Įspėjimo apie nesaugų triukšmo lygį sistema: 11 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

„Oshman Engineering Design Kitchen“(OEDK) yra didžiausia „Rice“universiteto kūrėjų erdvė, suteikianti erdvę visiems studentams kurti ir prototipiškai reaguoti į realaus pasaulio iššūkius. Šiam tikslui pasiekti OEDK yra daugybė elektrinių įrankių ir didelių mašinų, kurios skleidžia stiprų, potencialiai nesaugų triukšmą. Nors OEDK sėkmingai sukūrė saugos aplink akis ir pirštines kultūrą, ji negalėjo sukurti tos pačios saugos klausos apsaugos srityje, nes vartotojai nežino, kada reikia klausos apsaugos.

Mūsų komanda „Ring the Decibels“siekia išspręsti šią problemą, sukurdama, sukurdama ir įdiegdama įspėjimo sistemą, kuri pataria OEDK vartotojams nešioti tinkamas klausos apsaugos priemones esant nesaugiam garso lygiui.

1 žingsnis: apžvalga

Šiame įrenginyje naudojamas „Arduino Uno“mikrovaldiklis. Analoginiai garso duomenys gaunami iš gravitacinio garso lygio matuoklio, apskaičiuojami vidurkiai ir naudojami skaitmeninės šviesos diodų juostos išėjimui suaktyvinti. Vaizdiniuose ekranuose yra gradientas, nuolat rodantis vidutinį decibelų lygį, ir ausinių rinkinys, kuris mirksi raudonai, kai pasiekiama iš anksto nustatyta decibelų riba.

Korpusas pagamintas iš dviejų faneros plokščių, atskirtų dviem apskritomis faneros plokštėmis, atskirtomis aliuminio pertvaromis. Gradiento ir ausinių ekranai sukurti iš matinio akrilo. Visi elektroniniai komponentai pritvirtinti prie galinės plokštės.

Nuo žaliavų iki montavimo ant sienos šis įrenginys užtrunka tik mažiau nei 2 valandas. Šio projekto metu mes daug sužinojome apie duomenų išlyginimą ir LED juostų valdymą ir tikimės, kad jums bus smagu jį kurti!

2 žingsnis: reikalingi komponentai ir įrankiai

Bendra šio prietaiso medžiagų kaina yra šiek tiek mažesnė nei 100 USD. Kadangi mūsų komanda masiškai kuria šį įrenginį, kai kurias medžiagas galėjome nusipirkti urmu, kad sumažintume išlaidas. Be to, kadangi mes kuriame šį įrenginį inžinerijos kūrėjų erdvėje ir joje, mes jau turėjome prieigą prie daugelio komponentų ir įrankių.

Žemiau išvardytų komponentų kiekiai yra vienam įrenginiui.

Komponentai

• 1x „Arduino Uno“(arba panašus mikrovaldiklis) su USB kabeliu
• 1x prototipų kepimo lenta
• 1x perfboard (neprivaloma)
• 2x raudonos spalvos vyriškos lyties jungiamieji laidai
• 2x raudoni vyriški-moteriški jungiamieji laidai
• 2x juodi vyriški-vyriški jungiamieji laidai
• 2x juodi vyriški-moteriški jungiamieji laidai
• 3x mėlyni vyriški-vyriški jungiamieji laidai
• 2x mėlyni vyriški-moteriški jungiamieji laidai
• 1x 5V 1A maitinimo adapteris
• 1x gravitacinis analoginis garso lygio matuoklis
• 1x individualiai adresuojamas RGB LED WS2812B juostelė (mažiausiai 20 šviesos diodų)
• 6x vyrų ir vyrų antraštės kaiščiai
• 2x 330 omų rezistoriai
• 24 x 12 colių 1/4 colio beržo faneros
• 7 x 9 colių iš 1/4 colių akrilo
• 9 x 9 colių iš 1/8 colių akrilo (plotis gali skirtis)
• 3x 1/4 "šešiakampis / 2" 6-32 aliuminio patelės ir moterys
• 6x 1/4 "šešiakampiai/1 1/4" 6-32 aliuminio patelės ir moterys
• 18x 3/4 "6-32 plokščios galvutės varžtai
• 18x poveržlės Nr
• 8x 10 mm M2.5 moterų ir moterų nailono atotrūkiai
• 4x 25 mm M2,5 moterų ir moterų nailono atjungimai
• 4x 18 mm M2,5 vyriškos ir moteriškos nailono pertraukos
• 24x 6 mm M2.5 varžtai

