Garso matuoklis - „Arduino“: 10 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Šioje instrukcijoje parodysiu, kaip sukurti garso matuoklį naudojant „Arduino“ir kai kuriuos kitus komponentus.

Tai neseniai įvykdytas mokyklos projektas, kurio įgyvendinimas užtruko metus, jis pagrįstas garso matuoklio, kuris registruoja garso lygį decibelais, konstravimu. Tikslas buvo pabrėžti triukšmo taršą - taršos rūšį, kuri yra mažiau žinoma, tačiau kuri nuolat veikia mus kasdieniame gyvenime.

1 žingsnis: reikmenys

Elektronika:

• 1 - „Arduino MEGA 2560“
• 1 - „SparkFun“garso detektorius
• 1 - „MicroSD“kortelės modulis
• 1 - standartinė protoboard
• 1 - „Neopixel“LED juostelė
• 1 - LCD (20X4)
• 1 - RTC DS3231 („Real Tme Clock“)
• 1 - septynių laipsnių degradacija
• 2 - 9 V baterijos
• 1 - „Buck Converter“
• 12 - 220 Ω rezistorius
• 1 - 470 Ω rezistorius
• Kabeliai
• 2 - Jungikliai
• 1 - 1000 μF kondensatorius

3D spausdinimas:

• Anet A8
• Bq Black PLA

Surinkimas/įrankiai:

• Karšti klijai + karštų klijų pistoletas
• Super klijai
• Varžtai 3 mm x įvairaus ilgio
• Dvipusė juosta
• Lituoklis + termiškai susitraukiantys vamzdeliai
• Atsuktuvas
• Izoliacinė juosta

2 žingsnis: grandinės schema

Šiame paveikslėlyje galite pamatyti grandinės schemą, atliktą Fritzing. Bandžiau sukurti scheminę grandinės schemą, bet šiek tiek ją sujaukiau, todėl galiausiai padariau šią „vizualią“, nors noriu pabandyti dar kartą.

Pabandysiu paaiškinti.

Visų pirma, „Arduino MEGA“yra garso matuoklio smegenys, jis turi kodą, valdantį kiekvieną komponentą. Raudona PCB yra „SparkFun“garso detektorius, kuris nuskaito bangų amplitudę, vėliau konvertuojamą į dB. Šios priemonės saugomos „MicroSD“kortelėje kartu su diena ir laiku, kada jos buvo atliktos (RTC modulis), taip pat jos rodomos septynių segmentų ekrane.

Taip pat turime „Neopixel“LED juostelę, susidedančią iš 37 individualiai valdomų šviesos diodų, kurie užsidega skirtingomis spalvomis, priklausomai nuo decibelų rodmenų, paaiškintų skystųjų kristalų ekrane (žr. Paveikslėlį aukščiau).

• Raudona: virš 120 dB, kuri yra skausmo slenkstis.
• Geltona: nuo 65 iki 120 dB.
• Žalia: virš 30 dB, tai yra mažiausias garso matuoklio aptinkamas kiekis.

Tai buvo dizainas, panašus į šviesoforą ir iš pradžių buvo suplanuotas tik 3 šviesos diodai (aš net galvojau apie vieną RGB šviesos diodą, bet tai nebuvo estetiškai malonu). Ši „Neopixel“LED juostelė maitinama 9 V baterija, tačiau, kadangi jai reikia tik 5 V, aš naudoju „Buck“keitiklį, kad sumažintų įtampą 1000 μF kondensatoriumi ir 470 Ω rezistoriumi, kad šviesos diodai nesudegtų.

Likę komponentai, įskaitant „Arduino“, buvo maitinami kita 9 V baterija.

Taip pat yra du jungikliai: vienas skirtas pagrindinei elektronikai („Arduino“ir kt.), O kitas - tik LED juostelėms, jei nenoriu, kad jie užsidegtų.

PASTABA: Diagramoje, kad būtų lengviau matyti jungtis, yra maža protoboard, bet konstrukcijoje aš jos nenaudojau.

