Intèrpret de piano: 10 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

L’objectiu del projecte és elaborar un sistema que pugui tocar música preprogramada en les tecles digitals d’una aplicació de piano per a l’iPad 2.

Nuestro proyecto consta de un sistema con un grado de libertad de desplazamiento lineal actuado por un sistema banda polea acoplado a un motor de pasos para mover una base rectangular en la que se encuentran tres servomotores que funcionan como dedos del sistema para tocar la canción.

Pas 1: materials

Arduino UNO

Controlador A4988

Motor pas a pas NEMA17

3 x Micro Servo sg90

‘Dedos touch’ fets d’acrílic i adjunts amb alumini

Fuente 12V

Fuente 5V

Cable de coure

Perfils d'alumini t20 2 x 40 cm

Varilles de 8 mm x 40 cm

Polea y banda GT2

Plaques d’acrílic de 6 mm

Tornillos

Pas 2: Disseny De Corredera

El sistema del carro és bàsicament una correcció amb unes guies lineals suportades per unes parades d’acrílic (peces) i unes barres de sujecció.

Per a aquesta part s’utilitzen perfils d’alumini t20, peces d’acrílic de 6mm per a les paredes i varilles de 8mm de diàmetre que funcionen com les guies per al carro.

La estructura de la figura està sujeta mitjançant tornillos de ¼ de pulgada i 1 pulgada de llarg en la part dels perfils extruïts. Per altra part, els tornells que presionen les barres son també de 1/4, però seran més corts, ½ de polgada de llarg per fer pressió.

Pas 3: Disseny del Carro

Los sliders de nylamid se perforan para encajar en la guía de 8mm de diámetro

Pas 4: Muntatge del motor pas a pas Y Polea

El motor de passos Nema 17 es troba muntat mitjançant tres tornillos m4 x 12 mm que van des de la paret lateral d’acrílic fins al suport del motor, després el motor de passos s’insereix a la base d’acrílic (Base_Stepper) amb quatre tornells M3 x 10 mm. Finalment, s’insereix la polea dentada GT2 a la fletxa del stepper

Del otro lado se monta un balero que es la contraparte de la polea GT2. Se monta también sobre una base de acrílico atornillada a la pared lateral de forma que quede a la mateixa altura de la polea que està de l’altre costat.

Pas 5: Disseny de la mà

El disseny mecànic de la mà es conforma del conjunt de dues places rectangulars d’acrílic unides per quatre suports de fusta mdf de 6 mm, altres dos suports de fusta es troben extra entre les plaques per subjectar la banda dentada que farà el desplaçament lineal en el eje X.

Sobre la placa superior hay tres orificios rectangulares sobre los que se han ajustado tres servomotores. a les fletxes d’estos es va ajustar un 'dedo' d’acrílic, on el dedo del servomotor de en mig és recte, i els dels extrems tenen una inclinació de 25º per al centre, és per a la punta dels tres dedos tengan una separació de 17 mm entre cada un, per poder posicionar cada punta en tres tecles blanques consecutives.

Pas 6: ensamble

A la estructura del sistema de corredera y carro se le han de montar la banda dentada de la polea GT2 y sobre el carro la estructura de la mano para que finalmente el ensamble quede como la imagen adjunta

Pas 7: Connexió Del Motor a Pasos

El motor de passos Nema 17 està alimentat per una font de 12V i connectat a Arduino UNO a través d’un conductor A4988 i un CNC Shield per Arduino per al control del mateix. Aquí es mostra l’esquemàtic de les connexions

Pas 8: Connexió dels Microservs

Es necessita una font independent de 5V, el senyal dels serveis van als pins del arduino que són lliures, com per exemple, 5, 6, 7 (poden variar). La senyal dels serveis son connectats als pins, amb els seus voltatges i terres puenteados respectivament

Pas 9: Sistema Touch Per als "dedos"

es recomana fer-los amb elements plans en els extrems. Envueltos en aluminio, cuidando que quede el más plano posible, conectados a cables con una carga de 5V ya que estamos utilizando un iPad como piano. Si s’utilitza un piano físic aquest pas no és necessari

Pas 10: Programació

La idea principal de la programació és fer quatre arrays per a cada canció; els quals han de ser del mateix tamany. La programació conté totes les cançons programades dins d’un commutador; para escoger la canción a tocar el usuario manda por comunicación serial el nombre de la canción que desea.

El primer array conté les posicions de la mà en cada nota. En nuestra programación configuramos cuatro posiciones A, B, C y D las cuales cubrían 3 notas cada una, per lo que en total podríem tocar 12 notas. Sin embargo también podemos cambiar la escala del piano para alcanzar otras notas dependiendo de la canción que se toca y las notas que esta necesita.

El array 3 conté els temps de les notes, és dir què tant temps ha de romandre el servomotor del dedo corresponent en la posició baixa (tocant la tecla). Aquest array com els demà ha de tenir el mateix tamany ja que cada element correspon a cada nota, per exemple la nota 1 ha d’estar en la posició B, deduït 3 amb una durada de 300 ms.

El array 4 conté els retards entre tecles, és dir què tant temps ha de transcórrer entre cada nota, o què tant temps ha de transcórrer sense que cap servei es mogui a la posició de tocar tecla.