Tchaibotsky (ein Klavier spielender Roboter) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Dieses instructable wurde in Erfüllung der Projektanforderung des Makecourse an der University of South Florida (www.makecourse.com) erstellt

Tchaibotsky ist ein mit Arduino betriebener Klavierspielroboter. Die Motivation war, etwas zu bauen, das Pianisten begleiten kann, egal ob ihnen ein Arm fehlt und sie die Melodie zu einem Lied nicht spielen können oder sie ein Duett spielen wollen, aber keine Freunde haben. Ab sofort ist der Umfang auf C-Dur-Songs beschränkt (keine Bs oder Kreuze).

Materialien:

• 3D gedrucktes Oberteil.
• 3D gedruckte Unterseite.
• 8 3D-gedruckte Finger.
• 3D gedruckter Rutenhalter.
• 1/8" Zoll Sperrholz, ca. 11"x4".
• 8 Mikro-Servos mit Metallgetriebe.
• Arduino Uno.
• Kleines Steckbrett.
• Überbrückungskabel.
• 9V Batterie und Adapter zur Stromversorgung von Arduino.
• Externe Stromversorgung (mobile Batteriebank).
• USB-Kabel.
• 28byj-48 Schrittmotor.
• 2 1/8" Stahlstangen, 12" lang.
• 1 5/32 "Rohr, ca. 4" lang.
• 2 1/8" Rohre, jeweils ca. 10".

Schritt 1: 3D-Druck der Teile

Der größte Teil des Projekts ist für den 3D-Druck konzipiert. Dazu gehören das obere und untere Gehäuse, die 8 Finger, die Zahnstange und das Ritzel und die Stangenhalter, die sie tragen.

Es gibt zwei verschiedene Versionen der Finger, Finger 1 und Finger 2. Finger 1 ist die längere und ist so konzipiert, dass sie mit den Servos in der oberen Reihe passt. Finger 2 ist kürzer und passt zu den Servos in der unteren Reihe.

Die Zahnstange und das Ritzel sind jetzt etwas zu fein und neigen zum Verrutschen, also experimentieren Sie und gehen Sie mit etwas groberem. Begrenzen Sie auch die Größe des Ritzel. Je größer das Ritzel, desto mehr Drehmoment muss der Stepper erzeugen, und selbst mit Halbstepper bleibt er jetzt oft stehen.

Drucken:

• 1xHandspitze
• 1xHand unten
• 4xFinger 1
• 4xFinger 2
• 2xRutenhalter
• 1xRack
• 1xRitzel

Schritt 2: Löcher in das Gehäuse bohren

In die Unterseite des Gehäuses müssen Löcher gebohrt werden, um den IR-Empfänger und das Netzkabel aufzunehmen.

Messen Sie den Durchmesser Ihrer Drähte und bohren Sie in die Rückseite, um ein Loch für das Stromkabel zu machen.

Bohren Sie vorne links im unteren Gehäuse ein Loch in der Größe des IR-Empfängers, wie im Bild gezeigt.

Schritt 3: Richten Sie die Servos aus

Die Servos sollten alle im gleichen Winkel stehen. Stellen Sie dazu die Servoposition mit dem Arduino auf 90 Grad ein und befestigen Sie dann den Arm so, dass er parallel zur Oberfläche ist. Tun Sie dies für alle Servos, bevor Sie sie in das Gehäuse einsetzen, und achten Sie darauf, dass die Arme in die richtige Richtung zeigen.

Schritt 4: Setzen Sie die Servos ein

Das obere Gehäuse hat 8 Löcher, die für die Servos ausgelegt sind. Es gibt auch Löcher, um die Drähte in den unteren Teil herunterzulassen.

Zuerst die 4 unteren Servos einsetzen und durch die Drähte führen. Setzen Sie dann die oberen 4 Servos ein und führen Sie die Drähte durch die gleichen Löcher.

Stellen Sie sicher, dass sich alle Servoarme nach dem Einsetzen ungefähr im gleichen Winkel befinden.

Schritt 5: Befestigen Sie die Finger

Es gibt 8 Finger. 4 kürzere und 4 längere. Die längeren gehen mit den Servos in der oberen Reihe und die kürzeren mit den Servos in der unteren Reihe.

Platzieren Sie den Finger, indem Sie ihn in den Schlitz einführen und mit dem 1/8 -Rohr aufspießen.

Schneiden Sie das überschüssige Rohr ab und feilen Sie bündig ab.

