Prima - робот, който свири на пиано: 13 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Идеята за робот, който свири на инструмент, винаги ме е очаровала и аз винаги съм искала да създам такъв сам. Никога обаче не съм имал много познания за музиката и музикалните инструменти, така че никога не можех да разбера как всъщност ще започна с това. Доскоро се интересувах от правенето на музика, започнах да уча музикални продукти и след като получих MIDI клавиатура, разбрах, че това не е труден инструмент за свирене и всъщност мога да създам робот, който да го свири. И така, започна производството на Prima.

Не бях сигурен за успеха на този проект, затова не си направих труда да го документирам. Но тъй като се оказа, че работи чудесно, реших да споделя подробностите с общността на Instructables. Това няма да бъде дневник за изграждане стъпка по стъпка, а по-скоро насока, за да започнете. Ще обясня как работи всяка част от този робот, ще споделя снимките им и кода за Arduino. Надявам се, че това ще бъде достатъчно, ако искате да повторите този проект.

И дизайнът е вдъхновен от тези инструкции, викайте към JimRD!

Така че, нека започнем

Стъпка 1: Преглед на целия проект

Prima е робот, който може да свири на клавиатура/пиано или друг подобен инструмент, базиран на клавиши. Той има Arduino Uno като мозък, LCD екран за визуален изход и ултразвуков сензор за стартиране без докосване. Всеки захранващ адаптер, който доставя 5 волта 2 ампера, трябва да може да го захранва.

Той има следните характеристики -

• Програмируем - Може да бъде програмиран да възпроизвежда всяка композиция, която е ограничена в рамките на октава.
• Регулируем темп - Темпото, което ще следва, докато свири на инструмента, може да бъде зададено в кода.
• Стартиране без докосване - Потребителят може да задейства свиренето само като плъзне ръката си върху сензора, което ще бъде много полезно, ако потребителят е зает да свири на друг инструмент и иска Prima да свири заедно с него/нея след определено време. Заглушаване на човешки плейър с робот плейър - дори това може да се постигне с помощта на тази функция.

Стъпка 2: Видео

Можете да го гледате да свири на клавиатура във видеото.

Стъпка 3: Създаване на 3D модел

След като финализирах какво трябва да може да направи, проектирах тялото на TinkerCAD, за да мога да започна да го изграждам с ясна представа какво правя.

Този подход много ми помогна да завърша с изрядно изглеждащ робот, който работи точно по начина, по който е проектиран. Въпреки че трябваше да променя първоначалния дизайн, докато го изграждах, все пак 3D моделът ми спести много време и усилия. Можете да видите 3D модела по -подробно тук.

Стъпка 4: Части и инструменти

За електронната част ще ви трябва -

• Arduino Uno (Количество - 1)
• 16x2 LCD екран (количество - 1)
• I2C адаптер за LCD екрана (количество - 1)
• Micro Servo на TowerPro SG90 (количество - 2)
• HC -SR04 ултразвуков сензор (количество - 1)
• Превключване на бутон (количество - 1)
• Звуков сигнал (количество - 1)
• Vero board/ Dot Board/ Perf Board
• Джъмперни проводници от мъжки към мъжки и от мъжки към женски

За направата на тялото -

• 5 мм PVC лист
• Цикъл говори (количество - 2)
• Винтове
• Тръба за държач за пълнене на писалка
• Пръскаща боя (ако искате да я нарисувате)

Инструментите, от които се нуждаете -

• Супер лепило
• Пистолет за горещо лепило
• Поялник
• Анти-рязане (A. K. A Резачка за хартия)

Стъпка 5: Схема

Частта на веригата беше доста лесна. Обяснявам как направих всеки сегмент от него -

LCD сегмент - Използвах I2C адаптер за LCD, за да може Arduino да комуникира с него през I2C, което не беше необходимо, но опрости веригата и намали броя на проводниците. Можете да използвате стандартен LCD, като промените кода малко.

Захранващ сегмент - Направих проста схема на veroboard, която се състои от превключвател, зумер, светодиод (който реших да не използвам след това) и 5V обща захранваща шина. Захранващата шина както в, 5V и заземителните щифтове на сервомоторите, сензора на сонара, LCD и Arduino са свързани помежду си съответно. Един щифт на превключвателя е свързан към линията 5V+, а другият е свързан към VCC щифта на захранването. Заземяващата линия е свързана директно към заземяващия щифт на захранването. Така че Prima може да се включва/изключва с превключвателя. Звуковият сигнал и светодиодът са свързани паралелно и VCC щифтът от тях отива към пин 13 на Arduino. Тяхното заземяване е свързано с масата на общата захранваща шина.

Модификация на съединителя на сервомоторите - Тъй като джъмперните проводници често са склонни да се изключват от съединителя на серво, отрязах VCC и заземяващия проводник от двете серво и ги запоявах директно към захранващата шина. За сигналните щифтове обаче използвах джъмперни проводници, за да ги свържа с Arduino.