3 žingsnis: kodas

"pakrovimas =" tingus"

Turiu savo „Anet A8“maždaug 4 metus (aš tai myliu) ir visada naudoju „TinkerCAD“, nemokamą internetinę CAD programą, leidžiančią kurti viską, ko norite! Tai labai intuityvu ir aš išmokau krapštytis (internetas yra daug informacijos, aš išmokau koduoti ir kurti projektus su „Arduino“dėka jo ir nuostabaus „Arduino“forumo. Bet ir viską, ką dabar naudoju iš 3D spausdintuvų. Todėl nusprendžiau padaryti šį įrašą ir pasidalykite savo patirtimi).

Šiam projektui perėjau prie „Fusion 360“, nes „TinkerCAD“turi tam tikrų dizaino apribojimų, iš pradžių gavau „Fusion“prieš galvodamas apie projektą, nes galite jį gauti mėgėjams (tikrai šaunu, jei jį naudosite tik kartą, kad sukurtumėte savo mažus kūrinius), nors aš jo nenaudojau, kol nusprendžiau sukurti garso matuoklį.

Dėl pagrindinių žinių, kurias turėjau iš ankstesnių „TinkerCAD“nuotykių, greitai išmokau pagrindų ir sukūriau pirmąją dėklo versiją (žr. Pirmąjį paveikslėlį), man tai patiko ir panaudojau norėdamas pamatyti, kaip veikia garso matuoklis, ir kai kuriuos eksperimentus (bandymas) ir klaida). Bet aš maniau, kad galiu sukurti geriau atrodantį, todėl sukūriau 2 versiją (ir paskutinę) - juodą ir kreivą dėklą.

Pastaruoju metu patobulinau keletą dalykų, kad jis taptų funkcionalesnis ir gražesnis:

• Sumažintas dydis
• Neopikselinė LED juostelė
• Geresnė organizacija
• Knurl patten, kad būtų lengva nuimti viršutinę dalį.
• Juodas siūlas (elegantiškesnis;))

Abu yra suskirstyti į dalis, kad tilptų į „Anet A8“lovą. 2 versijoje yra 26 dalys, o jūs galite nuimti viršutinę dalį ir pamatyti mašinos žarnas, aš taip pat suprojektavau, kad nereikėtų atsukti „Arduino“, kai prijungiate jį prie kompiuterio.

Išsami informacija

Šis dizainas turi keletą detalių, kurias noriu pabrėžti:

1. Išlenktas dizainas Norėdami padidinti sukibimą ir padėti pakelti viršutinę dalį (3 paveikslas). Taip pat paslėpiau LED kabelių įėjimą, uždengiantį juostele.
2. SD kortelė turi griovelį, kad būtų lengviau jį pasiimti (4 nuotrauka).
3. Vadovas Norėdami padėti išlaikyti viršutinę dalį vietoje, sukūriau trikampį kreiptuvą (5 paveikslas).
4. Silikoninis lipnus guzas sustoja po apatine dalimi.

5 žingsnis: 3D spausdinimas

Abiejų versijų spausdinimas užtruko ilgai.

Kalbėsiu apie galutinę versiją. Aš naudojau „Cura“pjaustyklę ir mano parametrai buvo šie:

• Daugeliui dalių nereikia atramų
• Kai kuriuose iš jų naudojau sijoną, nes jie buvo aukšti ar maži, kad padėtų jiems prilipti prie lovos.
• Temperatūra = 205º
• Lova = 60º
• Ventiliatorius Taip
• 0,2 mm
• Greitis = apie 35 mm/s. (priklauso nuo gabalo). Nors pirmasis sluoksnis yra 30 m/s.
• Užpildykite 10–15% (tai taip pat priklauso nuo gabalo).

Vienoje iš nuotraukų pavaizduoti kai kurie kūriniai.

6 žingsnis: Surinkimas

Nuotraukose galima įžvelgti skirtumą nuo organizavimo.

Kaip visada, aš sutelksiu dėmesį į galutinę versiją, juodą. Deja, neturiu jokių konstrukcijos nuotraukų, bet tikiuosi, kad šios nuotraukos parodys, kaip viskas sumontuota.

Abiejose baterijose yra du skyriai, skirti joms laikyti ir palengvinti jų keitimą, jas priklijavau dvipuse juosta. Aš taip pat naudojau JTS jungtis (manau, kad tai yra universalus pavadinimas, nes yra įvairių tipų, bet taip pat pridėjau naudojamų nuotraukų nuotrauką), taip pat lengviau išimti baterijas.