Schritt 6: Schließen Sie das Netzteil an

Für dieses Projekt habe ich eine externe Stromversorgung mittels einer Batteriebank verwendet. Ich tat dies, weil es für 5 V ausgelegt war und bis zu 2 A liefern konnte. Jedes Servo benötigt etwa 200mA und der Arduino kann nicht genug Strom liefern, um alle Servos mit Strom zu versorgen.

Brechen Sie die Stromschiene von einem kleinen Steckbrett ab und stecken Sie sie in die Unterseite des unteren Gehäuses.

Ich habe ein USB-Kabel abgezogen und die Datenleitungen entfernt. Ein USB-Kabel hat 4 Drähte im Inneren: ein rotes, schwarzes, grünes und weißes Kabel. Rot und Schwarz sind die einzigen, die wir brauchen. Entferne diese. Ich lötete sie in den Stecker einer 9-V-Batterie, weil die Drähte feine Stränge waren, die sich nicht in das Steckbrett einführen ließen, und ich hatte zufällig den 9-V-Adapter herumgelegt. Ich habe dann das Positive und das Negative in das Steckbrett gelegt.

Schritt 7: Montieren Sie den Schrittmotor und die Treiberplatine

Setzen Sie den Schrittmotor in das untere Gehäuse ein und stecken Sie die Drähte vorsichtig durch das Loch.

Heißkleben Sie die Treiberplatine, wo immer es bequem ist.

Schritt 8: Befestigen Sie die Drähte

Die 8 Servo-Digitalkabel sind an den digitalen Pins 2-9 angeschlossen. Es ist wichtig, dass sie in der richtigen Reihenfolge angebracht werden. Das linke Servo (Servo1), wie in Bild 4 zu sehen, wird an Pin 2 angeschlossen. Servo2 wird an Pin 3 angeschlossen und so weiter. Die positiven und negativen Leitungen des Servos sind am Steckbrett befestigt. Die 4 Drähte auf der Stepper-Controller-Platine mit der Bezeichnung IN 1 - IN 4 sind an die digitalen Pins 10-13 angeschlossen. Die positiven und negativen Drähte von der Stepper-Controller-Platine werden in das Steckbrett eingesteckt. Der IR-Empfänger ist mit den 5V- und Massepins des Arduino verbunden und der Datenpin ist mit dem analogen Pin 1 verbunden.

Im Fritzing-Diagramm wird die Stromversorgung durch die beiden AA-Batterien dargestellt. Verwenden Sie nicht wirklich zwei AA-Batterien. Der Stepper ist im Diagramm auch nicht angebracht.

Schritt 9: Code auf Arduino hochladen

Der Code verwendet derzeit eine Bibliothek für den Stepper namens "StepperAK", jedoch funktioniert der Halbschrittmodus nicht mit dem 28byj-48 mit dieser Bibliothek. Stattdessen würde ich empfehlen, diese Bibliothek zu verwenden und den Halbschrittmodus zu verwenden. Der Code ist kommentiert und erklärt, was passiert.

github.com/Moragor/Mora_28BYJ_48

Die Arrays am Anfang des Codes sind die Lieder. Die ersten 8 Reihen entsprechen einem Servo und die letzte Reihe wird für das Notentiming verwendet. Wenn es eine 1 gibt, wird dieses Servo gespielt. In der Timing-Reihe bezeichnet eine 1 eine 1/8-Note. Eine 2 wäre also b 2 1/8 Noten oder eine 1/4 Note.

Schritt 10: Setzen Sie die Stangen in die Unterseite des Gehäuses ein

Schneiden Sie das 5/32-Zoll-Rohr in ungefähr 2 1,5-Zoll-Abschnitte. Schleifen Sie den Boden des Rohres mit etwas Sandpapier ab, tragen Sie dann großzügig etwas Sekundenkleber darauf auf und stecken Sie es in das Loch im unteren Gehäuse.

Schritt 11: Befestigen Sie die Ober- und Unterseite

Verbinden Sie das obere Gehäuse mit dem unteren. Achten Sie darauf, dass Kabel zwischen den beiden hängen bleiben.

Schritt 12: Basis aufbauen

Die Basis besteht aus den beiden Rutenhaltern, die mit etwas Holz durch Sekundenkleber verklebt sind. Ich habe 1/8-Zoll-Disketten darunter hinzugefügt, um die Höhe mit den Tasten meiner Tastatur zu erhalten.

Das Rack ist auch mit Sekundenkleber auf die Basis geklebt.

Jetzt müssen Sie nur noch die 2 Stahlstangen einsetzen und den Bot darauf schieben und es sollte losgehen.