Merilnik zvoka - Arduino: 10 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

V tem navodilu bom pokazal, kako narediti merilnik zvoka z uporabo Arduina in nekaterih drugih komponent.

To je šolski projekt, ki sem ga pred kratkim izvedel in je trajal eno leto, temelji na izdelavi merilnika zvoka, ki beleži ravni zvoka v decibelih. Cilj je bil izpostaviti onesnaževanje s hrupom, vrsto onesnaženja, ki je manj znano, a na nas nenehno vpliva v vsakdanjem življenju.

1. korak: Zaloge

Elektronika:

• 1 - Arduino MEGA 2560
• 1 - SparkFun detektor zvoka
• 1 - Modul kartice MicroSD
• 1 - Standardna protoboard
• 1 - Neopixel LED trak
• 1 - LCD (20X4)
• 1 - RTC DS3231 (Ura Real Tme)
• 1 - Prikaz sedmih stopenj
• 2 - 9V baterije
• 1 - Pretvornik dolarjev
• 12 - 220 Ω upor
• 1 - 470 Ω upor
• Kabli
• 2 - Stikala
• Kondenzator 1 - 1000 μF

3D tiskanje:

• Anet A8
• Bq Črna PLA

Montaža/orodje:

• Vroče lepilo + Pištola za vroče lepilo
• Super lepilo
• Vijaki 3 mm x različne dolžine
• Dvostranski trak
• Spajkalnik + toplotno skrčljive cevi
• Izvijač
• Električni trak

2. korak: Shema vezja

Na tej sliki lahko vidite diagram vezja, narejeno v Fritzingu. Poskušal sem ustvariti shematski diagram vezja, vendar sem ga malo zmotil, zato sem naredil to bolj "vizualno", čeprav bi rad poskusil še enkrat.

Poskušal bom razložiti.

Najprej je Arduino MEGA možgani merilnika zvoka in ima kodo, ki nadzoruje vsako komponento. Rdeča tiskana vezja je zvočni detektor SparkFun, ki bere amplitudo valov, kasneje pretvorjeno v dB. Ti ukrepi so shranjeni na kartici MicroSD skupaj z dnem in uro, ko so bili izvedeni (modul RTC), prikazani pa so tudi na sedem segmentnem zaslonu.

Imamo tudi LED trak Neopixel, sestavljen iz 37 posamično nadzorovanih LED, ki zasvetijo v različnih barvah, odvisno od odčitkov decibelov, razloženih na LCD -prikazovalniku (glejte sliko zgoraj).

• Rdeča: nad 120 dB, kar je prag bolečine.
• Rumena: med 65 in 120 dB.
• Zelena: nad 30 dB, kar je najmanj, kar lahko zazna merilnik zvoka.

Zasnova je bila podobna semaforju in prvotno je bila načrtovana le s 3 LED diodami (pomislil sem celo na eno samo LED RGB, a estetsko ni bila prijetna). Ta LED trak Neopixel poganja 9V baterija, a ker potrebuje le 5V, sem uporabil pretvornik Buck za znižanje napetosti s 1000 μF kondenzatorjem in 470 Ω uporom, da LED ne gori.

Preostale komponente, vključno z Arduinom, je poganjala druga 9V baterija.

Obstajata tudi dve stikali: eno za glavno elektroniko (Arduino itd.) In drugo samo za LED trak, če ne želim, da zasvetijo.

OPOMBA: Na diagramu za lažje opazovanje povezav je majhna protoboard, vendar ga v gradnji nisem uporabil.

3. korak: Koda

"loading =" leni"

Anet A8 imam že približno 4 leta (I LOVE IT) in vedno sem uporabljal TinkerCAD, ki je brezplačen spletni program CAD, ki vam omogoča, da oblikujete, kar želite! Je zelo intuitiven in naučil sem se z iskanjem (internet je poln informacij, naučil sem se kodirati in delati projekte z Arduinom zahvaljujoč njemu in neverjetnemu forumu Arduino. Ampak tudi vse, kar zdaj izdelam iz 3D tiskalnikov. Zato sem se odločil to objavo in delim svoje izkušnje).

Za ta projekt sem prešel na Fusion 360, ker ima TinkerCAD nekaj oblikovalskih omejitev, prvotno sem dobil Fusion, preden sem razmišljal o projektu, ker bi ga lahko dobili za ljubitelje (res super, če ga občasno uporabite le za oblikovanje svojih drobnih stvaritev), čeprav ga nisem uporabil, dokler se nisem odločil ustvariti merilnika zvoka.

Zahvaljujoč osnovnemu znanju iz prejšnjih dogodivščin v TinkerCAD -u sem se hitro naučil osnov in ustvaril prvo različico ohišja (glej prvo sliko). Všeč mi je bilo in z njim sem videl, kako deluje merilnik zvoka, ter nekaj poskusov (poskus in napaka). Toda mislil sem, da bi lahko oblikoval lepšega videza, zato sem ustvaril različico 2 (in zadnjo), črno in ukrivljeno ohišje.

V tem zadnjem dizajnu sem izboljšal nekaj stvari, da bi bil bolj funkcionalen in lep:

• Zmanjšana velikost
• LED trak Neopixel
• Boljša organizacija
• Knurl patten za enostavno snemanje vrha.
• Črna nit (bolj elegantna;))

Oba sta razdeljena na koščke, da se prilegata postelji Anet A8. V različici 2 je 26 kosov, ki jih lahko vzamete z vrha in si ogledate drobovje strojev, oblikoval sem ga tudi tako, da vam ni treba odviti Arduina, ko ga povežete z računalnikom.

