Tchaibotsky (een pianospelende robot) - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Deze instructable is gemaakt om te voldoen aan de projectvereiste van de Makecourse aan de University of South Florida (www.makecourse.com)

Tchaibotsky is een door Arduino aangedreven pianospelrobot. De motivatie was om iets te bouwen dat pianisten zou kunnen begeleiden, of ze nu een arm missen en de melodie van een nummer niet kunnen spelen, of ze willen een duet spelen maar hebben geen vrienden. Vanaf nu is het beperkt in bereik tot C-majeurnummers (geen flats of kruizen).

Materialen:

• 3D geprint bovenstuk.
• 3D geprinte onderkant.
• 8 3D-geprinte vingers.
• 3D geprinte hengelhouder.
• 1/8" inch multiplex, ongeveer 11"x4".
• 8 metalen micro-servo's.
• Arduino Uno.
• Klein broodplankje.
• Startkabels.
• 9V batterij en adapter om Arduino van stroom te voorzien.
• Externe voeding (mobiele accubank).
• USB-kabel.
• 28byj-48 stappenmotor.
• 2 1/8" stalen staven, 12" lang.
• 1 5/32 "buis, ongeveer 4" lang.
• 2 1/8" buizen, elk ongeveer 10".

Stap 1: 3D print de onderdelen

Het grootste deel van het project is ontworpen om 3D-geprint te worden. Dit omvat de boven- en onderbehuizingen, de 8 vingers, de tandheugel en de stanghouders die deze ondersteunen.

Er zijn twee verschillende versies van de vingers, vinger 1 en vinger 2. Vinger 1 is de langere en is ontworpen om te passen bij de servo's op de bovenste rij. Vinger 2 is korter en past bij de servo's op de onderste rij.

De tandheugel is nu iets te fijn en kan wegglijden, dus experimenteer en ga met iets grovers. Beperk ook de grootte van het rondsel. Hoe groter het rondsel, hoe meer koppel de stepper moet produceren, en zelfs met een halve stepper valt hij nu nog steeds vaak af.

Afdrukken:

• 1xHandtop
• 1xHand bodem
• 4xFinger 1
• 4xFinger 2
• 2xStanghouder
• 1xRack
• 1xPinion

Stap 2: Boor gaten in de behuizing

Er moeten gaten in de onderkant van de behuizing worden geboord voor de IR-ontvanger en het netsnoer.

Meet de diameter van je draden en boor in de achterkant om een gat te maken waar de stroomkabel doorheen kan.

Boor een gat ter grootte van de IR-ontvanger linksvoor in de onderste behuizing, zoals op de afbeelding.

Stap 3: Lijn de servo's uit

De servo's moeten allemaal in dezelfde hoek staan. Om dit te bereiken, stelt u de servopositie in op 90 graden met behulp van de Arduino en bevestigt u vervolgens de arm zodat deze evenwijdig aan het oppervlak is. Doe dit voor alle servo's voordat u ze in de behuizing plaatst en zorg ervoor dat de armen in de juiste richting wijzen.

Stap 4: Plaats de servo's

De bovenbehuizing heeft 8 gaten die zijn ontworpen om op de servo's te passen. Er zijn ook gaten om de draden in het onderste gedeelte te laten vallen.

Plaats eerst de 4 onderste servo's en voer deze door de draden. Plaats vervolgens de bovenste 4 servo's en voer de draden door dezelfde gaten.

Zorg ervoor dat alle servo-armen ongeveer in dezelfde hoek staan als ze eenmaal zijn geplaatst.

Stap 5: Bevestig de vingers

Er zijn 8 vingers. 4 kortere en 4 langere. De langere gaan met de servo's op de bovenste rij en de kortere met de servo's aan de onderkant.

Plaats de vinger door deze in de gleuf te steken en er met de 1/8 buis aan te prikken.

Knip de overtollige buis af en vijl door.

