Mural 墙壁绘图仪
mural
3D打印
⭐⭐☆☆☆ (2/5)
3D打印
已发布
项目简介
Mural - a low cost wall plotter
mural 是一个开源的数字绘图机器人项目,旨在将用户上传的 SVG 图像精确绘制到实体墙面或大型画板上。该项目通过一个由两个固定点(如钉子)悬挂的绘图机构,结合步进电机控制,实现低成本、高精度的墙面绘图。核心功能包括:用户通过 Web UI 设定两个固定点之间的“销钉距离”(如 1 米),系统自动计算图像在墙面上的实际绘制区域(顶部和两侧各留 20% 边距,有效绘图宽度为销钉距离的 60%),并将 SVG 文件按比例缩放至该物理尺寸。随后,项目对 SVG 进行路径处理,将其转换为包含坐标移动和笔触升降指令的简单格式文件,上传至微控制器(如 Arduino)逐行执行,驱动电机完成绘制。主要特点在于其独特的运动学模型——基于双悬挂点的线缆长度变化控制笔尖位置,而非传统 XY 轴机械臂,大幅降低了硬件成本与机械复杂度。技术栈方面,前端采用 Web 界面进行参数配置与文件上传,后端处理 SVG 解析与路径优化,微控制器端负责实时运动控制。mural 解决了传统大幅面绘图设备昂贵、笨重的问题,特别适用于艺术创作、墙面涂鸦、临时展览装饰、教育演示等场景,让用户能以极低的硬件投入实现从数字设计到物理输出的转化。
标签
项目特点
**低成本**:BOM 成本极低,主要部件为 ESP32、步进电机和 3D 打印件。
**全3D打印结构**:所有机械部件(14 个 STL 文件)均可通过 3D 打印机自制。
**基于 Web UI 的配置**:用户通过浏览器界面设置针距、图像边距等参数,并上传 SVG 文件。
**自动图像处理**:自动将 SVG 图像缩放、定位并转换为绘图指令(坐标移动和笔控制)。
**开源硬件与软件**:完整的固件、Web UI 和 3D 模型文件均在 GitHub 上开源。
技术规格
| 主控芯片 | |
|---|---|
| 步进电机 | |
| 电机驱动 | |
| 机械结构 | |
| 绘图范围 | |
| 输入格式 | |
| 控制方式 | |
| 电源 |
项目资源
物料清单 (BOM)
| 物料名称 | 数量 | 参考价格 | 备注 |
|---|---|---|---|
| ESP32 开发板 | 1 | — | 如 NodeMCU-32S |
| Nema17 步进电机 | 2 | — | 标准42步进电机 |
| TMC2209 步进电机驱动器 | 2 | — | 支持静音和失步检测 |
| 3D打印部件(STL) | 14 | — | 所有机械零件 |
| 钓鱼线或细钢丝 | 2 | — | 用于悬挂笔和连接电机 |
| 马克笔或白板笔 | 1 | — | 可更换 |
| 12V/24V 电源适配器 | 1 | — | 根据电机和驱动选择 |
| 螺丝、轴承、扎带等 | 若干 | — | 标准五金件 |
3D 模型
所需工具
| 工具 | 用途 | 是否必需 |
|---|---|---|
| 3D打印机 | 打印所有结构件(14个STL) | ✅ 是 |
| 焊台 | 焊接电机驱动和ESP32引脚 | ✅ 是 |
| 螺丝刀 | 组装机械结构 | ✅ 是 |
| 钳子 | 剪线、固定 | ✅ 是 |
| 万用表 | 检查电路连接 | ▢ 推荐 |
能力画像
记忆与知识检索
逻辑推演
表达与交流
感知与观察
数理与计算
动手与操作
狂热与坚持
创造与创新
项目图库
所需技能
🔧 **动手能力**:需要组装3D打印部件、连接电机和驱动、固定线缆和笔架,具备基础的机械装配能力。
💻 **编程能力**:需要烧录ESP32固件、配置WiFi、使用Web UI上传SVG,了解基本的命令行操作。
⚡ **电子电路**:需要连接ESP32、TMC2209驱动和Nema17电机,了解步进电机驱动原理和电源接线。
适用场景
在家庭、办公室或工作室的墙壁上绘制装饰画或标语。
作为STEM教育项目,学习运动学、步进电机控制和3D打印。
用于艺术创作,实现自动化的墙壁绘画。
作为低成本CNC绘图仪的替代方案,用于临时或可擦除的墙面展示。