Tchaibotsky (ρομπότ που παίζει πιάνο): 12 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Αυτό το διδακτικό δημιουργήθηκε για να εκπληρώσει την απαίτηση έργου του Makecourse στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Φλόριντα (www.makecourse.com)

Ο Tchaibotsky είναι ένα ρομπότ που παίζει πιάνο με Arduino. Το κίνητρο ήταν να φτιάξουμε κάτι που θα μπορούσε να συνοδεύσει τους πιανίστες, είτε τους λείπει ένα χέρι και δεν μπορούν να παίξουν τη μελωδία σε ένα τραγούδι, είτε θέλουν να παίξουν ένα ντουέτο αλλά δεν έχουν φίλους. Προς το παρόν, είναι περιορισμένο σε εμβέλεια σε C μείζονα τραγούδια (χωρίς flat ή sharp).

Υλικά:

• 3D εκτυπωμένη κορυφή.
• Τρισδιάστατο εκτυπωμένο κάτω μέρος.
• 8 τρισδιάστατα εκτυπωμένα δάχτυλα.
• Τρισδιάστατη εκτύπωση βάσης ράβδου.
• Κόντρα πλακέ 1/8 ", περίπου 11" x4 ".
• 8 σερβομηχανισμούς micro servos.
• Arduino Uno.
• Μικρή σανίδα ψωμιού.
• Καλώδια βραχυκύκλωσης.
• Μπαταρία 9V και προσαρμογέας τροφοδοσίας Arduino.
• Εξωτερική τροφοδοσία (τράπεζα μπαταριών για κινητά).
• Καλώδιο USB.
• Βηματικό μοτέρ 28byj-48.
• 2 χαλύβδινες ράβδοι 1/8 ", μήκους 12".
• 1 σωλήνας 5/32 ", μήκους περίπου 4".
• 2 σωλήνες 1/8 ", περίπου 10" ο καθένας.

Βήμα 1: Τρισδιάστατη εκτύπωση των εξαρτημάτων

Το μεγαλύτερο μέρος του έργου έχει σχεδιαστεί για εκτύπωση 3D. Αυτό περιλαμβάνει τα επάνω και τα κάτω περιβλήματα, τα 8 δάχτυλα, το ράφι και το πείρο και τα στηρίγματα ράβδων που το υποστηρίζουν.

Υπάρχουν δύο διαφορετικές εκδόσεις των δακτύλων, το δάχτυλο 1 και το δάχτυλο 2. Το δάχτυλο 1 είναι το μεγαλύτερο και έχει σχεδιαστεί για να ταιριάζει με τα servos στην επάνω σειρά. Το δάχτυλο 2 είναι πιο κοντό και πηγαίνει με τα servos στην κάτω σειρά.

Το ράφι και το γρανάζι είναι πολύ καλά τώρα και είναι επιρρεπή στο να γλιστράνε, οπότε πειραματιστείτε και προχωρήστε με κάτι λίγο πιο χοντρό. Περιορίστε επίσης το μέγεθος του πινιόν. Όσο μεγαλύτερο είναι το πιόνι, τόσο περισσότερη ροπή χρειάζεται να παράγει το stepper, και ακόμη και με μισό stepper, εξακολουθεί να σταματά συχνά τώρα.

Τυπώνω:

• 1xΠάνω μέρος χεριού
• 1xΧέρος χεριού
• 4xΔάχτυλο 1
• 4xΔάχτυλο 2
• 2xRod υποδοχής
• 1xRack
• 1xPinion

Βήμα 2: Τρυπήστε τρύπες στην κατοικία

Πρέπει να ανοίξετε τρύπες στο κάτω μέρος του περιβλήματος για να χωρέσετε τον δέκτη IR και το καλώδιο τροφοδοσίας.

Μετρήστε τη διάμετρο των καλωδίων σας και τρυπήστε στο πίσω μέρος για να κάνετε μια τρύπα για να περάσει το ηλεκτρικό καλώδιο.

