CD-ROM 드라이브와 플로피디스크 드라이브로 플로터 만들기

요즘은 잘 쓰지 않게 된 CD-ROM 드라이브를 분해해서 그 부품으로 프린터와 비슷한 기능을 하는 플로터를 만들어 볼 수 있다. 플로터는 펜을 직접 기계에 물려서 종이 위를 지나다니면서 그림이나 글씨를 쓰는 장치를 말한다. 결과물은 프린터와 비슷하지만  작동 방식만 좀 다른 기계라고 볼 수 있지만, 그 움직임이 로봇과 비슷해서 많은 자작 매니아들이 도전하고 있는 분야이기도 하다.

CD-ROM 드라이브의 부품을 써서  플로터를 만드는데는  크게 Z축에 서보 모터를 쓰는 방법과  X,Y축과 같은 스텝모터를 쓰는 방법 두 가지로 나뉠 수 있다.  위아래 움직임을 담당하는 Z축에 스텝 모터를 쓰면 플로터 뿐 아니라 CNC조각기 나 3D프린터도 만들 수 있게 된다.

그리고 Z축에 들어갈 스텝모터 구동부를 CD-ROM드라이브에서 뽑아 쓰는 방법과 플로피 디스크 드라이브에서 뽑아 쓰는 방법으로 또 나뉜다.

여기서는 아래의 사진 처럼  Z축을 플로피 디스크의 부품으로 사용하는 방법을 쓰기로 한다. 플로터의 몸체는 CD-ROM드라이브 케이스를 가로 세로로 두 개 이어 붙여서 각각  세로 부분에는 X축을 얹고 가로 부분에는 Y축을 얹도록 한다. 

X축에는 Z축 역할을 하는 플로피 디스크 드라이브에서 잘라넨 스텝모터 구동부를 설치하고 , Y축에는 그림을 그릴 종이를 얹는 베드를 설치한다.

컨트롤러는 3D프린터용 컨트롤러로 널리 쓰이고 가격도 저렴한 Ramps 1.4보드를 사용한다. Ramps보드의 아두이노 메가보드에  아래 링크에서 다운로드한 marlinPlotter라는 펌웨어를 설치한다.  펌웨어도 3D프린터용으로 쓰이는 것을 CD-ROM 플로터용으로 세팅한 것이다. 

MarlinPlotter.zip

펌웨어는 아두이노(Arduino)로 짠 것이기 때문에 아두이노 소프트웨어를 아두이노 사이트에서 다운 받아 설치 한 후에 위에서  다운 받은 펌웨어를 열어서 업로드 하면 된다. 

업로드 할 때 아두이노의 도구(tools) 메뉴 아래의 보드(Board)에서 "Arduino Mega or Mega 2560"보드를 선택하고, 역시 도구 메뉴 밑에 포트(Port)도 USB 케이블로 보드를 연결 할 때 새로 생긴 포트로 설정을 해줘야 한다.

이 플로터로 뽑을 그림을 그릴 때는 잉크스케이프(Inkscape)라는 프로그램을 사용한다. 잉크스케이프는 오픈소스 벡터 그래픽 에디터로써 여기서 다운 받아서 설치한다. 본 플로터에 컨트롤러로 쓰인 3D프린터용 컨트롤러는 g-code라는 형식의 화일을 입력 받아 작동하기 때문에 그림 화일을 g-code로 변환해줄 필요가 있다. 그래서 그림을 g-code로 변환해주는 확장 프로그램을 아래의 링크에 서 다운 받아서 잉크스케이프에 설치 해줘야 한다.

cdromPlotterExtention.zip

설치하는 방법은 다운 받은 화일의 압축을 풀어서 나오는 디렉토리 하나와 화일 두개를 그대로 OS별로 아래의 디렉토리에 복사해 넣으면 된다.

OS X - /Applications/Inkscape.app/Contents/Resources/share/inkscape/extensions

Linux - /usr/share/inkscape/extensions

Windows - C:\Program Files\Inkscape\share\extensions

잉크스케이프로 그림을 그린 후에는 그림을 선택하고 패스(Path) 메뉴 아래에 있는 "Object to Path"명령을 적용해서 Path로 만들어 준 후에 다른 이름으로 저장하기(Save as)에서 화일 포멧을 CD-ROM Plotter로 지정하고 저장 버튼을 누르면 g-code화일로 변환하는 대화창이 열린다. 

대화창에서는 그림 그리는 속도(XY Axis feed rate)와 펜을 들 때(Pen Up Z-Axis height)와 내릴 때의 높이(Pen Down Z-Axis height) 펜을 들고 내릴 때의 속도(Z-Axis feed rate) 등을 지정할 수 있다. Pen Up Angle,  Pen Down Angle은 서보를 이용한 방식의 플로터를 제어 할 때 쓰는 것이라서 여기서는 건드리지 않는다.

그리고 잉크스케이프에서  새 화일을 열어서 그림을 그리고 위 익스텐션으로 저장을 하면 에러가 뜨는 경우가 있는데 이미 저장해서 쓰던 화일을 수정하면 에러가 안나는 묘한 경우가 생겨서 예제로 썼던 배트맨 로고가 그려진 화일을 올려두니 다운로드 해서 쓰기 바란다.

 

batmanCNC2.svg.zip

그리고 끝으로,  CD-ROM드라이브를 분해하고 곁다리로 현미경도 만들어 보면서 플로터 제작까지의 과정을 3회에 걸쳐 만든 동영상을 링크한다. 영상제작은 영상이 올려진 Playmaker.or.kr을 운영하는 LG상남 도서관의 지원을 받아 이뤄졌고, 본 글도 영상에서 다 전달 하지 못하는 상세한 부분을 보완하기 위해 쓴 것이다. 

1편 분해 및 현미경편       http://www.playmaker.or.kr/world/ben/mac/4942 
2편 플로터 기계편           http://www.playmaker.or.kr/world/spe/rob/4943
3편 플로터 전자, 제어편   http://www.playmaker.or.kr/world/spe/rob/4944