Tworzenie Spielatrona (robotyczny Glockenspiel): 11 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Stworzyliśmy ten robot glockenspiel z części, które już mieliśmy i wykonaliśmy.

Nadal jest eksperymentalny i jest w wersji pierwszej.

Spielatron jest kontrolowany przez Arduino, które odtwarza polecenia Midi wysyłane do niego z komputera.

Obecne ograniczenia są

1. Jest monofoniczny, tzn. może grać tylko jednym młotkiem na raz.
2. Prędkość serwa ogranicza zarówno ilość uderzeń na minutę, jak i długość nut w muzyce, np. nie można grać szesnastek przy 120 BPM.

Krok 1: Znajdź Glockenspiel i stwórz ramę nośną

Mieliśmy ponad 40-letni glockenspiel, który został uratowany z wydziału muzycznego szkoły średniej, kiedy stał się nadwyżką do wymagań. Cały czas siedział w szafie, czekając na okazję do wykorzystania. Jest trochę poobijany, a niektóre klawisze są podejrzane i dają nudno brzmiące nuty, jednak dla zabawy w tworzeniu projektu nie uzasadniono zakupu nowego.

Rama została wykonana ze sklejki o grubości 10 mm i jest dopasowana do glockenspiela i może pomieścić cztery pary serw modelujących RC. Odległość od glockenspiela do serwomechanizmu została określona w taki sposób, aby główka młotka uderzyła w żądaną liczbę klawiszy bez uderzania w pinezki utrzymujące klawisze w miejscu. Okazało się, że to około 220 mm od środka obrotu serwa do środka klawiszy.

Para serwomechanizmu uderza w klawisze od G5 do G6.

Servo pair dwa uderzenia klawiszy G#5 do G#6.

Servo pair trzy uderzenia klawiszy od A6 do G7.

Servo pair cztery uderzenia klawiszy od Bb6 do F#7.

Krok 2: Druk 3D i wsporniki do frezowania CNC oraz konfiguracja par serwomechanizmu - Zdjęcie 1

Mieliśmy cztery stare serwa JR NES-507 plus dwa Hitec HS81 i dwa Hitec HS82, które nie były używane. Serwa HS81 i HS82 są na tyle podobne, że mogą być używane w tym samym celu.

Wydrukowaliśmy w 3D cztery wsporniki do montażu serw Hitec i przykręciliśmy te wsporniki do standardowego serwomechanizmu tarczowego dostarczanego z serwami JR. Ponieważ drukujemy w ABS, zwykle drukujemy pliki w rozmiarze 103%, aby umożliwić skurcz.

Następnie ze sklejki o grubości 1,5 mm poprowadziliśmy cztery wsporniki, aby pasowały do górnych części dysków serwomechanizmów Hitec. Te wsporniki mają wspierać młotki.

Krok 3: Druk 3D i wsporniki frezowania CNC oraz konfiguracja par serwomechanizmu - Zdjęcie 2

Krok 4: Druk 3D i wsporniki frezowania CNC oraz konfiguracja par serwomechanizmów - Zdjęcie 3

Krok 5: Zrób młotki i przymocuj do serw - Zdjęcie 1

Młotki są wykonane z głowic wydrukowanych w 3D i bambusowych patyczków 4 mm (dostępne w lokalnym supermarkecie). Główki mocowane są za pomocą kleju cyjanoakrylowego, a zespół młotka mocowany jest do wspornika serwomechanizmu za pomocą dwóch opasek zaciskowych na każdym. Nie były one początkowo w pełni dokręcone, aby umożliwić regulację długości podczas ustawiania i testowania.

Krok 6: Zrób młotki i przymocuj do serw - Zdjęcie 2

Krok 7: Elektronika

Najpierw wydrukowaliśmy w 3D uchwyt do płytki Arduino Uno, który był przymocowany do dwóch ramion serwomechanizmu drewnianej ramy. Płytka interfejsu została poprowadzona do podłączenia ośmiu serw do Uno z własnym oddzielnym zasilaniem 5V. Był też nagłówek dla karty adaptera micro SD z myślą o możliwości odtwarzania niektórych plików midi zapisanych na karcie, w przeciwieństwie do wysyłania z komputera. Obecnie ze Spielatrona korzystaliśmy tylko z plikami przesłanymi z komputera.

Zamontuj płytkę interfejsu (shield w Arduino speak) na Arduino i podłącz serwa w następującej kolejności:

1. Serwo obrotowe 1 na pin 2 Arduino
2. Serwo młotka 1 do pinu 3 Arduino
3. Serwo obrotowe 2 do Arduino pin 4
4. Serwo młotka 2 do pinu Arduino 5
5. Serwo obrotowe 3 do pinu Arduino 6
6. Serwo młotkowe 3 do pinu Arduino 7
7. Serwo obrotowe 4 do pinu Arduino 8
8. Serwo młotka 4 do pinu Arduino 9

Krok 8: Płytka interfejsu elektronicznego - Zdjęcie 1

Krok 9: Płytka interfejsu elektronicznego - Zdjęcie 2

Krok 10: Kod Arduino

Dodaj bibliotekę MIDI.h do swojego środowiska programistycznego Arduino oraz skompiluj i prześlij załączony kod do Arduino.

Uwaga wiersz 81:

Serial.początek(115200); //użyj szybkości transmisji komputera, a nie rzeczywistej szybkości transmisji midi wynoszącej 31250

Jak skomentowano, wysyłamy dane Midi do Spielatrona przez interfejs USB z normalną szybkością transmisji komputera, a nie prawidłową szybkością transmisji Midi wynoszącą 31250, ponieważ żaden z naszych komputerów nie może być łatwo skonfigurowany do tej szybkości transmisji.

Zauważysz również, że kod dotyczy tylko nuty w zdarzeniach Midi, ponieważ młotek musi zostać podniesiony natychmiast po opuszczeniu i nie może czekać na wystąpienie zdarzenia nutowego.

Krok 11: Ukończony i działający

Zrobimy osobną instrukcję dotyczącą tego, jak komponujemy i wysyłamy pliki Midi z naszego komputera do Spielatrona.