Merilnik aplavza: 8 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Od leta 2001 sem se začel učiti bobnanja. Po desetih letih, leta 2011, sem se pridružil svoji prvi koncertni skupini in bil sem zasvojen. Skupaj ustvarjati glasbo in igrati na koncertu je navdušujoče. Zdaj sem pri drugi koncertni skupini že več kot 5 let. Imamo dva koncerta na leto in več provizij ob strani.

Tema našega novoletnega koncerta je bila podelitev nagrad za najboljše skladbe, ki smo jih odigrali. Nastavitev je bila, da smo v vsaki kategoriji igrali dve pesmi. Na primer "Led proti ognju", za katerega smo igrali mešano iz "Zamrznjene" in eno iz "Kako izuriti svojega zmaja". Občinstvo bi moralo glasovati za najboljšo pesem, ki bi ji nato podelili nagrado po meri 3D.

Med pripravami na možgane med pripravami smo imeli veliko idej, kako občinstvo glasovati, od glasovanja na papirju do aplikacij. Toda vsi ti predlogi zahtevajo, da se predstava ustavi za vsako nagrado, hkrati pa resno moti občinstvo. Ko je bil predlagan merilnik aplavza, smo vsi vedeli, da smo dosegli zlato. Toda nekaj iskanj na spletu ni pokazalo prave rešitve, pripravljene za uporabo. Tako sem pogumno vstal, se razglasil za začetnika in trdil, da bi ga z lahkoto zgradil za precej majhen proračun.

O fant, bil sem nepripravljen na zajčjo luknjo, v katero bi padel.

Zaloge

Orodja

• Vaš najljubši akumulatorski vrtalnik
• Krožni sveder in drugi nastavki
• izvijači
• 3D tiskalnik (neobvezno)

Ovitek

• Vezan les. (Izbral sem 8 -milimetrski multipleks, a za nazaj bi moral iti za 12 mm ali celo debelejši)
• 4 X magnetni zaklep vrat (neobvezno za nazaj)
• Vijaki

Elektronika (5V)

• Arduino Nano
• Električni mikrofonski ojačevalnik - MAX4466 z nastavljivim ojačanjem (ali podobnim, kar ustreza vašim potrebam)
• 2 X 5V 8 -kanalni relejni modul
• 220V do 5V transformator
• žice, veliko kratkih in ena štirižična večmetrska žica za "daljinski" nadzor
• dve stikali

Elektronika (220V)

• standardni električni kabli (ostanki pri gradnji hiše so idealni, vendar najbolj prilagodljivi)
• Vtičnica z vgrajenim napajalnikom (neobvezno, vendar zelo priporočljivo)
• Žarnice po vaši izbiri
• Vtičnice za žarnice

Korak: 5V vezje: Arduino

To zgradbo sestavljajo trije glavni deli: (1) 5V elektronika, ki bo "trdo razmišljala": poslušanje in odločanje, kdaj in katere luči vklopiti; (2) ohišje, da se vse lepo prilega, skrije vse "zločine" in (3) 220V vezje, ki ga nadzira 5V vezje.

Začnimo s 5V vezjem, saj lahko to gradimo v majhnem obsegu.

Iskanje spletnih virov ni bila lahka naloga. Predvideval sem deset lučk, ki so zasvetile glede na glasnost aplavza, vendar se zdi, da tega prej ni storil nihče. Tako sem začel z majhnim; Na tinkerCAD -u zgradim spletno simulacijo, kako želim videti 5V elektronske dele. Moje zelo osnovno oblikovanje s kodo najdete tukaj: https://www.tinkercad.com/things/8mnCXXKIs9M ali spodaj na tej strani kot datoteko "Applause_1.0.ino".

Izdelava osnutka različice na spletu in preizkušanje več kod Arduino na tej simulaciji sta mi resnično pomagala bolje razumeti, kaj je potrebno za to gradnjo. Na ta način sem eksperimentiral z dodajanjem načina za nadzor vedenja programa: končal sem z dvema stikaloma. Eno stikalo vklopi in izklopi merjenje, drugo ponastavi rezultat nazaj na 0/10.

Nabavil sem vse potrebne komponente: nekatere LED diode, upore, Arduino in najpomembneje Arduino združljiv mikrofon.

