Wat hebben een Arduino, Raspberry Pi, Design Spark Mechanical en een MakerBot printer gemeen? Ja, je kan ze inderdaad allemaal bij RS Components bestellen. Maar de echte kracht zit hem er natuurlijk in hoe snel je met deze populaire tools tot een werkend robotresultaat kunt komen. Een groot aantal gebruikers gingen reeds voor en in een ware makersrevolutie neemt dit aantal hand over hand toe. Bent u klaar voor de grote makersgolf die de manier waarop wij tegen produceren aankijken helemaal op zijn kop kan zetten?
Het was een de oprichters van de Amerikaanse MIT spinoff iRobot – de fabrikant van de eerste robotstofzuiger – die het onlangs nog eens mooi verwoordde in een zaaltje in Boston: “We zitten momenteel midden in een echte hardwarerevolutie. Moet je eens kijken wat je al allemaal kan knutselen met platformen als een Arduino of Raspberry Pi gecombineerd met een 3D-printer? Met deze zeer betaalbare hardware en open source-software kunnen kleine clubjes engineers snel hele grootse dingen doen. Helemaal als hierbij crowdfunding als katalysator wordt ingezet. Dit boost niet alleen de financiering, maar zorgt ook voor een hele grote en snelle betrokkenheid en terugkoppeling van klanten.” Getekend Scott Miller, inmiddels de baas van Dragon Innovation. Zelf heeft hij aardig wat leergeld moeten betalen. Zijn Roomba bestaat nog wel maar de ontwikkeling was uiteindelijk duur. Twintig miljoen werd er in een klassiek R&D-proces geïnvesteerd. En tegen de tijd dat de eerste iRobot de fabrieksvloer verliet, waren er al (te) veel kapers op de kust.
Makers Movement
Nog steeds in Amerika. Dit keer in San Mateo, California. Elk jaar komen hier duizenden mensen bij elkaar die het leuk vinden om dingen te maken en hun bouwsels aan elkaar te laten zien. De Makers Faire lijkt dan ook nog wel het meest op een bonte verzameling leeggehaalde garages en hobbyschuurtjes, waar ook bedrijven hun ogen goed de kost geven. De gebroeders Wright waren immers ook gewoon fietsenmakers toen zij het eerste vliegtuig uitvonden. En door de enorme hoeveelheid uitvindkracht binnen de makers community moeten er wel de nodige pareltjes tussen zitten.
Het grote verhaal van de makersbeweging zit hem echter in het verdienmodel. Nu nog ga je naar je werk om iets te maken wat je zelf niet per se nodig hebt, voor iemand die je niet kent. Maar goed. Je krijgt er geld voor en het stelt je in staat te kopen wat je wel wilt hebben. Hiervoor moesten helaas gigantische containerschepen met grondstoffen en producten de wereld over. Het is wat omslachtig, maar door het grote volume kan het uit. De verwachting van vele experts is dat dit snel gaat veranderen. Geen gesleep meer met fysieke producten, maar je stuurt alle benodigde informatie in de vorm van een 3D-bestand. Het maken doe je vervolgens thuis. Met een 3D-printer bijvoorbeeld. En ben je zelf een beetje handig? Dan ontwerp je natuurlijk je eigen spullen. Onderzoeken laten namelijk zien dat mensen meer waarden hechten aan een IKEA-kastje dan aan een kant en klare. Die hebben ze niet zelf in elkaar gezet. Dingen zelf maken is leuk. En met de productiemiddelen die vandaag de dag ter beschikking staan, sta je er soms versteld van wat er al niet uit je handen kan komen.