Τρυπήστε μια τρύπα στο μέγεθος του δέκτη IR στο μπροστινό αριστερό μέρος του κάτω περιβλήματος, όπως φαίνεται στην εικόνα.

Βήμα 3: Εκχωρήστε τα Servos

Τα σερβίς πρέπει να είναι όλα στην ίδια γωνία. Για να το πετύχετε, ρυθμίστε τη θέση σερβο σε 90 μοίρες χρησιμοποιώντας το Arduino και στη συνέχεια συνδέστε τον βραχίονα έτσι ώστε να είναι παράλληλος με την επιφάνεια. Κάντε αυτό για όλα τα servos πριν τα τοποθετήσετε στο περίβλημα, βεβαιωθείτε ότι οι βραχίονες είναι στραμμένοι προς τη σωστή κατεύθυνση.

Βήμα 4: Εισαγάγετε τα Servos

Το επάνω περίβλημα έχει 8 οπές σχεδιασμένες για να ταιριάζουν στα σερβίτσια. Υπάρχουν επίσης οπές για να ρίξετε τα καλώδια στο κάτω τμήμα.

Τοποθετήστε πρώτα τα 4 κάτω servos και τροφοδοτήστε τα μέσω των καλωδίων. Στη συνέχεια, εισάγετε τα πάνω 4 servos και τροφοδοτήστε τα καλώδια μέσα από τις ίδιες οπές.

Βεβαιωθείτε ότι όλοι οι βραχίονες σερβο είναι περίπου στην ίδια γωνία μόλις εισαχθούν.

Βήμα 5: Συνδέστε τα δάχτυλα

Υπάρχουν 8 δάχτυλα. 4 πιο κοντές και 4 μεγαλύτερες. Τα μακρύτερα πηγαίνουν με τα servos στην επάνω σειρά και τα πιο κοντά με τα servos στην κάτω.

Τοποθετήστε το δάχτυλο εισάγοντάς το στην υποδοχή και στραβώνοντάς το με το σωλήνα 1/8.

Κόψτε την περίσσεια σωλήνα και ξεπλύνετε το αρχείο.

Βήμα 6: Συνδέστε το τροφοδοτικό

Για αυτό το έργο χρησιμοποίησα μια εξωτερική τροφοδοσία μέσω μιας τράπεζας μπαταριών. Το έκανα επειδή είχε βαθμολογία 5V και μπορούσε να τροφοδοτήσει έως και 2Α. Κάθε σερβο χρειάζεται περίπου 200mA και το Arduino δεν μπορεί να παράσχει αρκετό ρεύμα από μόνο του για να τροφοδοτήσει όλα τα σερβο.

Σπάστε τη ράγα τροφοδοσίας από μια μικρή σανίδα ψωμιού και κολλήστε στο κάτω μέρος στο κάτω περίβλημα.

Αφαίρεσα ένα καλώδιο USB και αφαίρεσα τις γραμμές δεδομένων. Ένα καλώδιο USB θα έχει 4 καλώδια στο εσωτερικό: ένα κόκκινο, μαύρο, πράσινο και άσπρο. Το κόκκινο και το μαύρο είναι τα μόνα που χρειαζόμαστε. Απογύμνωσε αυτά. Τα κόλλησα στον σύνδεσμο μιας μπαταρίας 9V επειδή τα καλώδια ήταν πολύ καλά και δεν έμπαιναν στο ψωμί και έτυχε να βάλω τον προσαρμογέα 9V. Στη συνέχεια έβαλα το θετικό και το αρνητικό στο breadboard.

Βήμα 7: Τοποθετήστε το Stepper Motor and Driver Board

Τοποθετήστε το βηματικό μοτέρ στο κάτω περίβλημα, εισάγοντας προσεκτικά τα καλώδια μέσα από την οπή.

Κολλήστε θερμά τον πίνακα οδηγών όπου είναι βολικό.

