بريما - روبوت يعزف على البيانو: 13 خطوة

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

لطالما سحرتني فكرة عزف روبوت على آلة ، وكنت أرغب دائمًا في بناء واحدة بنفسي. ومع ذلك ، لم يكن لدي الكثير من المعرفة عن الموسيقى والآلات الموسيقية ، لذلك لم أتمكن أبدًا من معرفة كيف سأبدأ بذلك. حتى وقت قريب ، كنت مهتمًا بصناعة الموسيقى ، وبدأت في تعلم مواد إنتاج الموسيقى ، وبعد الحصول على لوحة مفاتيح MIDI ، أدركت أن هذه ليست أداة صعبة العزف ويمكنني بالفعل بناء روبوت يمكنه العزف عليها. هكذا بدأ صنع بريما.

لم أكن متأكدًا من نجاح هذا المشروع ، لذا لم أكلف نفسي عناء توثيقه. ولكن منذ أن تبين أنها تعمل بشكل رائع ، قررت مشاركة التفاصيل مع مجتمع Instructables. لن يكون هذا سجل إنشاء خطوة بخطوة ، بل هو عبارة عن إرشادات للبدء. سأشرح كيفية عمل كل جزء من هذا الروبوت ، ومشاركة الصور الخاصة بهم ورمز Arduino. آمل أن يكون ذلك كافيًا إذا كنت ترغب في تكرار هذا المشروع.

وكان التصميم مستوحى من هذه التعليمات ، صرخ إلى JimRD!

لذلك دعونا نبدأ

الخطوة 1: نظرة عامة على المشروع بأكمله

Prima هو روبوت يمكنه العزف على لوحة المفاتيح / البيانو أو أي أداة مماثلة تعتمد على المفاتيح. يحتوي على Arduino Uno مثل الدماغ ، وشاشة LCD للإخراج المرئي وجهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية لبدء التشغيل بدون لمس. يجب أن يكون أي محول طاقة يوفر 5 فولت 2 أمبير قادرًا على تشغيله.

لديه الميزات التالية -

• قابل للبرمجة - يمكن برمجته لعزف أي مقطوعة محدودة في جواب.
• الإيقاع القابل للتعديل - يمكن ضبط الإيقاع الذي ستتبعه أثناء العزف على الآلة في الكود.
• بدء التشغيل بدون لمس - يمكن للمستخدم تشغيل العزف فقط عن طريق تمرير يده على المستشعر ، الأمر الذي سيكون مفيدًا للغاية إذا كان المستخدم مشغولاً بلعب آلة أخرى ويريد أن تلعب بريما معه / معها بعد وقت محدد. لاعب بشري يتشابك مع لاعب روبوت - حتى هذا يمكن تحقيقه أيضًا بمساعدة هذه الميزة.

الخطوة الثانية: الفيديو

يمكنك مشاهدتها وهي تلعب لوحة مفاتيح في الفيديو.

الخطوة الثالثة: عمل النموذج الثلاثي الأبعاد

بعد الانتهاء من ما يجب أن يكون قادرًا على القيام به ، قمت بتصميم الجسم على TinkerCAD حتى أتمكن من البدء في بنائه مع وجود فكرة واضحة عما كنت أفعله.

ساعدني هذا النهج كثيرًا في الحصول على روبوت أنيق المظهر يعمل تمامًا بالطريقة التي صُمم بها. على الرغم من أنني اضطررت إلى تعديل التصميم الأصلي قليلاً أثناء بنائه ، إلا أن النموذج ثلاثي الأبعاد وفر لي الكثير من الوقت والجهد. قد ترى النموذج ثلاثي الأبعاد بمزيد من التفاصيل هنا.

الخطوة 4: الأجزاء والأدوات

بالنسبة للجزء الإلكتروني ، ستحتاج -

• Arduino Uno (الكمية - 1)
• شاشة LCD مقاس 16 × 2 (الكمية - 1)
• محول I2C لشاشة LCD (الكمية - 1)
• تاوربرو SG90 مايكرو سيرفو (الكمية - 2)
• مستشعر الموجات فوق الصوتية HC-SR04 (الكمية - 1)
• تبديل الضغط (الكمية - 1)
• الجرس (الكمية - 1)
• فيرو بورد / دوت بورد / بيرف بورد
• ذكر إلى ذكر ومن ذكر إلى أنثى أسلاك العبور