Aš uždengiau visas vietas, kuriose buvau lituojamas termiškai susitraukiančiais vamzdeliais.

Skystųjų kristalų ekranas taip pat laikomas su dvipuse juosta. Kai kurios dalys yra tvirtinamos 3 mm skersmens ir įvairaus ilgio varžtais, išskyrus „MicroSD“modulį, kuriame buvo mažesnės skylės, todėl laikiau jį su kai kuriomis, kurias buvau uždėjęs ir kurių dydis buvo tinkamas.

Jungikliai ir septynių segmentų ekranas buvo suvynioti į elektros juostą, todėl nereikėjo naudoti karštų klijų ar super klijų, nes jie buvo uždėti į atitinkamas vietas.

7 žingsnis: kalibravimas

Geriausias būdas būtų naudoti kitą garso matuoklį, bet aš jo neturiu, todėl telefone naudojau programą. Ir ši fiskalinė formulė decibelams gauti.

8 žingsnis: rezultatas

Taigi tai yra galutinis abiejų atvejų rezultatas. Pridėjau abiejų nuotraukų, bet visos pirmosios versijos sudedamosios dalys yra paskutinėje, o tai yra tikrasis galutinis rezultatas, tačiau nenoriu pamiršti kitos, nes tai taip pat buvo kūrimo proceso dalis.

PASTABA: tai dar nebaigtas įrašas, galiu pakeisti kai kuriuos dalykus, pvz., Paaiškinti daugiau kalibravimo arba pridėti vaizdo įrašą, rodantį, kad jis veikia.

9 žingsnis: Išvada

Aš išmatavau kai kurias vietas su mano sukurtu garso matuokliu, norėdamas pamatyti, kiek triukšmo mes gyvename, ir sukūriau grafiką „Excel“, rodančią, kaip ji svyruoja, ir maksimalias bei minimalias dB viršūnes.

1. Tai pasikeitė mano mokykloje.
2. Uždaras vakarėlis Naujųjų metų išvakarėse, pastebėjau, kad mažiausias decibelas ten, kai keičiasi daina.
3. Žiūrint kino teatrą 1917 m. Aš tarsi žinau, kurioje filmo dalyje padidėja decibelai pradžioje, bet nieko nesakysiu, nors nemanau, kad tai yra spoileris.

Pastaba: visos parodytos priemonės buvo atliktos prieš kelis mėnesius iki pandemijos, kurią sukėlė COVID-19 liga

10 veiksmas: iškilusios problemos

Kurdamas šį projektą susidūriau su problemomis, apie kurias noriu pakalbėti, nes jos yra kiekvieno kūrėjo dalis.

1. „Neopixel“LED juostos kodas: didžiausia kodo problema buvo LED juostelė ir animacijos vėlavimas, kuris paveikė visas programas (įskaitant septynių segmentų ekrano atnaujinimo dažnį). Aš naudoju milis, bet vis tiek paveikiau viską, todėl galiausiai palikau savo sukurtą kodą, kuris neturėjo įtakos kitiems komponentams, tačiau animacija neprasidėjo per pirmąjį šviesos diodą, jis prasidės atsitiktinai (aš ne) nežinau kodėl), bet vis tiek atrodo šauniai. Aš daug ieškojau ir spalvoto valymo animacijos problema atrodo neištaisoma.
2. Tai nėra didelė problema, pirktas „SparkFun“jutiklis neturėjo antraščių, todėl nusipirkau ir lituojau, tačiau jos trukdo įdėti jutiklį į 3D spausdinimo dėklą. Bet kadangi aš nesu geriausias lituotojas, palikau jį tokį ir šiek tiek netinkamas.
3. Surinkdamas galutinį dėklą pastebėjau, kad buvo sunku tinkamai sudėti 3D atspausdintas šonų kreives, todėl suprojektavau kitą detalę, kad jas teisingai įdėčiau ir priklijuočiau.

Manau, kad esu perfekcionistė (kartais tai blogai), bet manau, kad yra kur tobulėti.

Aš taip pat galvojau pridėti ESP8266 „Wi-Fi“modulį, kad taip pat pasiektumėte per telefoną, kompiuterį ir pan., Kad pamatytumėte rodmenis, o ne išjungtumėte garso matuoklį ir pasiimtumėte „MicroSD“kortelę.