Sestavil sem vezje in vse preizkusil na naslednji vaji, šele nato sem spoznal, da je kupljeni mikrofon občutljiv za mojo uporabo. Samo en ploskanje v razumni bližini ali samo igranje benda bi nasičilo mikrofon in doseglo oceno 10/10. To me je pripeljalo do iskanja mikrofona s spremenljivim ojačanjem. Končno sem se odločil za mikrofonski ojačevalnik Electret - MAX4466. Na zadnji strani ima zelo majhen vijak, s katerim lahko nastavite dobiček. (stranska opomba: Arduino uno sem tudi zamenjal za Arduino Nano brez kakršnega koli posebnega razloga).

MAX4466 je deloval bolje, a tudi maksimalno pri ploskanju v neposredni bližini, zato sem se odločil, da v formulo namesto glasnosti aplavza vključim tudi čas ploskanja. Napisal sem tudi malo več elegantne kode za to različico 2.0 programske opreme (tudi če tako rečem sam). Če bi bil prag glasnosti presežen, bi se prižgala le prva lučka, ki ji je sledil kratek premor, med katerim se luči niso mogle prižgati. Po čakanju bi Arduino poslušal, če bi bil zvok še vedno dovolj močan, da se lahko prižge druga luč, če je tako, se lučka prižge in sproži se naslednja čakalna doba. Čakalna doba bi se podaljšala vsakič, ko bi se prižgala nova luč. Aplavz bi moral trajati 22,5 sekunde pri polni glasnosti, da bi lučke pokazale 10/10. Kodo najdete na tinkerCAD https://www.tinkercad.com/things/lKgWlueZDE3 ali spodaj kot datoteko "Applause_2.0.ino"

Hiter test s priključenimi relejskimi moduli namesto LED diod me je naučil, da so releji vklopljeni, ko je bil signal NIZKI, in izklopljeni, ko je signal VISOK. Ni problema, samo izklopili smo nekaj vklopov in izklopov v kodi in bili smo pripravljeni.

Z vsem tem urejenim. Lahko bi začel spajati vse skupaj. Moral pa sem vedeti, kako dolge bi morale biti vse povezave znotraj škatle. Zato najprej zgradimo zunanjo škatlo in vanj razporedimo vse komponente.

2. korak: Oblikovanje škatle

Drugi vidik te zgradbe je bila njena estetika. Merilnik aplavza bi bil v središču pozornosti, zato je moral vsaj dobro izgledati. Za izdelavo lesene škatle sem se odločil, ker imam osnovna orodja zanjo in je relativno enostavna.

Ko sem se na tinkerCAD-u naučil, da je eksperimentiranje v digitalnem svetu zelo izobraževalno, sem pred nakupom katerega koli potrebnega materiala oblikoval tudi omarico za aplavz v priljubljenem programu 3D-CAD Fusion360.

V več ponovitvah sem se končno odločil za to zasnovo (glej slike). To je preprosta pravokotna škatla z lučmi, ki štrlijo iz krožnih lukenj na sprednji plošči.

Grdim vijakom na sprednji plošči se je bilo mogoče izogniti z dodajanjem nekaj podpornih palic na notranji strani sprednje plošče, kamor bi kasneje privili magnetne kljuke za vrata. Magnetni zapiralni sistem je v zadnjem času bolj varnostna kot res nujna, saj so palice držale sprednjo ploščo samo zaradi trenja, kar je v redu.

K svojemu digitalnemu oblikovanju sem dodal tudi elektroniko. To je spremenilo nekatere stvari, zato se mi je že izplačalo, da sem ga prvič oblikoval v Fusion360. Na primer, polje mora biti nekoliko širše od začetnih 15 cm, da se releji lahko prilegajo vstran. Končal sem tudi modeliranje in 3D-tiskanje plastičnih nosilcev za vtičnice, ki bi nato držali luči na mestu. To se mi je zdelo možnost, ki bi mi dala dovolj prostora za prihodnje napake. (Vem, da je mogoče tudi te nosilce kupiti kot take, vendar me je to stalo trikrat več in imel sem proračun)

Tukaj sem dodal datoteko moje končne zasnove F360, na katero se lahko sklicujete in se poigravate.

3. korak: Izdelava škatle

Ko je bila digitalna zasnova dokončana, je bil čas, da gremo v trgovino s strojno opremo, kupimo velik list vezanega lesa in začnemo z rezanjem. Ker res nimam takšnih "domišljijskih" orodij, sem en vikend odšel k staršem in tam posekal les po velikosti.