Stap 6: Sluit de voeding aan

Voor dit project heb ik een externe voeding gebruikt door middel van een batterijbank. Ik deed dit omdat het een vermogen van 5V had en tot 2A kon leveren. Elke servo heeft ongeveer 200 mA nodig en de Arduino kan zelf niet genoeg stroom leveren om alle servo's van stroom te voorzien.

Breek de stroomrail af van een klein breadboard en plak deze in de bodem van de onderste behuizing.

Ik heb een USB-kabel gestript en de datalijnen verwijderd. Een USB-kabel heeft 4 draden aan de binnenkant: een rood, zwart, groen en wit. Alleen rood en zwart hebben we nodig. Strip deze. Ik heb ze in de connector van een 9V-batterij gesoldeerd omdat de draden fijne draden waren die niet in het breadboard zouden passen en ik had toevallig de 9V-adapter liggen. Ik heb toen het positieve en negatieve in het breadboard gezet.

Stap 7: Monteer de stappenmotor en het stuurbord

Steek de stappenmotor in de onderste behuizing en steek de draden voorzichtig door het gat.

Heet lijm het bestuurdersbord waar het maar uitkomt.

Stap 8: Bevestig de draden

De 8 servo digitale kabels zijn bevestigd aan digitale pinnen 2-9. Het is essentieel dat ze in de juiste volgorde worden bevestigd. De meest linkse servo (servo1), zoals te zien is in afbeelding 4, wordt bevestigd aan pin 2. Servo2 wordt bevestigd aan pin 3 enzovoort. De positieve en negatieve draden van de servo zijn bevestigd aan het breadboard. De 4 draden op de stepper-controllerkaart met het label IN 1 - IN 4 zijn bevestigd aan digitale pinnen 10-13. De positieve en negatieve draden van de stepper-controllerkaart zijn aangesloten op het breadboard. De IR-ontvanger is verbonden met de 5V- en grondpinnen op de Arduino en de datapin is verbonden met analoge pin 1.

In het Fritzing-diagram wordt de voeding weergegeven door de twee AA-batterijen. Gebruik eigenlijk geen twee AA-batterijen. De stepper is ook niet bevestigd in het diagram.

Stap 9: Upload code naar Arduino

De code maakt momenteel gebruik van een bibliotheek voor de stepper genaamd "StepperAK", maar de halve stapmodus werkt niet met de 28byj-48 met deze bibliotheek. In plaats daarvan zou ik aanraden om deze bibliotheek te gebruiken en de halve stapmodus te gebruiken. De code wordt becommentarieerd en legt uit wat er gebeurt.

github.com/Moragor/Mora_28BYJ_48

De arrays aan het begin van de code zijn de nummers. De eerste 8 rijen komen overeen met een servo en de laatste rij wordt gebruikt voor notentiming. Als er een 1 is, wordt die servo afgespeeld. In de timingrij gaf een 1 een 1/8-noot aan. Dus een 2 zou b 2 1/8 noten of een 1/4 noot zijn.

Stap 10: Steek de staven in de onderkant van de behuizing

Snijd de 5/32" buis in ongeveer 2 1,5" secties. Schuur de onderkant van de buis met wat schuurpapier, breng er dan royaal wat superlijm op aan en steek deze in het gat in de onderste behuizing.

Stap 11: Bevestig de boven- en onderkant

Verbind de bovenste behuizing met de onderste. Pas op voor kabels die tussen de twee vast komen te zitten.

Stap 12: Bouw basis

De basis bestaat uit de twee hengelhouders die op wat hout zijn gelijmd. Ik heb er 1/8 schijven onder toegevoegd om de hoogte te krijgen met de toetsen van mijn toetsenbord.

Het rek is ook superlijm aan de basis.

Nu hoef je alleen maar de 2 stalen staven in te brengen en de bot erop te schuiven en het zou goed moeten zijn om te gaan.