Сонарен сензор - Запоени два проводника съответно към VCC и заземяващия щифт на сензора на сонара, които отиват към общата захранваща шина, и използва джъмперни проводници за свързване на спусъка и ехо щифта към Arduino.

Arduino - Захранва се чрез конектора за жак.

Кое отива към кое -

Задействащ щифт на сонарния сензор -> A2 щифт на Arduino

Ехо пин на сонарния сензор -> A3 щифт на Arduino

SDA щифт на I2C адаптера -> A4 щифт на Arduino

SCL щифт на I2C адаптера -> A5 щифт на Arduino

VCC на зумера -> D13 щифт на Arduino

Сигнален щифт на серво натискане на клавиша -> D9 щифт на Arduino

Сигнален щифт на ос X на серво -> D8 щифт на Arduino

Всички VCC и заземяващи щифтове са свързани към общата захранваща шина.

Стъпка 6: Монтаж на сензор за сонар

Картината е ясна, просто супер-залепен L-образен рафт на "стената" и горещо залепен сонарен сензор на рафта.

Стъпка 7: Изработка на релса X ос

Заимствах концепцията за релса на оста X от машини с ЦПУ. Това са само две циклични спици, разположени успоредно една на друга, а „стените“имат дупки, през които преминават цикличните спици. В другите краища на стените спиците на цикъла са горещо залепени към стените, така че да не се движат. Спиците на цикъла са достатъчно здрави, за да поддържат платформата на оста X.

Стъпка 8: Платформа на X ос

Това е частта, която отива странично, за да достигне до определени клавиши и има серво, което има прикрепена към него ръка, която натиска клавиша.

Той има две тръбички за пълнене на химикалки, горещо залепени на дъното му, през които спиците на цикъла преминават, което му позволява да се плъзга по тях. Взех тази тръба от химикалка, можете да използвате всичко, което пасва на спиците, като слама за пиене.

След това, в средата на долния PVC лист, има друг праволинеен PVC лист. В долната част има отвор, който пасва на корпуса на серво и сервото се вкарва през него. Сервото е закрепено с горещо лепило.

Сервото има свързано рамо. Когато роботът трябва да натисне клавиш, сервомоторът завърта рамото надолу, което води до натискане на клавиш и го завърта до предишното му положение.

Стъпка 9: Преместване на платформата X ос

Сервомоторът на "ос X се движи" е прикрепен към повдигната платформа, която е от лявата страна на робота. Платформата по оста X има рафт отгоре, където рамото се съединява с помощта на винт. На другия край на рамото, друго рамо е свързано с помощта на винт и това е свързано със серво клаксона. Всички стави са подвижни и сервомоторът може да задвижва платформата на оста X по релсите по оста X, като завърти клаксона си наляво/надясно, което би накарало ръцете да натискат/издърпват платформата върху релсите.

Ставите са направени с помощта на винт.

Стъпка 10: Код

След като завършите изграждането на тялото и веригата, качете кода в Arduino. Поставете робота успоредно с клавиатурата/пианото Платформата по оста x първо ще започне да се движи наляво и ще спре в определена точка. Преместете робота, докато клавишът C на пианото не достигне тази точка. Това е решаваща стъпка, защото без да позиционирате робота по този начин, той няма да възпроизвежда мелодията правилно. След това включете робота, той трябва да започне да възпроизвежда мелодия в рамките на няколко секунди.

Кодът е доста основен и има място за подобрения. Ако искате роботът да свири ваша собствена мелодия, просто трябва да го поставите в кода, който е доста лесен.

Стъпка 11: Нарисувайте го

Ако искате да го нарисувате като моя (силно препоръчвам да го направите, изглежда много по -добре боядисан), първо направете всички части на тялото, уверете се, че са изрязани правилно. След това ги измийте със сапун, така че да са без масло и мръсотия. Хората обикновено шлайфат повърхността, преди да я боядисат, но тук не е нужно. Първо напръскайте слой върху тях, дайте му достатъчно време да изсъхне (Няколко часа), след това боядисайте друг слой. Можете да започнете да сглобявате частите и да ги залепвате, след като боята изсъхне.

Използвах спрей боя, за да нарисувам моята

Стъпка 12: Поставяне и организиране на електрониката

Завинтих Arduino към основния PVC лист и горещо залепих както захранващата верига, така и LCD на основната платка. Организира проводниците с горещо лепило.

Стъпка 13: Заключение: Благодарим ви, че прочетохте инструкциите

И така, аз създадох Prima. Надявам се дневникът за изграждане да е ясен и лесен за разбиране. Ако имате въпроси, не се колебайте да ги оставите в секцията за коментари, ще се опитам да отговоря възможно най -рано.

Бъдещи планове с този проект -

• Създаване на софтуер за програмиране на Prima по -лесно.
• Добавяне на функция за подслушване на темпо, така че можете просто да докоснете бутон за регулиране на темпото.
• Смяна на сервомоторите с по -тихи и по -бързи

Ако изградите това, пуснете снимки в коментар, бих се радвал да видя вашите!:)