Terug naar de roots
Een partij die er vroeg bij was om makers van de juiste spullen te voorzien is RS Components. Het van origine Britse bedrijf startte in 1937 in – jawel, een garage – met de verkoop van reserveonderdelen voor radioknutselaars. Toen nog Radiospares, bestonden klanten uit hobbyisten met een hart voor techniek, die het leuk vonden om zelf dingen te maken. Later groeide RS uit tot een hofleverancier van tal van componenten voor de industrie. Connectoren, lasers, leds, batterijen, PLC’s, PCB’s, pennen of vuilniszakken, je kan het allemaal op één plek online bestellen. Toch is RS haar achterban nooit verloren en lijkt de geschiedenis zich nu te herhalen. Wie niet goed is in het ontwerpen van zijn eigen printplaten kan er sinds enkele jaren ook de populaire Arduino en Raspberry Pi platformen kopen. Super veelzijdig, compact en gewoon via Linux te programmeren om er in je garage een mediacenter voor je TV van te maken, de assen van een zelfbedachte robot mee aan te sturen, of een doseersysteem voor kattenvoer mee te maken. Handig voor als je een weekendje weg moet. De actuatoren? Ook die bestel je met één druk op de knop. En de behuizing of robotgrijper, die teken je natuurlijk zelf met de gratis CAD-software Design Spark Mechanical. Rest alleen nog je ontwerp uit te printen met je eigen 3D printer, die je – hoe kan het ook anders – net als het materiaal ook via de website kunt aanschaffen.
Een eigen garage
Bovenstaande schets lijkt wellicht een simpele voorstelling van zaken. Leuk voor de hobbyist, maar te licht bevonden voor het serieuzere industriële werk. Toch zijn er genoeg bedrijven die enthousiast zijn over de mogelijkheden van een laagdrempelig duo als de Arduino met een bureauprinter. Ze passen prima in een eigen proeftuin, waar medewerkers of studenten out of the box met productontwikkeling aan de gang kunnen. Het sluit bovendien prima aan bij een boodschap van FME voorzitster Ineke Dezentjé die tijdens een interview over de Smart Industry Agenda – een robot en 3dp-onderwerp bij uitstek – zich ook enige woorden over de makers movement liet ontvallen. Haar advies voor het MKB? Kom uit je comfortzone en bouw je eigen garage waar je jezelf opnieuw kan uitvinden. De wereld verandert razendsnel. Verdienmodellen gaan op zijn kop en het zijn niet de slimsten, maar degene met het grootste aanpassingsvermogen die overleven. Werk samen, wees niet bang en doe het vooral snel.
Arduino
Het Arduino platform is een van de populairdere garageproducten die via RS Components te verkrijgen is. Sinds 2013 is er hiervan tevens een robotuitvoering beschikbaar. De Arduino Robot bestaat uit twee delen. Een motorboard zorgt voor de werking van de motoren, terwijl een control board de sensoren uitleest en de overige besturing reguleert. In beide gevallen gaat het om borden die te programmeren zijn op basis van Arduino’s ide en beide borden bevatten de ATmega32u4-microcontroller. De robot bevat twee smalle wielen en twee dc-motoren. Ook beschikt de robot over een kleine kleuren-lcd, een speaker, een digitaal kompas, vijf infraroodsensoren voor het volgen van lijnen, vijf i/o-pinnen en zes pwm-kanalen. Energie betrekt het apparaat via usb of vier aa-batterijen. De microcontrollers voorzien beide ook in usb-communicatie, waarbij het apparaat zich via de usb-poort aan computers voordoet als virtuele com-poort. Wie een stapje verder wil gaan dan het programmeren van de Arduino Robot voor een specifieke taak (RS Components maakte samen met oprichters van Arduino enkele heldere tutorial video’s), zou Mechanical Design Spark en een 3D printer zeker eens moeten overwegen.
Raspberry Pi
Ook de Raspberry Pi is een zeer veelzijdig programmeerbare printplaat met diverse in- en uitgangen, die in geen enkele garage mag ontbreken. Een singleboardcomputer die is gebaseerd op een ARM-processor waarop diverse besturingssystemen kunnen draaien (Linux, Android, Chrome OS, Firefox OS) en voor een klein prijsje te koop is. Het is een ontwikkeling van de Universiteit van Cambridge die aanvankelijk in kleine aantallen zou worden geproduceerd (10.000) en was bedoeld voor educatieve doeleinden. De populariteit was vanaf het allereerste begin echter zo groot dat toen de verkopen in februari 2012 startten, de servers van RS niet op 2.000.000 aanvragen hadden gerekend.