Podrobnosti

Ta zasnova ima nekaj podrobnosti, ki jih želim poudariti:

1. Zasnova z izboklinami Za večji oprijem in pomoč pri dvigovanju zgornjega dela (3. slika). Skril sem tudi vhod LED kablov, ki so ga pokrili z električnim trakom.
2. Kartica SD ima utor za lažji dvig (4. slika).
3. Vodnik Da bi zgornji del ostal na mestu, sem oblikoval trikotno vodilo (5. slika).
4. Silikonska lepilna izboklina se ustavi pod spodnjim delom.

5. korak: 3D tiskanje

Tiskanje obeh različic je trajalo dolgo.

Govoril bom o končni različici. Uporabil sem rezalnik Cura in moji parametri so bili:

• Večina kosov ne potrebuje opore
• Pri nekaterih sem uporabil krilo, ker so bili visoki ali majhni, da bi se jim pomagal držati postelje.
• Temperatura = 205º
• Postelja = 60º
• Ventilator Da
• 0,2 mm
• Hitrost = 35 mm/s pribl. (odvisno od dela). Čeprav je prvi sloj 30 m/s.
• Izpolnite 10 - 15% (odvisno tudi od kosa).

Ena od slik prikazuje nekaj kosov.

6. korak: Montaža

Na slikah je mogoče oceniti razliko glede na organizacijo.

Kot vedno se bom osredotočil na končno različico, črno. Na žalost nimam nobenih slik zgradbe, vendar upam, da te slike prikazujejo, kako je vse nastavljeno.

Obe bateriji imata dva predelka, ki ju držita in olajšata zamenjavo, lepil sem jih z dvostranskim trakom. Uporabil sem tudi priključke JTS (mislim, da je to univerzalno ime, ker obstajajo različne vrste, vendar sem dodal tudi sliko tistih, ki sem jih uporabil), olajšajo tudi odstranjevanje baterij.

Vse kraje sem zakril s toplotno skrčljivimi cevmi.

LCD je pritrjen tudi z dvostranskim trakom. Nekateri deli so pritrjeni z vijaki s premerom 3 mm in različne dolžine, razen modula MicroSD, ki je imel manjše luknje, zato sem ga držal na mestu z nekaterimi, ki sem jih imel okoli in so bile pravilne velikosti.

Stikala in sedem segmentni zaslon so bili oviti v električni trak, zato ni bilo treba uporabljati vročega lepila ali super lepila, ker sta se prilegala na svoja mesta.

7. korak: Umerjanje

Najboljši način bi lahko bil z drugim merilnikom zvoka, vendar ga nimam, zato sem uporabil aplikacijo v telefonu. In ta fisična formula za pridobivanje decibelov.

8. korak: Rezultat

To je torej končni rezultat obeh primerov. Priložil sem slike obeh, vendar so vse komponente prve različice na zadnji, kar je pravi končni rezultat, na drugo pa ne želim pozabiti, ker je bila tudi del procesa ustvarjanja.

OPOMBA: To je še vedno v pripravi, morda bi spremenil nekatere stvari, na primer pojasnil več o umerjanju ali dodal videoposnetek, ki prikazuje njegovo delovanje.

9. korak: Zaključek

Z merilnikom zvoka, ki sem ga zgradil, sem nekaj mest izmeril, da vidim, s kakšnim onesnaženjem s hrupom živimo, in naredil nekaj grafik v Excelu, ki prikazujejo, kako ta niha, ter največje in najmanjše vršne vrednosti dB.

1. To je posledica spremembe členov v moji šoli.
2. Zabava v zaprtih prostorih na silvestrovo sem opazil, da najnižji decibeli, ko pri menjavi pesmi.
3. V kinu, ki gleda 1917. Nekako vem, v katerem delu filma je to povečanje decibelov na začetku, vendar ne bom rekel ničesar, čeprav mislim, da ni spojler.

Opomba: vsi prikazani ukrepi so bili narejeni nekaj mesecev pred pandemijo, ki jo je povzročila bolezen COVID-19

10. korak: naleteli na težave

Pri ustvarjanju tega projekta sem se soočil z nekaterimi težavami, o katerih bi rad govoril, ker so del ustvarjanja vseh ustvarjalcev.

1. Koda LED traku Neopixel: Največja težava s kodo je bila LED trak in zakasnitve animacije, ki so vplivale na celotne programe (vključno s hitrostjo osveževanja sedemsegmentnega zaslona). Uporabil sem millis, vendar je vseeno vplival na vse, zato sem na koncu odšel s kodo, ki ni vplivala na ostale komponente, vendar se animacija ni začela v prvi LED, ampak bi se začela naključno (ne vem ne vem zakaj), vendar še vedno izgleda kul. Veliko sem iskal in zdi se, da je problem z barvno animacijo nepremostljiv.
2. To ni večja težava, senzor SparkFun, ki sem ga kupil, ni imel glav, zato sem jih kupil in jih spajkal, vendar ovirajo namestitev senzorja v ohišje s 3D tiskanjem. Ker pa spajkanja nisem najboljši, sem ga pustil takole in je nekoliko zgrešen.
3. Pri sestavljanju zadnjega ohišja sem ugotovil, da je težko pravilno postaviti 3D natisnjene krivulje stranic, zato sem oblikoval še en kos, da jih pravilno postavim in zlepim.

Mislim, da sem perfekcionist (včasih je to slabo), vendar mislim, da je še veliko prostora za izboljšave.

Razmišljal sem tudi o tem, da bi dodal modul Wi-Fi ESP8266 za dostop tudi prek telefona, računalnika itd., Da bi si ogledal odčitke, namesto da izklopim merilnik zvoka in vzamem kartico MicroSD.