Prima - robot koji svira klavir: 13 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Ideja o robotu koji svira neki instrument uvijek me fascinirala, a ja sam ga uvijek želio izgraditi. Međutim, nikada nisam imao mnogo znanja o muzici i muzičkim instrumentima, pa nikada nisam mogao shvatiti kako bih zapravo počeo s tim. Donedavno sam se zanimao za stvaranje muzike, počeo sam učiti materijale za muzičku produkciju, a nakon što sam nabavio MIDI tastaturu, shvatio sam da ovo nije težak instrument za sviranje i da zapravo mogu izgraditi robota koji ga može svirati. Tako je počelo stvaranje Prime.

Nisam bio siguran u uspjeh ovog projekta, pa se nisam potrudio dokumentirati ga. No, budući da se pokazalo da radi odlično, odlučio sam podijeliti detalje sa zajednicom Instructables. Ovo neće biti dnevnik izgradnje korak po korak, već više smjernica za početak. Objasnit ću kako funkcionira svaki dio ovog robota, podijelit ću njihove slike i kod za Arduino. Nadam se da će to biti dovoljno ako želite ponoviti ovaj projekt.

Dizajn je inspiriran ovim instrukcijama, povičite JimRD -u!

Dakle, počnimo

Korak 1: Pregled cijelog projekta

Prima je robot koji može svirati klavijaturu/klavir ili bilo koji sličan instrument zasnovan na tipkama. Ima Arduino Uno kao mozak, LCD ekran za vizuelni izlaz i ultrazvučni senzor za pokretanje bez dodira. Bilo koji adapter za napajanje koji isporučuje 2 volta od 5 volti trebao bi ga moći napajati.

Ima sljedeće karakteristike -

• Programabilno - Može se programirati za reprodukciju bilo koje kompozicije koja je ograničena unutar oktave.
• Podesivi tempo - Tempo koji ćete pratiti dok svirate instrument može se postaviti u kodu.
• Pokretanje bez dodira - korisnik može pokrenuti sviranje samo prelaskom ruke po senzoru, što će mu biti od velike pomoći ako je zauzet sviranjem drugog instrumenta i želi da Prima svira zajedno s njim nakon određenog vremena. Ljudski igrač ometa s robotskim igračem - čak se i to može postići pomoću ove funkcije.

Korak 2: Video zapis

U videu možete gledati kako svira klavijaturu.

Korak 3: Izrada 3D modela

Nakon što sam zaključio šta bi trebalo da uradi, dizajnirao sam telo na TinkerCAD -u kako bih mogao da počnem da ga gradim sa jasnom predstavom šta radim.

Ovaj pristup mi je uvelike pomogao da na kraju dobijem zgodnog robota koji radi upravo onako kako je dizajniran. Iako sam morao malo promijeniti originalni dizajn dok sam ga gradio, ipak mi je 3D model uštedio puno vremena i truda. Više detalja o 3D modelu možete vidjeti ovdje.

Korak 4: Dijelovi i alati

Za elektronički dio trebat će vam -

• Arduino Uno (Količina - 1)
• 16x2 LCD ekran (Količina - 1)
• I2C adapter za LCD ekran (Količina - 1)
• Tower Servo SG90 Micro Servo (Količina - 2)
• HC -SR04 Ultrazvučni senzor (Količina - 1)
• Prekidač za pritiskanje (količina - 1)
• Zujalica (Količina - 1)
• Vero ploča/ Dot ploča/ Perf ploča
• Muški na muški i muški na ženski kratkospojnik

Za izradu tela -

• 5 mm PVC list
• Ciklusni govor (Količina - 2)
• Screws
• Cijev držača za punjenje olovke
• Boja u spreju (ako je želite obojiti)

Alati koji će vam trebati -

• Super ljepilo
• Pištolj za vruće ljepilo
• Lemilica
• Anti-cutter (A. K. A rezač papira)

Korak 5: Strujna kola

Dio kola bio je prilično jednostavan. Objašnjavam kako sam uradio svaki njegov segment -

LCD segment - Koristio sam I2C adapter za LCD kako bi Arduino mogao komunicirati s njim preko I2C, što nije bilo potrebno, ali je pojednostavilo krug i smanjilo broj žica. Možete koristiti standardni LCD tako što ćete malo izmijeniti kôd.

Segment napajanja - Napravio sam jednostavan krug na veroboardu koji se sastoji od prekidača, zujalice, LED diode (koju sam odlučio kasnije ne koristiti) i zajedničke sabirnice napajanja od 5 V. Sabirnica napajanja, 5V i igle za uzemljenje servo servera, senzor sonara, LCD i Arduino povezani su međusobno. Jedan pin prekidača za uključivanje spojen je na 5V+ liniju, a drugi pin na VCC pin napajanja. Linija uzemljenja je direktno spojena na uzemljeni pin napajanja. Dakle, Prima se može uključiti/isključiti pomoću prekidača. Zvučni signal i LED dioda spojeni su paralelno, a njihov VCC pin ide na pin 13 Arduina. Njihovo uzemljenje je spojeno na uzemljenje zajedničke sabirnice napajanja.

Modifikacija konektora servosistema - Budući da se kratkospojne žice često odvajaju od servo konektora, odrezao sam VCC i žicu za uzemljenje s oba servo servera i lemio ih izravno na sabirnicu napajanja. Za signalne pinove, međutim, koristio sam kratkospojne žice za njihovo povezivanje s Arduinom.