Įrankiai

• „Arduino IDE“
• Lituoklis (HAKKO FM-204) su lydmetaliu
• Kanifolijos srautas
• Lazerinis pjoviklis (EPILOG Fusion M2 40)
• Akrilo klijai
• Smėlio pūtiklis (neprivaloma)
• Švitrinis popierius
• 2 dalių epoksidas
• Akumuliatorinis gręžtuvas
• 5/32 "gręžtuvas
• 1/8 colio gręžtuvas
• 1/2 colio 82º panardinimo antgalis
• Gręžimo presas
• #5 „Counterbore Bit“
• Atsuktuvai
• Karštas klijų pistoletas su klijų lazdelėmis

3 žingsnis: Paruoškite šviesos diodus

Iškirpkite dvi individualiai adresuojamų šviesos diodų juostelių juostas prie juostos žymėjimų. Galite iškirpti bet kokį norimą šviesos diodų skaičių, tik būtinai vėliau iš naujo inicijuokite šviesos diodų skaičių kode. Vienoje juostoje naudojome 10 šviesos diodų.

Lituoklio antgalio kaiščiai pritvirtinami prie kiekvienos iš 3 jungčių, esančių vienoje iš LED juostų. Būtinai lituokite duomenų įvesties (DI) gale. Pakartokite tai kitai LED juostai. Norėdami palengvinti litavimą, naudojome šiek tiek kanifolijos srauto, tepamo ant LED juostų jungčių.

Sulenkite ir sulenkite vieną iš šviesos diodų juostų į lanko formą, kad ji atitiktų gradiento gabalo kreivę. Tai pasiekėme sukurdami banguotą modelį su LED juostele, kuri galėtų pati išlenkti. Taikydami tą pačią techniką, suformuokite kitą šviesos diodų juostą, kad ji atitiktų ausinių gabalo kreivę.

4 žingsnis: Surinkite grandinę

Pradėkite prijungdami „Arduino 5V“kaištį prie maitinimo bloko ant duonos lentos. Tada prijunkite „Arduino“grupės kaištį prie duonos lentos įžeminimo bėgio.

Šviesos diodų juostų prijungimas

Prijunkite „Arduino“skaitmeninį kaištį 5 prie duomenų įvesties (DI) jungties vienoje LED juostelėje, pridėdami 330 omų rezistorių tarp 5 kaiščio ir DI jungties. Prijunkite duonos lentos maitinimo bėgelį prie 5V jungties kaiščio LED juostelėje ir prijunkite duonos plokštės įžeminimo bėgelį prie LED juostelės GND jungties. Tai bus gradiento ekrano LED juostelė.

Prijunkite „Arduino“skaitmeninį kaištį 6 prie kitos LED juostos DI jungties, tarp 6 kaiščio ir DI jungties pridėdami 330 omų rezistorių. Prijunkite duonos lentos maitinimo bėgelį prie 5V jungties kaiščio LED juostelėje ir prijunkite duonos plokštės įžeminimo bėgelį prie LED juostelės GND jungties. Tai bus ausinių ekrano LED juostelė.

Gravitacijos garso lygio matuoklio (mikrofono) prijungimas

Prijunkite „Arduino“analoginį kaištį A0 prie analoginio Gravitacijos garso lygio matuoklio prievado. Duonos lentos maitinimo bėgelį prijunkite prie „Gravity“plokštės VCC prievado ir duonos lentos įžeminimo bėgelį prie „Gravity“plokštės GND prievado.

Grandinės perkėlimas į „Perf Board“(neprivaloma)

Kad visi elektroniniai komponentai ilgiau išliktų vietoje, mūsų komanda nusprendė perkelti mūsų grandinę į perf plokštę. Mūsų grandinė nėra labai sudėtinga, todėl mes panaudojome metalo pjūklą, kad supjaustytume 4 cm x 6 cm skersmens plokštę į 4 cm x 3 cm plokštę, ir išgręžėme naujas tvirtinimo angas 1/8 colio antgaliu. Šis žingsnis yra visiškai neprivalomas.

5 veiksmas: redaguokite ir įkelkite kodą

Atsisiųskite kodą ir atidarykite jį „Arduino IDE“.

Patikrinkite, ar kiekvienos juostos šviesos diodų skaičiui (NUM_LEDS_1 ir NUM_LEDS_2) nustatyta vertė sutampa su pirmosios šviesos diodų juostos (gradiento) ir antrosios šviesos diodų juostos (ausinių) iškirptų šviesos diodų skaičiumi. Jei šios vertės nesutampa, pakeiskite kodo numerį.

Patikrinkite ir įkelkite kodą į „Arduino“plokštę.

