Tchaibotsky (un robot che suona il pianoforte): 12 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Questo istruttivo è stato creato in adempimento del requisito del progetto del Makecourse presso la University of South Florida (www.makecourse.com)

Tchaibotsky è un robot che suona il pianoforte alimentato da Arduino. La motivazione era quella di costruire qualcosa che potesse accompagnare i pianisti, sia che gli mancasse un braccio e non potessero suonare la melodia di una canzone, sia che volessero suonare un duetto ma non avevano amici. A partire da ora, la sua gamma è limitata ai brani in Do maggiore (niente bemolle o diesis).

Materiali:

• Parte superiore stampata in 3D.
• Fondo stampato in 3D.
• 8 dita stampate in 3D.
• Portacanna stampato in 3D.
• Compensato da 1/8 di pollice, circa 11 x 4 pollici.
• 8 micro servi con ingranaggi in metallo.
• Arduino Uno.
• Tagliere piccolo.
• Cavi di collegamento.
• Batteria da 9V e adattatore per alimentare Arduino.
• Alimentazione esterna (banco batteria mobile).
• Cavo USB.
• Motore passo-passo 28byj-48.
• 2 aste in acciaio da 1/8", lunghezza 12".
• Tubo da 1 5/32", lungo circa 4".
• 2 tubi da 1/8", circa 10" ciascuno.

Passaggio 1: stampa 3D delle parti

La maggior parte del progetto è progettata per essere stampata in 3D. Questo include gli alloggiamenti superiore e inferiore, le 8 dita, la cremagliera e il pignone e i portacanne che lo supportano.

Esistono due diverse versioni delle dita, dito 1 e dito 2. Il dito 1 è quello più lungo ed è progettato per adattarsi ai servi sulla fila superiore. Il dito 2 è più corto e va con i servi sulla riga inferiore.

La cremagliera e il pignone sono un po' troppo fini ora e tendono a scivolare, quindi sperimenta e scegli qualcosa di un po' più grossolano. Limitare anche la dimensione del pignone. Più grande è il pignone, maggiore è la coppia che lo stepper deve produrre e, anche con mezzo stepper, si blocca spesso.

Stampa:

• 1xmano superiore
• 1xHand in basso
• 4xDito 1
• 4xDito 2
• 2xPortacanna
• 1xRack
• 1xPinion

Passaggio 2: praticare i fori nell'alloggiamento

È necessario praticare dei fori nella parte inferiore dell'alloggiamento per accogliere il ricevitore IR e il cavo di alimentazione.

Misura il diametro dei cavi e fora il retro per creare un foro per il passaggio del cavo di alimentazione.

Praticare un foro delle dimensioni del ricevitore IR nella parte anteriore sinistra dell'alloggiamento inferiore, come mostrato nell'immagine.

Passaggio 3: allinea i servi

I servi dovrebbero essere tutti alla stessa angolazione. Per fare ciò, imposta la posizione del servo a 90 gradi usando l'Arduino e poi attacca il braccio in modo che sia parallelo alla superficie. Eseguire questa operazione per tutti i servi prima di inserirli nell'alloggiamento, assicurandosi che i bracci siano rivolti nella giusta direzione.

Passaggio 4: inserire i servi

L'alloggiamento superiore ha 8 fori progettati per adattarsi ai servi. Ci sono anche fori per far cadere i fili nella parte inferiore.

Inserire prima i 4 servi inferiori e far passare i fili. Quindi inserire i 4 servi superiori e far passare i fili attraverso gli stessi fori.

Assicurati che tutti i bracci del servo siano più o meno alla stessa angolazione una volta inseriti.

Passaggio 5: attaccare le dita

Ci sono 8 dita. 4 più corti e 4 più lunghi. Quelli più lunghi vanno con i servi sulla fila superiore e quelli più corti vanno con i servi sulla parte inferiore.

