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一、简介

在这个充满创意的项目中，我们将一起探索如何使用Arduino Uno微控制器来构建一个可以自主演奏音乐的自弹尤克里里机器人。这是一个结合了3D打印、电子工程和编程的有趣项目，适合所有级别的爱好者。以下是实物图片。

二、材料清单

在开始之前，我们需要准备以下材料：

1. 尤克里里：任何便宜的型号都可以，但最好是女高音型号。
2. Arduino Uno：作为我们机器人的大脑。
3. L293D电机驱动盾：用于驱动电磁阀。
4. 12V电磁阀：8个，用于弹奏琴弦。
5. Nema 17步进电机：用于控制滑动机构。
6. TMC2208步进电机驱动器：为步进电机提供精确控制。
7. 迷你面包板：用于临时连接电子元件。
8. 150mm MGN9B直线导轨：带滑块，用于构建滑动机构。
9. GT2 6mm同步带：用于连接步进电机和滑块。
10. 滑轮和惰轮：用于同步带的张紧。
11. 微型伺服电机：用于控制拨片。
12. 12V 10A电源：为整个系统供电。
13. 22 AWG实心导线：用于连接电子元件。
14. M3螺母和螺栓：用于组装3D打印部件。
    Arduino控制核心如下图：
    

三、工具

• 3D打印机：用于打印机器人的外壳和部分机械部件。
• 烙铁：用于焊接电子元件。
• 螺丝刀：用于组装机械部件。
• 万用表：用于测量电压和电流。

四、实现过程

步骤1：实物图

步骤2：3D打印部件

首先，使用3D打印机打印所需的部件，包括外壳、滑轨支架、步进电机支架、伺服电机支架等。如下图所示：




由于部件过多这里就不展示了，需要3D模型的可以私信我，发你文件。

然后即可进入打印模型了

步骤3：组装上半部分

将直线导轨支架安装在上半部分，并使用M3螺丝固定。然后安装步进电机支架和步进电机。



重复这个过程来将步进电机支架安装在侧面，然后将步进电机滑入到位，面向上方。

步骤4：组装下半部分

对于下半部分，首先安装惰轮支架，然后是另一个导轨支架。接下来，将Arduino和电机盾安装到侧面。



最终完成的效果应该与上面显示的图片类似。

步骤5：安装导轨

现在可以将直线导轨放置在尤克里里的主体上。一旦它处于正确的位置，就应该完全紧固导轨支架。

接下来，取下3D打印的伺服电机支架，并将其连接到同步带上。伺服电机支架有特定的槽位用于固定皮带，因此它应该可以轻松地推入到位。

再次检查滑动块是否能够自由地沿直线导轨上下移动，然后将其拧紧到伺服电机支架上，确保其方向正确。

步骤6：设置皮带和滑轮系统

将惰轮滑轮放置在其支架上，然后将皮带环绕在惰轮滑轮和步进电机轴上。将皮带剪成合适的长度，并将其插入步进电机支架上的另一个槽中。这将允许步进电机上下移动滑动块。

步骤7：电子设备的连接

将迷你面包板放置在步进电机旁边，并将TMC2208步进电机驱动器插入中心。现在，为了限制供应给步进电机的电流，我们需要在驱动模块上设置电压参考。

1. 首先，将驱动器连接到12V电源。
2. 打开电源并将万用表设置为测量直流电压。
3. 将黑色探头放在GND引脚上，红色探头放在微小的电位器上。
4. 在监视万用表读数的同时调整电位器以设置参考电压（VREF）。

⚠️我最终将参考电压设置在大约1V。

步骤8：编写和上传代码

对于连接到Arduino的其余部分：

1. M1A、M1B、M2A、M2B连接到步进电机。
2. VIO焊接到电机盾上的5V输出。
3. DIR、STEP和ENABLE连接到你选择的Arduino数字引脚，并用于向驱动器发送信号。
4. 应该连接地线。

步骤9：校准

现在是时候让机械装置动起来了！

通过将滑块移至尽可能靠近步进电机的位置来重置滑块的位置。然后上传使用Accelstepper库的stepper.ino代码，以测试其运动（你可能需要调整限制以确保滑块具有完整的运动范围）。

完成之后，将微型伺服电机连接到Arduino并运行servo.ino代码以验证其操作。
以上代码私信我可以获取！！！！

步骤10：组装电磁阀

安装电磁阀并连接到Arduino，确保它们可以正确地弹奏琴弦。

步骤11：最终测试

根据你的设置，让一切正常工作可能需要几次尝试。我在本节中包含了一些脚本，这些脚本可以帮助此过程。

每次测试过程要记住：

1. 插入12V电源。
2. 连接Arduino。
3. 将滑块移动到起始位置。

将所有部件组装在一起，并进行最终测试。见下视频：

步骤12：添加曲目

在代码中添加不同的曲目，让机器人演奏。

见视频：

结语

通过这个项目，你不仅能够学习到如何使用Arduino和3D打印技术，还能够体验到创造一个能够演奏音乐的机器人的乐趣。这是一个极好的实践项目，可以激发你的创造力和技术能力。

希望你喜欢这个项目，并在构建过程中找到乐趣！如果你有任何问题或需要帮助，欢迎在评论区交流。

作者：Svan.

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