Czajbotski (robot grający na pianinie): 12 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-13 06:58

Ta instrukcja została stworzona w celu spełnienia wymagań projektowych Makecourse na University of South Florida (www.makecourse.com)

Czajbotski to robot grający na pianinie zasilany z Arduino. Motywacją było zbudowanie czegoś, co mogłoby towarzyszyć pianistom, bez względu na to, czy brakuje im ręki i nie potrafią zagrać melodii do piosenki, czy chcą grać w duecie, ale nie mają przyjaciół. Obecnie jego zakres jest ograniczony do utworów C-dur (bez bemów i krzyżyków).

Materiały:

• Bluzka z nadrukiem 3D.
• Dno z nadrukiem 3D.
• 8 palców wydrukowanych w 3D.
• Drukowany w 3D uchwyt na wędkę.
• Sklejka 1/8" cala, około 11"x4".
• 8 metalowych serwomechanizmów zębatych.
• Arduino Uno.
• Mała płytka do krojenia chleba.
• Kable rozruchowe.
• Bateria 9V i zasilacz do zasilania Arduino.
• Zasilanie zewnętrzne (mobilny bank baterii).
• Kabel USB.
• Silnik krokowy 28byj-48.
• 2 stalowe pręty 1/8" o długości 12".
• 1 rura 5/32" o długości około 4".
• 2 tuby 1/8", po około 10".

Krok 1: Wydrukuj części w 3D

Większość projektu jest przeznaczona do druku 3D. Obejmuje to górną i dolną obudowę, 8 palców, zębatkę i zębnik oraz podtrzymujące go uchwyty na wędki.

Istnieją dwie różne wersje palców, palec 1 i palec 2. Palec 1 jest dłuższy i został zaprojektowany tak, aby pasował do serw w górnym rzędzie. Palec 2 jest krótszy i pasuje do serw w dolnym rzędzie.

Zębatka i zębatka są teraz trochę za cienkie i mają tendencję do ślizgania się, więc poeksperymentuj i wybierz coś bardziej szorstkiego. Ogranicz również rozmiar koła zębatego. Im większe koło zębate, tym większy moment obrotowy musi wytworzyć stepper, a nawet przy półkroku, nadal często się zatrzymuje.

Wydrukować:

• 1xHand top
• 1xRęka na dole
• 4xPalec 1
• 4xPalec 2
• 2xuchwyt na wędkę
• 1xRack
• 1xZębnik

Krok 2: Wywierć otwory w obudowie

W dolnej części obudowy należy wywiercić otwory na odbiornik podczerwieni i przewód zasilający.

Zmierz średnicę przewodów i wywierć w tylnej części otwór, przez który przejdzie kabel zasilający.

Wywierć otwór wielkości odbiornika podczerwieni z przodu po lewej stronie dolnej obudowy, jak pokazano na rysunku.

Krok 3: Wyrównaj serwa

Wszystkie serwa powinny być ustawione pod tym samym kątem. Aby to osiągnąć, ustaw pozycję serwomechanizmu na 90 stopni za pomocą Arduino, a następnie przymocuj ramię tak, aby było równoległe do powierzchni. Zrób to dla wszystkich serw przed włożeniem ich do obudowy, upewniając się, że ramiona są skierowane we właściwą stronę.

Krok 4: Włóż serwa

Górna obudowa posiada 8 otworów zaprojektowanych tak, aby pasowały do serw. W dolnej części znajdują się również otwory do upuszczenia przewodów.

Najpierw włóż 4 dolne serwa i przeprowadź przez przewody. Następnie włóż 4 górne serwa i przeprowadź przewody przez te same otwory.

Upewnij się, że wszystkie ramiona serw po włożeniu są mniej więcej pod tym samym kątem.

Krok 5: Dołącz palce

Jest 8 palców. 4 krótsze i 4 dłuższe. Dłuższe pasują do serw w górnym rzędzie, a krótsze do serw na dole.

Umieść palec, wkładając go do szczeliny i nabijając go rurką 1/8.

