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.

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.

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.

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.

В напечатанное на 3D-принтере основание мастер вплавляет паяльником металлические стойки с внутренней резьбой:

Приобретает ножки с клеевым слоем, вырезает нужное их количество из листа и приклеивает с обратной стороны основания:

Начинает собирать механизм перемещения ленты: устанавливает датчик её наличия, крепёж, шаговый двигатель, ролик, шкивы, зубчатый ремень…

Затем берётся за механизм перемещения головки, а там — примерно то же самое: шаговый двигатель, шкивы и зубчатый ремень.

Затем принимается за саму головку, пробивающую отверстия в перфоленте, здесь двигатель уже коллекторный.

Что ж, электроника готова, механика тоже, мастер соединяет их друг с другом кабелями:

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.

Небольшой фоторепортаж с выставки Maker Faire 2019 в Сеуле, на которую мастер принёс целых два таких перфоратора:

Видео об устройстве:

Источник