6 žingsnis: Paruoškite medžio korpusą

Atsisiųskite medžio lazerio pjovimo failą.

Pjaukite lazeriu priekines ir galines plokštes ir 6 šviesos diodų atramas iš 1/4 colio faneros, naudodami atitinkamus lazerinio pjaustytuvo nustatymus. Nesivaržykite pakeisti bet kokios norimos konstrukcijos logotipo ant priekinės plokštės.

Savo lazeriniame pjoviklyje (EPILOG Fusion M2 40) naudojome šiuos nustatymus:

• 4 greičiai, 100 galios, 10 dažnių iki vektorinio pjovimo
• 50 greičių, 100 galių, 300 DPI iki rastrinės graviūros

Mes naudojome lazerinį pjaustytuvą, nes turime prieigą prie vieno iš OEDK, bet taip pat galite atsisiųsti failus, kuriuos norite naudoti kaip kontūrą, kad supjaustytumėte gabalus CNC maršrutizatoriumi arba juostiniu pjūklu.

Išgręžkite 3 skyles su 5/32 colio įvorėmis į priekinę plokštę tose vietose, kurias paveikslėlyje rodo raudoni X. Tarp gradiento ir ausinių turi būti viena skylė, viena po dešine ausine ir viena po logotipu. šios skylės iš priekio. Šios skylės bus skirtos 2 colių atsiribojimui.

Priekinę plokštę uždėkite ant galinės plokštės taip, kad jos abi būtų nukreiptos pjovimo lazeriu failo kryptimi. Pieštuku lengvai nubrėžkite nuolydžio ir ausinių erdvės kontūrą, mikrofono skylę ir 3 skylutes, ką tik išgręžtas priekinėje plokštėje ant galinės plokštės.

Gręžkite 3 skyles su 5/32 colio antgaliu į galinę plokštę tose vietose, kurios ką tik buvo perkeltos iš priekinės plokštės. Įstumkite šias skyles iš galo.

7 žingsnis: Paruoškite akrilo gabalus

Atsisiųskite 1/4 "akrilo pjovimo lazeriu failą ir 1/8" pjovimo lazeriu failą.

Lazeriu iškirpkite priekinio įdėklo dalis iš 1/4 colio akrilo, o pagrindo dalis-iš 1/8 colio akrilo, naudodami atitinkamus lazerinio pjaustytuvo nustatymus. Savo lazeriniame pjoviklyje (EPILOG Fusion M2 40) naudojome šiuos nustatymus:

• 2 greičiai, 100 galios, 100 dažnių 1/4 colio akrilui
• 4 greičiai, 100 galios, 100 dažnių 1/8 colio akrilui

Mes naudojome lazerinį pjaustytuvą, nes turime prieigą prie vieno iš OEDK, bet taip pat galite atsisiųsti failus, kuriuos norite naudoti kaip kontūrą, kad supjaustytumėte gabalus CNC maršrutizatoriumi arba juostiniu pjūklu. Be to, atramines dalis galima nupjauti iš bet kokio pločio akrilo, tačiau mes nustatėme, kad 1/8 colio arba plonesnis yra pakankamai gerai pritvirtintas prie medienos, tuo pačiu sumažinant svorį.

Klijuokite kiekvieną akrilo pagrindą prie atitinkamo priekinio įdėklo akrilo klijais taip, kad įdėjus priekinio įdėklo dalis į priekinę plokštę, ant atraminių dalių skirtukai sutaptų su priekinio paviršiaus nugarėle.

Kai klijai sukietėja (mažiausiai 30 minučių), apšildykite sujungtų akrilo gabalų priekį ir nugarą, kad geriau išsklaidytumėte šviesą. Tam mes naudojome smėlio pūtiklį, tačiau tiks ir smulkiagrūdis švitrinis popierius (600 ar daugiau) ir šiek tiek alkūnės tepalo.

8 žingsnis: pritvirtinkite akrilo gabalus prie medžio korpuso

Priglauskite priekinę plokštę žemyn ir išdžiovinkite, kad akrilo gabalai patektų į atitinkamas vietas. Jei akrilo gabalus sunku pritvirtinti, šlifuokite priekinės plokštės vidinius kraštus, kol akrilo gabaliukai sutaps.

Kai gerai priglunda, nuimkite akrilo gabalus nuo priekinės plokštės ir padėkite dviejų dalių epoksidą ant pagrindo, skirto medienai, skirtukų. Įdėkite akrilo gabalus į jų vietas, paspauskite žemyn ir leiskite epoksidui visiškai išdžiūti.