Odetnij nadmiar rurki i przepłucz pilnikiem.

Krok 6: Podłącz zasilacz

Do tego projektu użyłem zewnętrznego zasilacza za pomocą baterii akumulatorów. Zrobiłem to, ponieważ był oceniany na 5V i mógł dostarczać do 2A. Każde serwo pobiera około 200mA, a Arduino nie może sam dostarczyć wystarczającego prądu, aby zasilić wszystkie serwa.

Oderwij szynę zasilającą od małej płytki stykowej i wbij w spód dolnej obudowy.

Zdjąłem kabel USB i usunąłem linie danych. Kabel USB będzie miał w środku 4 przewody: czerwony, czarny, zielony i biały. Czerwony i czarny to jedyne, czego potrzebujemy. Zdejmij je. Przylutowałem je do złącza baterii 9V, ponieważ przewody były cienkimi pasmami, które nie dawały się włożyć do płytki stykowej i zdarzyło się, że leżał zasilacz 9V. Następnie wkładam pozytyw i negatyw do płytki stykowej.

Krok 7: Zamontuj silnik krokowy i płytę sterownika

Włóż silnik krokowy do dolnej obudowy, ostrożnie przekładając przewody przez otwór.

Przyklej płytę sterowniczą na gorąco, gdziekolwiek jest to wygodne.

Krok 8: Podłącz przewody

8 cyfrowych przewodów serwo jest podłączonych do cyfrowych pinów 2-9. Bardzo ważne jest, aby były przymocowane we właściwej kolejności. Serwo najbardziej lewe (serwo1), jak widać na rysunku 4, przyłącza się do pinu 2. Servo2 przyłącza się do pinu 3 i tak dalej. Do płytki stykowej przymocowane są dodatnie i ujemne przewody serwomechanizmu. 4 przewody na płytce sterownika krokowego oznaczone jako IN 1 - IN 4 są podłączone do cyfrowych pinów 10-13. Przewody dodatnie i ujemne z płyty sterownika krokowego są podłączone do płytki stykowej. Odbiornik podczerwieni jest podłączony do pinów 5V i masy na Arduino, a pin danych jest podłączony do pinu analogowego 1.

Na schemacie Fritzing zasilanie jest reprezentowane przez dwie baterie AA. W rzeczywistości nie używaj dwóch baterii AA. Stepper również nie jest dołączony na schemacie.

Krok 9: Prześlij kod do Arduino

Kod obecnie wykorzystuje bibliotekę dla steppera o nazwie "StepperAK", jednak tryb pół kroku nie działa z 28byj-48 z tą biblioteką. Zamiast tego polecam korzystanie z tej biblioteki i korzystanie z trybu pół kroku. Kod jest skomentowany i wyjaśnia, co się dzieje.

github.com/Moragor/Mora_28BYJ_48

Tablice na początku kodu to utwory. Pierwsze 8 wierszy odpowiada serwo, a ostatni wiersz służy do pomiaru czasu nut. Jeśli jest 1, to serwo jest odtwarzane. W rzędzie taktowania 1 wskazuje nutę 1/8. Czyli 2 będzie b 2 1/8 nuty lub 1/4 nuty.

Krok 10: Włóż pręty na dole obudowy

Przetnij rurkę 5/32" na około 2 sekcje 1,5". Zetrzyj spód tuby papierem ściernym, a następnie obficie nałóż na nią super klej i włóż go do otworu w dolnej obudowie.

Krok 11: Dołącz górną i dolną część

Połącz górną obudowę z dolną. Uważaj, aby kable utknęły między nimi.

Krok 12: Zbuduj bazę

Podstawa składa się z dwóch uchwytów na wędki przyklejonych do drewna. Dodałem pod nimi dyski 1/8 , aby uzyskać poziom wysokości z klawiszami mojej klawiatury.

Stojak jest również superklejony do podstawy.

Teraz wystarczy włożyć 2 stalowe pręty i wsunąć na nie bota i powinno być dobrze.