Sonarni senzor - Lemljene su dvije žice, odnosno na VCC i uzemljeni pin senzora sonara, koje idu na zajedničku sabirnicu napajanja, te su korištene kratkospojne žice za povezivanje okidača i eho pina na Arduino.

Arduino - Napaja se preko konektora za bačvu.

Šta ide na koje -

Okidač sonarskog senzora -> Arduino A2 pin

Eho pin sonarskog senzora -> A3 pin Arduino

SDA pin I2C adaptera -> A4 pin Arduino

SCL pin I2C adaptera -> Arduino A5 pin

Zujalica VCC -> Arduino D13 pin

Signalni pin servo tipke pritiskom na>> Arduino D9 pin

Signalni pin servo osi X -> D8 pin Arduino

Svi VCC i pinovi za uzemljenje povezani su na zajedničku sabirnicu napajanja.

Korak 6: Montaža senzora sonara

Slika je jasna, samo je super lijepljena polica u obliku slova L na "zidu" i vruće zalijepljen senzor sonara na polici.

Korak 7: Izrada šine X osi

Koncept šine X osi posudio sam od CNC strojeva. To su samo dvije žbice ciklusa postavljene paralelno jedna s drugom, a "zidovi" imaju rupe kroz koje prolaze žbice ciklusa. Na drugim krajevima zidova žbice ciklusa vruće su zalijepljene na zidove tako da se ne pomiču. Žbice bicikla su dovoljno jake da podržavaju platformu X osi.

Korak 8: X osna platforma

To je dio koji ide bočno do određenih tipki i ima servo koji ima pričvršćenu ruku koja pritiska tipku.

Na dnu ima dvije cijevi držača za punjenje olovke, vruće zalijepljene kroz koje žbice za ciklus prolaze i omogućuju klizanje po njima. Uzeo sam ovu cijev iz olovke, možete koristiti sve što odgovara žbicama, poput slame za piće.

Zatim, na sredini donje PVC ploče, nalazi se još jedna PVC ploča koja stoji ravno. U donjem dijelu ima izrezanu rupu koja odgovara tijelu serva i kroz njega se ubacuje servo. Servo je učvršćen vrućim ljepilom.

Servo ima ruku spojenu na njega. Kada robot mora pritisnuti tipku, servo okreće ruku prema dolje što rezultira pritiskom na tipku i nakon toga je okreće u prethodni položaj.

Korak 9: Pomicanje platforme X osi

Servo "Pokretač X osi" pričvršćen je na povišenu platformu koja se nalazi s lijeve strane robota. Platforma osi X ima policu na vrhu gdje je ruka spojena pomoću vijka. Na drugom kraju ruke, druga ruka je spojena vijkom, a ova je spojena na servo trubu. Svi zglobovi su pomični, a servo pogon može pokretati platformu osi X na šine osi X rotiranjem trube lijevo/desno što bi natjeralo ruke da guraju/vuku platformu po šinama.

Spojevi se izrađuju pomoću vijaka.

Korak 10: Kodirajte

Nakon što završite s izgradnjom tijela i sklopa, postavite kod na Arduino. Postavite robota paralelno s tastaturom/klavirom Platforma osi x počet će se kretati lijevo i zaustaviti se u određenoj točki. Pomerajte robota dok taster C klavira ne dostigne tu tačku. Ovo je ključan korak, jer bez postavljanja robota na ovaj način, on neće pravilno svirati melodiju. Zatim uključite robota, on bi trebao početi svirati melodiju u roku od nekoliko sekundi.

Kôd je prilično jednostavan i ima prostora za poboljšanja. Ako želite da robot svira vašu vlastitu melodiju, samo je morate unijeti u kod koji je prilično jednostavan.

Korak 11: Slikajte ga

Ako ga želite slikati kao moj (toplo preporučujem da to učinite, izgleda bolje obojen), prvo napravite sve dijelove tijela i provjerite jesu li pravilno izrezani. Zatim ih operite sapunom tako da budu bez ulja i prljavštine. Ljudi obično bruše površinu prije bojenja, ali ovdje ne morate. Prvo ih poprskajte slojem, dajte mu dovoljno vremena da se osuši (nekoliko sati), a zatim obojite drugi sloj. Možete početi sastavljati dijelove i lijepiti ih nakon što se boja osuši.

Ja sam svoju boju farbao sprejom

Korak 12: Postavljanje i organiziranje elektronike

Zašrafio sam Arduino na osnovni PVC lim i vruće zalijepio krug napajanja i LCD na osnovnoj ploči. Organizirao žice vrućim ljepilom.

Korak 13: Zaključak: Hvala vam što ste pročitali uputstva

Dakle, ovako sam izgradio Primu. Nadam se da je dnevnik izgradnje bio jasan i lak za razumijevanje. Ako imate bilo kakvih pitanja, slobodno ih ostavite u odjeljku za komentare, pokušat ću odgovoriti što je prije moguće.

Budući planovi za ovaj projekat -

• Izrada softvera za lakše programiranje Prima.
• Dodavanje funkcije prisluškivanja tempa tako da samo možete dodirnuti dugme za podešavanje tempa.
• Zamjena servo servera sa tišim i bržim

Ako ovo napravite, ispustite slike u komentar, volio bih vidjeti vaše!:)