou une interface réseau, et utilise un logiciel de contrôle de la machine pour envoyer les codes G et recevoir les données de positionnement en retour. Elle peut être utilisée avec une variété de machines-outils, telles que les fraiseuses, les tourneuses et les imprimantes 3D.

Pour utiliser une carte CNC, vous devez d’abord la connecter à un ordinateur et à la machine-outil en suivant le schéma de câblage recommandé. Vous pouvez ensuite utiliser un logiciel de contrôle de la machine pour envoyer des codes G et contrôler les mouvements de la machine. Il est important de suivre les instructions du fabricant et de respecter les précautions de sécurité lors de l’utilisation d’une carte CNC.

deux moteurs pas à pas 17HS4401

Le moteur pas à pas 17HS4401 est un type de moteur pas à pas à aimant permanent qui est souvent utilisé dans les applications de positionnement précis. Il est caractérisé par sa taille compacte, sa haute précision et sa faible consommation d’énergie.

Le moteur pas à pas 17HS4401 est constitué d’un rotor constitué d’aimants permanents et d’un stator constitué de bobines de fils électriques. Il est alimenté par une tension de 5 V à 12 V et peut être contrôlé en envoyant des impulsions électriques au stator via un microcontrôleur ou un ordinateur.

Pour utiliser le moteur pas à pas 17HS4401, vous devez d’abord le connecter à un microcontrôleur ou à un ordinateur en suivant le schéma de câblage recommandé. Vous pouvez ensuite écrire du code pour contrôler le moteur en envoyant des impulsions électriques au stator en utilisant une bibliothèque de logiciels ou une API de bas niveau. Vous pouvez ajuster la vitesse et le sens de rotation du moteur en modifiant la fréquence et la polarité des impulsions électriques.

Il est important de suivre les instructions du fabricant et de respecter les précautions de sécurité lors de l’utilisation du moteur pas à pas 17HS4401.

un servomoteur

Un servomoteur est un moteur électrique spécialement conçu pour effectuer des mouvements de rotation précis dans un angle déterminé. Ils sont souvent utilisés dans les robots et les systèmes de contrôle de mouvement pour effectuer des tâches précises, telles que le positionnement d’un bras robotique ou la régulation de la vitesse d’un moteur.

Les servomoteurs sont généralement commandés par un signal de commande envoyé par un microcontrôleur ou un autre dispositif de contrôle. Le signal de commande spécifie l’angle de rotation souhaité pour le servomoteur, qui effectue alors le mouvement en conséquence.

Il existe différents types de servomoteurs, qui varient en termes de taille, de puissance et de capacité de rotation. Certains servomoteurs peuvent effectuer des rotations allant jusqu’à 360 degrés, tandis que d’autres sont limités à des angles plus réduits. Les servomoteurs sont également disponibles avec différents degrés de précision et de vitesse de rotation.

kit tige CNC

Un kit de tige CNC est un ensemble de pièces qui peuvent être utilisées pour construire un bras ou une tige CNC, qui est un dispositif de déplacement utilisé dans les machines-outils à commande numérique (CNC). Les tiges CNC sont souvent utilisées pour déplacer et orienter les outils de coupe dans les machines-outils CNC, telles que les fraiseuses et les tours.

Un kit de tige CNC peut comprendre différentes pièces, selon le modèle et le fabricant. Les pièces couramment incluses dans un kit de tige CNC sont les suivantes :

• Des tiges en acier ou en aluminium : elles sont utilisées pour déplacer les outils de coupe dans l’espace de travail de la machine.
• Des supports de tige : ils permettent de fixer les tiges sur la machine et de les maintenir en place.
• Des manchons de serrage : ils sont utilisés pour maintenir les outils de coupe sur les tiges.
• Des roulements à billes : ils permettent de réduire la friction entre les tiges et les supports de tige, ce qui améliore la précision de déplacement de la machine.
• Des bagues d’étanchéité : elles sont utilisées pour protéger les roulements à billes de la poussière et de l’humidité.

Pour utiliser un kit de tige CNC, vous devez disposer de connaissances en mécanique et en électronique, ainsi que de compétences en soudure et en usinage. Il est également recommandé de respecter les normes de sécurité et de qualité en vigueur dans le secteur d’application de la machine.

un stylo

Montage de l’imprimante

Tout d’abord, il faut connecter la carte Arduino à la care CNC. Ensuite, on branche les deux moteur pas à pas à la carte CNC.

Pour le servomoteur on connecte:

• le fil rouge à la broche 5v de la carte CNC
• le file noir à GND de la carte CNC
• le file jaune à la broche A4 de la carte CNC

Pour le module bluetooth HC-06 on connecte:

• la broche VCC à 5V du module de l’alimentation
• la broche GND à GND de la carte CNC
• la broche TXD à la broche RX de carte CNC
• la broche RXD à la broche TX de la carte CNC

Programme arduino

Voici le programme qui permet de connecter la carte Arduino au smartphone et de recevoir des messages par bluetooth afin de l’imprimer sur papiers.

Télécharger le projet

Création de l’application avec App Inventor:

On va créer une application mobile nommée ‘message_arduino’  avec App Inventor qui permet d’envoyer un message du smartphone à la carte Arduino.

On vous propose donc de réaliser le design de l’application, avec le visuel suivant:

Programmation avec App Inventor

Pour programmer l’application, App Inventor nous propose d’utiliser L’espace Blocs qui permet de créer un programme sous forme de schéma bloc. Très simple d’utilisation mais nécessitant un peu de logique de programmation.

Voici le programme de l’application réalisée dans l’espace Blocs de l’App Inventor: