Prima - robots, kas spēlē klavieres: 13 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Ideja par robotu, kas spēlē instrumentu, mani vienmēr fascinēja, un es vienmēr gribēju to uzbūvēt pati. Tomēr man nekad nebija daudz zināšanu par mūziku un mūzikas instrumentiem, tāpēc nekad nevarēju izdomāt, kā patiesībā ar to sākt. Vēl nesen es sāku interesēties par muzicēšanu, sāku apgūt mūzikas producēšanas materiālus, un pēc MIDI tastatūras iegūšanas esmu sapratusi, ka tas nav grūti spēlējams instruments, un es tiešām varu izveidot robotu, kas to var spēlēt. Tātad, tā sākās Prima veidošana.

Es nebiju pārliecināts par šī projekta panākumiem, tāpēc neuztraucos to dokumentēt. Bet, tā kā izrādījās, ka tas darbojas lieliski, esmu nolēmis dalīties ar informāciju ar Instructables kopienu. Tas nebūs soli pa solim veidots žurnāls, drīzāk vadlīnijas, lai sāktu darbu. Es paskaidrošu, kā darbojas katra šī robota daļa, dalīšos ar to attēliem un Arduino kodu. Ceru, ka ar to pietiks, ja vēlaties atkārtot šo projektu.

Un dizainu iedvesmoja šīs pamācības, kliedziet JimRD!

Tātad, sāksim

1. darbība: visa projekta pārskats

Prima ir robots, kas prot spēlēt tastatūru/klavieres vai jebkuru līdzīgu taustiņinstrumentu. Tam ir Arduino Uno kā smadzenes, LCD ekrāns vizuālai izvadei un ultraskaņas sensors iedarbināšanai bez pieskārieniem. Jebkuram strāvas adapterim, kas nodrošina 5 voltu 2 ampērus, vajadzētu būt iespējai to darbināt.

Tam ir šādas funkcijas -

• Programmējams - var tikt ieprogrammēts atskaņot jebkuru kompozīciju, kas ir ierobežota oktāvā.
• Regulējams temps - kodā var iestatīt tempu, kas tiks ievērots, spēlējot instrumentu.
• Sākšana bez pieskāriena - lietotājs var sākt atskaņošanu, vienkārši pavelkot roku uz sensora, kas būs ļoti noderīgi, ja lietotājs ir aizņemts ar cita instrumenta spēli un vēlas, lai Prima pēc noteikta laika spēlē kopā ar viņu. Cilvēka spēlētāja traucēšana ar robota spēlētāju - pat to var panākt, izmantojot šo funkciju.

2. darbība: video

Varat to noskatīties, spēlējot videoklipā tastatūru.

3. darbība: 3D modeļa izveide

Pabeidzot to, ko tam vajadzētu darīt, es izveidoju korpusu TinkerCAD, lai es varētu sākt to veidot ar skaidru priekšstatu par to, ko es daru.

Šī pieeja man ļoti palīdzēja iegūt glītu robotu, kas darbojas tieši tā, kā bija paredzēts. Lai gan, veidojot to, man bija nedaudz jāmaina sākotnējais dizains, tomēr 3D modelis ietaupīja man daudz laika un pūļu. Šeit varat redzēt 3D modeli sīkāk.

4. solis: detaļas un rīki

Elektroniskajai daļai jums būs nepieciešams -

• Arduino Uno (daudzums - 1)
• 16x2 LCD ekrāns (daudzums - 1)
• I2C adapteris LCD ekrānam (daudzums - 1)
• TowerPro SG90 mikro servo (daudzums - 2)
• HC -SR04 ultraskaņas sensors (daudzums - 1)
• Pārslēgt spiedpogu (daudzums - 1)
• Signāls (daudzums - 1)
• Vero dēlis/ Dot Board/ Perf Board
• Džemperu vadi no tēviņa līdz vīrietim un no vīrieša uz sievieti

Ķermeņa veidošanai -

• 5 mm PVC loksne
• Cikls runāja (daudzums - 2)
• Skrūves
• Pildspalvu uzpildes turētāja caurule
• Smidzināšanas krāsa (ja vēlaties to krāsot)

Jums nepieciešamie rīki -

• Superlīme
• Karstās līmes pistole
• Lodāmurs
• Pretgriezējs (A. K. A papīra griezējs)

5. solis: shēma

Ķēdes daļa bija diezgan vienkārša. Es paskaidroju, kā es to paveicu katrā segmentā -

LCD segments - es LCD izmantoju I2C adapteri, lai Arduino varētu ar to sazināties, izmantojot I2C, kas nebija nepieciešams, bet vienkāršoja ķēdi un samazināja vadu skaitu. Jūs varat izmantot standarta LCD, nedaudz mainot kodu.

Jaudas segments - es izveidoju vienkāršu shēmu veroboardā, kas sastāv no pārslēgšanas slēdža, skaņas signāla, gaismas diodes (kuru pēc tam nolēmu neizmantot) un 5 V kopējas jaudas kopnes. Strāvas kopne, kā tas ir, servo 5V un zemējuma tapas, hidrolokatora sensors, LCD un Arduino ir attiecīgi savienoti viens ar otru. Viens spiedpogu slēdzis ir pievienots 5V+ līnijai, bet otrs - barošanas avota VCC tapai. Zemes līnija ir tieši savienota ar barošanas avota zemējuma tapu. Tātad, Prima var ieslēgt/izslēgt, izmantojot slēdzi. Signāls un gaismas diode ir savienoti paralēli, un VCC tapa no tiem iet uz Arduino 13. tapu. Viņu zeme ir savienota ar kopējās jaudas kopnes zemi.

Servo savienotāja modifikācija - Tā kā džemperu vadi bieži mēdz atvienoties no servo savienotāja, es nogriezu VCC un zemējuma vadu no abiem servos un pielodēju tieši pie strāvas kopnes. Tomēr signāla tapām es izmantoju džemperu vadus, lai tos savienotu ar Arduino.

Sonāra sensors - Lodēja divus vadus attiecīgi hidrolokatora VCC un zemējuma tapai, kas iet uz kopējo barošanas kopni, un izmantoja džemperu vadus, lai savienotu sprūdu un atbalss tapu ar Arduino.

Arduino - darbināms caur mucas ligzdas savienotāju.

Kas uz kuru iet -

Sonāra sensora sprūda tapa -> Arduino A2 tapa

Sonāra sensora atbalss tapa -> Arduino A3 tapa

I2C adaptera SDA tapa -> Arduino A4 tapa

I2C adaptera SCL tapa -> Arduino A5 tapa

Buzzer VCC -> Arduino D13 tapa

Taustiņa nospiešana servo signāla tapai -> Arduino D9 tapa

X ass servo signāla tapa -> Arduino D8 tapa

Visas VCC un zemējuma tapas ir savienotas ar kopējo barošanas kopni.

6. solis: Sonāra sensora stiprinājums

Attēls ir pašsaprotams, vienkārši super-pielīmēts L formas plaukts uz "sienas" un karsti pielīmēts hidrolokatora sensors uz plaukta.

7. darbība: X ass sliedes izgatavošana

Es aizņēmos X ass sliedes koncepciju no CNC mašīnām. Tas ir tikai divi cikla spieķi, kas novietoti paralēli viens otram, un "sienām" ir caurumi, pa kuriem iet cikla spieķi. Citos sienu galos cikla spieķi ir karsti pielīmēti pie sienām, lai tie nepārvietotos. Cikla spieķi ir pietiekami spēcīgi, lai atbalstītu X ass platformu.

8. darbība: X ass platforma

Tā ir daļa, kas iet uz sāniem, lai sasniegtu noteiktus taustiņus, un tai ir servo, kurai ir piestiprināta roka, kas nospiež taustiņu.

Tās apakšā ir karstā veidā pielīmēta pildspalvas uzpildes turētāja caurule, caur kuru iziet cikla spieķi, ļaujot tai slīdēt. Es saņēmu šo cauruli no pildspalvas, jūs varat izmantot visu, kas atbilst spieķiem, piemēram, dzeramo salmiņu.