9 veiksmas: pritvirtinkite elektronikos plokštes prie medžio korpuso

Naudodami nubrėžtą mikrofono angos kontūrą galinėje plokštėje, uždėkite gravitacinio garso lygio matuoklį ant galinės plokštės taip, kad mikrofonas sutaptų su jo kontūrais. Pažymėkite, kur ant galinės plokštės yra keturios „Gravity“plokštės tvirtinimo angos.

Palikę gravitacijos garso lygio matuoklį ant galinės plokštės, sutvarkykite „Arduino“plokštę ir perf plokštę ant galinės plokštės. Nukreipkite „Adruino“plokštę taip, kad maitinimo lizdas būtų nukreiptas žemyn ir paliktų mažiausiai 1/4 colio tarpą tarp kiekvienos plokštės. Tiksli šių plokščių vieta nėra ypač svarbi tol, kol plokštės nesutampa viena su kita arba nuolydžio ir ausinių kontūrus. Mes pasirinkome „Arduino“plokštę pastatyti kairėje nuo „Gravity“plokštės, o „perf“plokštę - virš „Gravity“lentos.

Ant galinės plokštės pažymėkite, kur yra „Arduino“ir „perf“plokščių tvirtinimo angos.

Nuimkite elektroniką nuo galinės plokštės ir išgręžkite visas skylutes, ką tik pažymėtas 1/8 colio grąžtu. Kadangi mūsų M2.5 varžtams reikėjo išgręžtos skylės, kad ji būtų lygi su galine plokšte, mes galinę plokštę nuo galinio paviršiaus gręžėme naudodami gręžimo presas.

Pritvirtinkite gravitacijos garso lygio matuoklį prie galinės plokštės, naudodami M2.5 nailono atramas ir varžtus. Mikrofonas turėtų būti arti priekinės plokštės, todėl norėdami kiek įmanoma pakelti lentą, naudojome 25 mm patelės ir 18 mm vyriškos lyties atskirtį.

Pritvirtinkite „Arduino“ir „perf“plokštę prie galinės plokštės, naudodami M2.5 moterų ir moterų atramas ir varžtus. Atsiribojimo ilgis nėra kritinis, jei visos vienos plokštės atramos yra vienodo ilgio ir pakankamai trumpos, kad plokštė būtų įrenginyje. Mes naudojome 10 mm moterų ir moterų atskirtis.

Jei jūsų grandinėje naudojama duonos plokštė, o ne perf plokštė, tiesiog pritvirtinkite ją su lipnia pagrindu, o ne naudokite atramas ir varžtus.

Sumontavę elektroniką, prijunkite grandinę.

10 veiksmas: pritvirtinkite LED atramas

Ant galinės plokštės nubrėžkite 3 taškus lengvai nubrėžto gradiento kontūro viduje, kaip parodyta raudonais X. Kiekviename gradiento gale turi būti viena skylė ir viena viduryje. Pakartokite tai ausinių kontūro viduje, kaip parodyta raudonais X.

Gręžkite skyles su 5/32 colio antgaliu, kur ką tik nupiešti 6 taškai. Išgręžkite šias skyles iš galo. Šios skylės bus skirtos 1 1/4 colio atramoms, skirtoms palaikyti LED juosteles.

Gręžkite skyles su 5/32 colio antgaliu kiekvienos iš 6 LED atramų viename gale.

Pritvirtinkite šviesos diodų atramą prie galinės plokštės prie kiekvienos 6 skylės gradiento ir ausinių kontūruose, naudodami 1 1/4 colio atramą. Naudokite poveržlę kiekvienoje atramos pusėje tarp atramos ir medžio. Sureguliuokite šviesos diodų atramas taip, kad šviesos diodų juostelė dedama ant neatraminto atramos galo, LED juostelė bus centre nuolydyje arba ausinėse.

11 žingsnis: Galutinis surinkimas ir montavimas

Naudokite karštus klijus, kad pritvirtintumėte LED juosteles prie LED atramų. Šviesos diodų juostų įvesties laidai turi būti nukreipti į prietaiso apačią.

Prijunkite šviesos diodų juosteles prie grandinės ir prijunkite 5 V maitinimo adapterį prie „Arduino“USB kabelio.

Pritvirtinkite priekinę plokštę prie galinės plokštės, naudodami 2 colių atramas, 6-32 poveržles ir 6-32 varžtus, padėdami poveržles tarp atramų ir medžio.

Prietaisą pritvirtinkite prie sienos, naudodami galinėje plokštėje esančią tvirtinimo angą. Galite naudoti medinį varžtą sienoje arba naudoti komandinį kabliuką.

Prijunkite prietaisą ir gaukite klausos apsaugą!