Βήμα 8: Συνδέστε τα καλώδια

Τα 8 σερβο ψηφιακά καλώδια είναι προσαρτημένα στις ψηφιακές ακίδες 2-9. Είναι ζωτικής σημασίας να προσαρτώνται με τη σωστή σειρά. Το αριστερότερο σερβο (servo1), όπως φαίνεται στην εικόνα 4, προσαρτάται στην καρφίτσα 2. Το Servo2 συνδέεται με τον πείρο 3 και ούτω καθεξής. Τα θετικά και αρνητικά καλώδια του σερβο είναι προσαρτημένα στο breadboard. Τα 4 σύρματα στην πλακέτα ελεγκτή stepper με την ένδειξη IN 1 - IN 4 είναι προσαρτημένα σε ψηφιακές ακίδες 10-13. Τα θετικά και αρνητικά καλώδια από την πλακέτα ελεγκτή stepper είναι συνδεδεμένα στο breadboard. Ο δέκτης IR είναι συνδεδεμένος με τους ακροδέκτες 5V και γείωσης στο Arduino και ο πείρος δεδομένων συνδέεται με τον αναλογικό πείρο 1.

Στο διάγραμμα Fritzing το τροφοδοτικό αντιπροσωπεύεται από τις δύο μπαταρίες ΑΑ. Μην χρησιμοποιείτε δύο μπαταρίες ΑΑ. Το βήμα δεν είναι επίσης προσαρτημένο στο διάγραμμα.

Βήμα 9: Μεταφόρτωση κώδικα στο Arduino

Ο κώδικας χρησιμοποιεί αυτήν τη στιγμή μια βιβλιοθήκη για το stepper που ονομάζεται "StepperAK", ωστόσο η λειτουργία μισού βήματος δεν λειτουργεί με το 28byj-48 με αυτήν τη βιβλιοθήκη. Αντ 'αυτού, θα συνιστούσα να χρησιμοποιήσετε αυτήν τη βιβλιοθήκη και να χρησιμοποιήσετε τη λειτουργία μισού βήματος. Ο κώδικας σχολιάζεται και εξηγεί τι συμβαίνει.

github.com/Moragor/Mora_28BYJ_48

Οι συστοιχίες στην αρχή του κώδικα είναι τα τραγούδια. Οι πρώτες 8 σειρές αντιστοιχούν σε σερβο και η τελευταία σειρά χρησιμοποιείται για χρονισμό σημειώσεων. Αν υπάρχει 1, το σερβο παίζεται. Στη γραμμή χρονισμού το 1 έδειχνε μια νότα 1/8. Έτσι, ένα 2 θα β 2 1/8 νότες ή μια νότα 1/4.

Βήμα 10: Εισαγάγετε ράβδους στο κάτω μέρος της κατοικίας

Κόψτε το σωλήνα 5/32 "σε περίπου 2 τμήματα 1,5". Τρίψτε το κάτω μέρος του σωλήνα με γυαλόχαρτο και στη συνέχεια απλώστε λιγάκι σούπερ κόλλα σε αυτό και τοποθετήστε το στην τρύπα στο κάτω περίβλημα.

Βήμα 11: Επισυνάψτε την κορυφή και το κάτω μέρος

Συνδέστε το πάνω περίβλημα με το κάτω. Προσοχή μην κολλήσουν καλώδια μεταξύ των δύο.

Βήμα 12: Δημιουργία βάσης

Η βάση αποτελείται από τις δύο βάσεις ράβδου που είναι κολλημένες σε λίγο ξύλο. Πρόσθεσα δίσκους 1/8 κάτω από αυτά για να αποκτήσω το επίπεδο ύψους με τα πλήκτρα του πληκτρολογίου μου.

Το ράφι είναι επίσης πολύ κολλημένο στη βάση.

Τώρα πρέπει απλώς να τοποθετήσετε τις 2 ράβδους από χάλυβα και να σύρετε το bot πάνω τους και θα πρέπει να πάτε καλά.