لصنع الجسم -

• ورقة 5 مم PVC
• تكلم دورة (الكمية - 2)
• مسامير
• أنبوب حامل عبوة القلم
• رش الطلاء (إذا كنت تريد أن ترسمه)

الأدوات التي ستحتاجها -

• صمغ ممتاز
• مسدس الغراء الساخن
• لحام حديد
• مضاد للقطع (قاطع ورق معروف أيضًا باسم)

الخطوة 5: الدوائر

كان جزء الدائرة سهلًا جدًا. أنا أشرح كيف فعلت كل جزء منها -

جزء LCD - لقد استخدمت محول I2C لشاشة LCD حتى يتمكن Arduino من الاتصال بها عبر I2C ، وهو ما لم يكن ضروريًا ولكنه سهل الدائرة ويقلل من عدد الأسلاك. يمكنك استخدام شاشة LCD قياسية عن طريق تعديل الرمز قليلاً.

جزء الطاقة - لقد صنعت دائرة بسيطة على لوحة فيروبورد تتكون من مفتاح دفع تبديل ، وجرس ، ومصباح LED (قررت عدم استخدامه بعد ذلك) وحافلة طاقة مشتركة 5 فولت. ناقل الطاقة كما هو الحال في ، يتم توصيل دبابيس 5V والأرضية من الماكينات ومستشعر السونار وشاشة LCD و Arduino ببعضها البعض على التوالي. يتم توصيل دبوس واحد من مفتاح الدفع بخط 5V + ، ويتم توصيل دبوس آخر بدبوس VCC الخاص بمصدر الطاقة. يتم توصيل الخط الأرضي بالدبوس الأرضي لمصدر الطاقة مباشرة. لذلك ، يمكن تشغيل / إيقاف تشغيل Prima باستخدام المفتاح. يتم توصيل الجرس والصمام بالتوازي ، ويذهب دبوس VCC منهما إلى الرقم 13 من Arduino. أرضهم متصلة بأرض ناقل الطاقة المشترك.

تعديل موصل المؤازرة - نظرًا لأن أسلاك العبور غالبًا ما تنفصل عن موصل المؤازرة ، فقد قمت بقطع VCC والسلك الأرضي من كل من الماكينات ولحمتهم مباشرة إلى ناقل الطاقة. ومع ذلك ، بالنسبة لدبابيس الإشارة ، استخدمت أسلاك توصيل لتوصيلها بـ Arduino.

مستشعر السونار - تم لحام سلكين على التوالي في VCC والدبوس الأرضي لمستشعر السونار ، والذي ينتقل إلى ناقل الطاقة المشترك ، ويستخدم أسلاك توصيل لتوصيل المشغل ودبوس الصدى بـ Arduino.

اردوينو - يتم تشغيله من خلال موصل المقبس الأسطواني.

الذي يذهب إلى أي -

دبوس الزناد Sonar Sensor -> دبوس Arduino's A2

دبوس صدى Sonar Sensor -> دبوس A3 من Arduino

دبوس SDA لمحول I2C -> دبوس A4 من Arduino

دبوس SCL لمحول I2C -> دبوس A5 من Arduino

Buzzer's VCC -> دبوس Arduino's D13

مفتاح إشارة الضغط المؤازر -> دبوس Arduino's D9

دبوس إشارة مؤازرة المحور X -> دبوس Arduino's D8

جميع دبابيس VCC والأرضية متصلة بناقل الطاقة المشترك.

الخطوة 6: تركيب مستشعر السونار

الصورة تشرح نفسها بنفسها ، فقط رف على شكل حرف L ملصوق بشكل فائق على "الحائط" ولصق مستشعر السونار بالغراء الساخن على الرف.

الخطوة 7: عمل سكة المحور X

لقد اقترضت مفهوم سكة المحور X من آلات CNC. إنها مجرد شعاعين دائريين موضوعين بالتوازي مع بعضهما البعض ، و "الجدران" بها ثقوب يمر من خلالها المتحدث الدائري. على الأطراف الأخرى من الجدران ، يتم لصق مكابح الدورة على الجدران حتى لا تتحرك. المتحدث الدائري قوي بما يكفي لدعم منصة المحور X.

الخطوة 8: منصة المحور العاشر

إنه الجزء الذي يذهب جانبيًا للوصول إلى مفاتيح معينة وله جهاز مؤازر به ذراع متصل به والذي يضغط على المفتاح.

