Своими руками

Перфоратор для перфолент музыкальных шкатулок


Было время, когда перфоратором называли не только электроинструмент, но и устройство для записи информации на перфоленты (не стальные оцинкованные, а бумажные — носитель информации такой) или перфокарты. А музыкальные шкатулки, работающие на перфолентах, выпускаются и сегодня (наряду с вязальными машинами, использующими перфокарты). Автор Instructables под ником pashiran разработал и изготовил перфоратор для лент таких шкатулок.

Сами шкатулки выглядят как показано ниже, они рассчитаны на набивку лент вручную.

Перфоратор для перфолент музыкальных шкатулок
Мастеру было довольно трудно разобраться в структуре формата MIDI, но оказалось, что на этом сайте есть готовые шаблоны в формате DXF. Печатаешь, накладываешь на перфоленты, набиваешь и слушаешь. Только точки в этих файлах расположены не по порядку (при печати ведь всё равно), поэтому надо отсортировать их по методу пузырька (его проходят на уроках информатики в школе) по координате X, и тогда они выстроятся в том порядке, в котором их надо проигрывать. Но это проще, чем разобрать MIDI-файл.

Перфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулок
Чтобы убедиться, что такой способ даст результат, мастер изготовил простую конструкцию, играющую мелодию из игры Mario по точкам, вытащенным из DXF-файла. И она заработала.


Программа, написанная для этой промежуточной самоделки, уже может многое из необходимого, нужно лишь добавить к ней функции управления электродвигателями, приводящими в движение исполнительные механизмы. Те, в свою очередь, будут протягивать ленту по одной координате, перемещать головку по другой и пробивать отверстия. Но всё это надо где-нибудь разместить вместе с датчиком наличия ленты, да и детали механизмов из воздуха тоже не возьмутся. Поэтому мастер разрабатывает 3D-модели, экспортирует их в формат STL и выкладывает под лицензией CC-BY-NC 3.0 сюда. Здесь NC означает, что изготавливать такие перфораторы или печатать наборы деталей для их изготовления на продажу нельзя.

При печати детали из файла Linkage_Press_V6-1.stl мастер увеличивает количество внешних периметров до 10, а заполнение — до 80. Дольше, дороже, но такая деталь в конструкции одна, а прочность от неё требуется большая. Детали из файлов Paper_Roller_Support_C-1.stl и Paper_Roller-1 Paper_Roller_Pillar_V2-1.stl мастер печатает по две штуки каждую.

Перфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулок
В Arduino Nano для хранения программы и данных не хватает памяти. Поэтому мастер применяет Mega. Но и туда помещается не более 700 нот. Правда, перфолента довольно короткая, её ёмкость тоже ограничена, так что пойдёт. Файлов же на SD-карте может быть сколько угодно, ограничение накладывается лишь на число нот в каждом иж них. Определившись с тем, какое Arduino применять, мастер проектирует печатные платы, выкладывает: рисунок платы, схему и два архива с Gerber’ами: первый и второй, заказывает и собирает платы. Ниже показаны оба варианта, и на Nano, и на Mega.

Перфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулок
В напечатанное на 3D-принтере основание мастер вплавляет паяльником металлические стойки с внутренней резьбой:

Перфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулок
Приобретает ножки с клеевым слоем, вырезает нужное их количество из листа и приклеивает с обратной стороны основания:

Перфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулок
Начинает собирать механизм перемещения ленты: устанавливает датчик её наличия, крепёж, шаговый двигатель, ролик, шкивы, зубчатый ремень…

Перфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулок
Затем берётся за механизм перемещения головки, а там — примерно то же самое: шаговый двигатель, шкивы и зубчатый ремень.

Перфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулок
Затем принимается за саму головку, пробивающую отверстия в перфоленте, здесь двигатель уже коллекторный.

Перфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулок
Что ж, электроника готова, механика тоже, мастер соединяет их друг с другом кабелями:

Перфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулок
Остаётся добавить программное обеспечение, мастер разрабатывает его, а затем выкладывает результат сюда. Расширение unknown необходимо сменить на ino, в строках 49, 53, 54 скорректировать, соответственно, направления перемещения по координатам, начальную точку, количество шагов для перемещения на 1 мм.

Перфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулок
Небольшой фоторепортаж с выставки Maker Faire 2019 в Сеуле, на которую мастер принёс целых два таких перфоратора:

Перфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулокПерфоратор для перфолент музыкальных шкатулок
Видео об устройстве:

Следуй за нами

Не стесняйся, выходи на связь. Мы любим встречаться с интересными людьми и заводить новых друзей.