Posiziona il dito inserendolo nella fessura e infilzandolo con il tubo da 1/8.

Taglia il tubo in eccesso e lima a filo.

Passaggio 6: collegare l'alimentatore

Per questo progetto ho utilizzato un alimentatore esterno tramite un banco batterie. L'ho fatto perché era valutato a 5 V e poteva fornire fino a 2 A. Ogni servo impiega circa 200 mA e l'Arduino non è in grado di fornire abbastanza corrente da solo per alimentare tutti i servi.

Rompi la barra di alimentazione da una piccola breadboard e incollala nella parte inferiore dell'alloggiamento inferiore.

Ho spogliato un cavo USB e rimosso le linee dati. Un cavo USB avrà all'interno 4 fili: uno rosso, nero, verde e bianco. Il rosso e il nero sono gli unici di cui abbiamo bisogno. Striscia questi. Li ho saldati nel connettore di una batteria da 9 V perché i fili erano fili sottili che non si inserivano nella breadboard e mi è capitato di avere l'adattatore da 9 V in giro. Ho quindi inserito il positivo e il negativo nella breadboard.

Passaggio 7: montare il motore passo-passo e la scheda driver

Inserire il motore passo-passo nell'alloggiamento inferiore, infilando con cura i fili attraverso il foro.

Incolla a caldo la scheda del driver dove preferisci.

Passaggio 8: collegare i fili

Gli 8 cavi digitali del servo sono collegati ai pin digitali 2-9. È fondamentale che siano attaccati nell'ordine corretto. Il servo più a sinistra (servo1), come mostrato nella figura 4, si attacca al pin 2. Il Servo2 si attacca al pin 3 e così via. I cavi positivo e negativo del servo sono collegati alla breadboard. I 4 fili sulla scheda del controller passo-passo etichettati IN 1 - IN 4 sono collegati ai pin digitali 10-13. I fili positivo e negativo della scheda controller stepper sono collegati alla breadboard. Il ricevitore IR è collegato ai pin 5V e di massa sull'Arduino e il pin dati è collegato al pin analogico 1.

Nel diagramma di Fritzing l'alimentazione è rappresentata dalle due batterie AA. In realtà non utilizzare due batterie AA. Anche lo stepper non è allegato nel diagramma.

Passaggio 9: carica il codice su Arduino

Il codice attualmente utilizza una libreria per lo stepper chiamata "StepperAK", tuttavia la modalità mezzo passo non funziona con il 28byj-48 con questa libreria. Consiglierei invece di utilizzare questa libreria e di utilizzare la modalità mezzo passo. Il codice viene commentato e spiega cosa sta succedendo.

github.com/Moragor/Mora_28BYJ_48

Gli array all'inizio del codice sono le canzoni. Le prime 8 righe corrispondono a un servo e l'ultima riga viene utilizzata per il tempismo delle note. Se c'è un 1, quel servo viene riprodotto. Nella riga del tempo un 1 indicava una nota da 1/8. Quindi un 2 sarebbe b 2 note da 1/8 o una nota da 1/4.

Passaggio 10: inserire le aste nella parte inferiore dell'alloggiamento

Tagliare il tubo da 5/32" in circa 2 sezioni da 1,5". Strofinare il fondo del tubo con della carta vetrata, quindi applicare generosamente della super colla e inserirlo nel foro nell'alloggiamento inferiore.

Passaggio 11: collegare la parte superiore e inferiore

Collegare l'alloggiamento superiore a quello inferiore. Fai attenzione ai cavi che si incastrano tra i due.

Passaggio 12: costruire la base

La base è costituita dai due portacanne superincollati a del legno. Ho aggiunto dischi da 1/8 sotto di loro per ottenere il livello di altezza con i tasti della mia tastiera.

Il rack è anche superincollato alla base.

Ora devi solo inserire le 2 aste d'acciaio e far scivolare il robot su di esse e dovrebbe essere pronto.