إنه يحتوي على أنبوبين لحامل إعادة الملء للقلم يتم لصقهما على الجزء السفلي منه والذي من خلاله يذهب المتحدث الدائري للسماح له بالانزلاق عليهما. لقد حصلت على هذا الأنبوب من قلم ، يمكنك استخدام أي شيء يناسب المتحدث مثل قش الشرب.

ثم ، في منتصف لوح PVC السفلي ، هناك لوح PVC آخر يقف بشكل مستقيم. يحتوي على ثقب في الجزء السفلي يناسب جسم المؤازرة ويتم إدخال المؤازرة من خلاله. تم تأمين المؤازرة باستخدام الغراء الساخن.

المؤازرة لها ذراع متصلة بها. عندما يضطر الروبوت إلى الضغط على مفتاح ، يقوم المؤازر بتدوير الذراع لأسفل مما يؤدي إلى الضغط على المفتاح وتدويره إلى موضعه السابق بعد ذلك.

الخطوة 9: تحريك منصة المحور X

يتم توصيل المؤازرة "محرك المحور X" بمنصة مرتفعة على الجانب الأيسر من الروبوت. تحتوي منصة المحور X على رف في الأعلى حيث يتم توصيل الذراع باستخدام المسمار. على الطرف الآخر من الذراع ، يتم توصيل ذراع أخرى باستخدام المسمار وهذا الذراع متصل بقرن المؤازرة. جميع المفاصل قابلة للحركة ، ويمكن أن تقود المؤازرة منصة المحور X على قضبان المحور X عن طريق تدوير قرنها يسارًا / يمينًا مما يجعل الأذرع تدفع / تسحب المنصة على القضبان.

المفاصل مصنوعة باستخدام المسمار.

الخطوة 10: الكود

بعد الانتهاء من بناء الجسم والدائرة ، قم بتحميل الكود على Arduino. ضع الروبوت بالتوازي مع لوحة المفاتيح / البيانو. ستبدأ منصة المحور x أولاً في التحرك نحو اليسار وتتوقف عند نقطة معينة. حرك الروبوت حتى يلتقي مفتاح C بالبيانو بهذه النقطة. هذه خطوة حاسمة ، لأنه بدون وضع الروبوت بهذه الطريقة ، لن يقوم بتشغيل اللحن بشكل صحيح. ثم قم بتشغيل الروبوت ، يجب أن يبدأ عزف اللحن في غضون ثوان قليلة.

الشفرة أساسية جدًا ولديها مجال للتحسين. إذا كنت تريد أن يعزف الروبوت لحنك الخاص ، فكل ما عليك فعله هو وضعه في الكود وهو أمر سهل للغاية.

الخطوة 11: رسمها

إذا كنت تريد أن ترسمه مثل لي (أود أن أقترح بشدة أن أفعل ذلك ، يبدو أنه مطلي بشكل أفضل) ، اجعل جميع أجزاء الجسم أولاً ، وتأكد من قصها بشكل صحيح. ثم اغسلها بالصابون حتى تكون خالية من الزيت والأوساخ. عادةً ما يقوم الناس برمل السطح قبل دهنه ، لكن هنا لست بحاجة إلى ذلك. قم برش طبقة عليها أولاً ، وامنحها وقتًا كافيًا حتى تجف (بضع ساعات) ، ثم قم بطلاء طبقة أخرى. يمكنك البدء في تجميع الأجزاء ولصقها معًا بعد أن يجف الطلاء.

لقد استخدمت رذاذ الطلاء لطلاء المنجم

الخطوة 12: وضع وتنظيم الإلكترونيات

لقد قمت بربط Arduino على لوح PVC الأساسي ولصق كل من دائرة الطاقة وشاشة LCD على اللوحة الأساسية بالغراء الساخن. نظمت الأسلاك بالغراء الساخن.

الخطوة 13: الخاتمة: شكرًا لك على قراءة التعليمات

لذلك ، هكذا بنيت بريما. آمل أن يكون سجل الإنشاء واضحًا وسهل الفهم. إذا كانت لديك أي أسئلة ، فلا تتردد في تركها في قسم التعليقات ، وسأحاول الرد في أقرب وقت ممكن.

الخطط المستقبلية لهذا المشروع -

• صنع برنامج لبرمجة Prima بسهولة أكبر.
• إضافة ميزة النقر بالإيقاع بحيث يمكنك فقط النقر فوق زر لضبط الإيقاع.
• تبديل الماكينات بأخرى أكثر هدوءًا وأسرع

إذا قمت ببناء هذا ، فقم بإسقاط الصور في التعليق ، وسأحب أن أرى صورك!:)