Het nieuwste model van de Raspberry Pi is Model A+. Deze kleine computer is onder andere geschikt voor applicaties als industriële controlepanelen, draadloze monitoren en multimedia apparatuur. Net als Model B+ is hij voorzien van een 40-pin GPIO connector, met dezelfde pin-out en montagegaten voor standaard ‘Hardware Attached on Top’ (HAT) accessoires, zodat de gebruiker snel en eenvoudig nieuwe functies kan toevoegen. Bovendien maakt Model A+ gebruik van de Model B+ ‘power architecture’. Dit betekent minder stroomverbruik dan bij de oude Model A. Met het kleinere moederbord van 65 mm x 56 mm (vergeleken met 86 mm x 56 mm voor Model B+) is de nieuwe Model A+ eenvoudiger in te bouwen en gaat bij mobiele applicaties de batterij langer mee. Met 256MB RAM en één USB-aansluiting is hij geschikt voor zowel industriële als maker movement projecten.
3D-printers
Sinds begin dit jaar kunnen via RS Components drie MakerBot printers en één scanner van dezelfde makelij besteld worden. Het betreft de alweer vijfde generatie van de MakerBot Replicator, de MakerBot Replicator Mini en de MakerBot Replicator Z18. Eerstgenoemde is een 3D-printer voor op het bureau. Hij heeft een lage resolutie van 100 micron (0,1 mm) en het relatief grote bouwvolume van 252 x 199 x 150 mm. Ook beschikt hij over een ingebouwde camera, ingebouwde diagnostiek, een automatische uitlijning van de bouwplaat en een snel verwisselbare extruder. Verder is hij uitgerust met USB-, wifi- en ethernetaansluitingen. Uiteraard past ook de MakerBot Replicator Mini op het bureau. Met een bouwgrootte van 100 x 100 x 125 mm is hij iets kleiner en ook de resolutie is lager: 200 micron. Hij heeft geen ethernetaansluiting, maar beschikt wel over wifi en USB. De laatste MakerBot printer is de Replicator Z18. Omdat je er behoorlijk grote producten mee kan printen met (305 x 305 x 457 mm) heeft de printer een ingesloten en verwarmde bouwkamer om vervorming tegen te gaan. Ook de Z18 heeft de ‘slimme’ extruder, de ingebouwde camera, diagnostiek, auto-leveling, wifi, USB en ethernet. Om het MakerBot-aanbod compleet te maken heeft RS er voor gekozen ook de MakerBot Digitizer te voeren. Met de 3D-scanner scan je producten van maximaal 203×203 mm met een nauwkeurigheid van ±2,0 mm en een resolutie van 0,5 mm. De scantijd bedraagt in zo’n geval ongeveer 12 minuten.
RS heeft overigens nog meer 3D-printers in de aanbieding. Ook een Unimaker 2, een RepRapPro Ormerod2, 3D-systems Cube X, Pro of Project printers en de eigen RS IdeaWerk FDM.
DesignSpark Mechanical Versie 2.0
Op de valreep van 2014 lanceerde RS Components een nieuwe versie van DesignSpark Mechanical. In Vision & Robotics 2 van vorig jaar is uitgebreid over deze opvallend intuïtieve en veelzijdige 3D-software bericht. Gemaakt door dezelfde mensen die ook SpaceClaim maakten (en nog wel wat pakketten als we de CAD geschiedenis induiken) is het een typisch Direct Modelling Tool. Dit betekent dat met slechts vier commando’s (pull, move, fill, combine) en de gebruikelijke functies als knippen, plakken, en ongedaan maken, in zeer korte tijd een 3D-ontwerp kan worden gemaakt. Bij voorkeur een behuizing voor een PCB, aangezien RS de software in eerste instantie bedoeld heeft voor paneelbouwers en elektrotechnici met weinig mechanische ervaring. Maar er staat een niet-elektrontechneut niets in de weg de software voor zijn eigen doeleinden te gebruiken.
In versie 2.0 heeft RS op verzoek van een grote gebruikersgroep de interface verbeterd en meer hulpteksten, voorbeelden en tutorials toegevoegd. Ook is de catalogus met 3D-modellen verder uitgebreid en is er een samenwerking met 3D Systems voor het aanbieden van een 3D-printservice. Maar natuurlijk kan er ook prima met de eigen 3D-printer gewerkt worden.
Door Liam van Koert