Pēc tam apakšējās PVC loksnes vidū taisni stāv vēl viena PVC loksne. Tā apakšējā daļā ir izgriezts caurums, kas atbilst servo korpusam, un servo tiek ievietots caur to. Servo ir nostiprināts, izmantojot karstu līmi.

Servo ir pievienota roka. Kad robotam ir jānospiež taustiņš, servo pagriež roku uz leju, kā rezultātā nospiež taustiņu, un pēc tam pagriež to iepriekšējā stāvoklī.

9. darbība: X ass platformas pārvietošana

Servo "X ass mover" ir piestiprināts pie paaugstinātas platformas, kas atrodas robota kreisajā pusē. X ass platformas augšpusē ir plaukts, kur roka tiek savienota, izmantojot skrūvi. Rokas otrā galā, izmantojot skrūvi, tiek savienota cita roka, un šī ir savienota ar servo ragu. Visi savienojumi ir pārvietojami, un servo var vadīt X ass platformu uz X ass sliedēm, pagriežot ragu pa kreisi/pa labi, kas liek rokām stumt/vilkt platformu uz sliedēm.

Savienojumi tiek izgatavoti, izmantojot skrūvi.

10. darbība: kods

Kad esat pabeidzis korpusa un ķēdes izveidi, augšupielādējiet kodu Arduino. Novietojiet robotu paralēli tastatūrai/klavierēm. X ass platforma vispirms sāks virzīties pa kreisi un apstāsies noteiktā vietā. Pārvietojiet robotu, līdz klavieres C taustiņš atbilst šim punktam. Tas ir izšķirošs solis, jo bez robota pozicionēšanas šādā veidā melodija netiks atskaņota pareizi. Pēc tam ieslēdziet robotu, tam dažu sekunžu laikā jāsāk atskaņot melodija.

Kods ir diezgan vienkāršs, un tajā ir uzlabojumi. Ja vēlaties, lai robots atskaņotu jūsu melodiju, jums tas vienkārši jāievada kodā, kas ir diezgan vienkārši.

11. solis: krāsošana

Ja vēlaties to krāsot tāpat kā manējo (es ļoti ieteiktu to darīt, tas izskatās labāk krāsots), vispirms izveidojiet visas ķermeņa daļas un pārliecinieties, ka tās ir pareizi sagrieztas. Pēc tam nomazgājiet tos ar ziepēm, lai tajos nebūtu eļļas un netīrumu. Pirms krāsošanas cilvēki parasti slīpē virsmu, bet šeit tas nav nepieciešams. Vispirms izsmidziniet uz tiem slāni, dodiet tam pietiekami daudz laika, lai nožūtu (dažas stundas), pēc tam krāsojiet citu slāni. Pēc krāsas izžūšanas jūs varat sākt detaļu salikšanu un salīmēšanu.

Es izmantoju aerosola krāsu, lai krāsotu raktuves

12. solis: elektronikas ievietošana un sakārtošana

Es pieskrūvēju Arduino pie pamatnes PVC loksnes un karsti pielīmēju gan barošanas ķēdi, gan LCD uz pamatplates. Sakārtoja vadus ar karstu līmi.

13. darbība. Secinājums: Paldies, ka izlasījāt instrukcijas

Tātad, tā es uzbūvēju Primu. Ceru, ka būvēšanas žurnāls bija skaidrs un viegli saprotams. Ja jums ir kādi jautājumi, atstājiet tos komentāru sadaļā, es centīšos atbildēt pēc iespējas ātrāk.

Nākotnes plāni ar šo projektu -

• Programmatūras izveide Prima programmēšanai vieglāk.
• Pievienojot tempu pieskaršanās funkciju, lai jūs varētu vienkārši pieskarties pogai, lai pielāgotu tempu.
• Servo maiņa pret klusākiem un ātrākiem

Ja jūs to veidojat, komentāros ievietojiet attēlus, es labprāt redzētu jūsu!:)