Moj dizajn pa je na koncu ustvaril precej eksotičen rez:

• 2 x 16,6 x 150 cm spredaj in zadaj
• 2 x 16,6 x 10,2 cm za zgornji in spodnji del
• 2 x 10,2 x 148,4 cm za stranice

Nosilne palice na notranji strani sprednje plošče so ostale in so bile uporabljene kot take, sicer bi bila prednostna dolžina 134 cm in 12 cm.

Ko sem prišel domov, sem vse dele razporedil po tleh in s pomočjo nekaterih (izposojenih) vogalnih sponk začel lotevati predvrtanje lukenj in privijanje desk skupaj. Ne pozabite, da vijaki gredo le na zgornji, spodnji in zadnji del merilnika za čiste estetske reakcije.

Pilotno vrtanje lukenj in privijanje vseh plošč skupaj je bilo negotovo, saj je bila vezana plošča tanka le 8 mm, pogosto sem preklinjal, ker sem mislil, da bo 8 mm dovolj debelo.

Sprednja plošča je potrebovala nekaj skrbno razporejenih lukenj s premerom približno 5 cm. Označil sem sredinsko črto sprednje deske in začel z ene strani. Središče prve luknje je bilo 8 mm (debelina materiala) + 75 mm (polovica 150 mm) od roba plošče. Vse druge luknje so 150 mm narazen. Ko sem označil deseto luknjo, sem bil na koncu le za 2 mm… bil je dober dan!

Edini krožni sveder, ki sem si ga lahko izposodil, je bil 51 mm, več kot dovolj blizu, da sem z veseljem začel vrtati.

Vodila sprednjih plošč so bila na notranji strani sprednje plošče zlepljena s preprostim lepilom za les.

4. korak: Namestitev vtičnic v škatlo

Prvi sestavni deli, ki jih vgradimo v novo zgrajeno škatlo, so držala za vtičnice. Razlog za to je, da morajo biti držala nameščena na sredini pod vsako luknjo na sprednji plošči. Ker nosilec drži vtičnice za luči v položaju, na katerega bodo nato privite žarnice, žarnice pa so dobesedno edino, kar štrli iz sprednje plošče in so tako edine, ki jih ni mogoče premakniti drug položaj v naši škatli. Ker je njihov položaj fiksen, bi morali vstopiti prvi, da se pozneje ne naredim neumne napake.

Kot sem že omenil, obstajajo komercialno dostopne svetilke z vgrajenim nosilcem za njihovo pritrditev pravokotno na steno, vendar te stanejo 4 -krat več kot preproste, ki so namenjene samo za obešanje s stropa, ne da bi pri tem celo rahlo poskusile videti lepo. Zato sem se odločil za poceni in 3D natisnjen nosilec za vtičnice. (Spodaj datoteka STL). Pri izdelavi 3D zasnove sem se prepričal, da bo dovolj prostora za "premikanje", da vtičnice postavimo na različne globine.

Natisnil sem samo eno držalo, da preverim obliko. Potem sem natisnil 9 nosilcev naenkrat, ki so popolnoma napolnili celotno konstrukcijsko ploščo in trajali več kot 50 ur.

Samovoljno sem označil zgornji in spodnji del sprednje plošče in škatle (ne pozabite, da sem dobil 2 mm odstopanja med digitalnim oblikovanjem in resničnostjo). Nato sem začel dolgočasen postopek centriranja enega držala s pokrovom, previdnega dvigovanja sprednjega dela, označevanja njegovega položaja s svinčnikom in premikanja do naslednjega držala. Ko je bilo vse povedano, sem ponovno preveril vsak položaj, preden sem jih končno privil v zadnjo ploščo.

Opomba o vijakih: moj nosilec ima precej debelo podlago, to je storjeno namenoma, da se prepričam, da moji 16 mm dolgi vijaki ne štrlijo na zadnjo stran moje 8 mm zadnje plošče. Še en razlog, da se odločite za debelejšo vezano ploščo. (Pozabite "živi, ljubi, se smej" je "živi, ljubi in se uči").

Kakorkoli že, naslednje so bile vtičnice za luči. Izbral sem želeno višino, za katero želim, da žarnice štrlijo nad sprednjo ploščo, nato pa izmeril globino vtičnic, tako da sem vse skupaj skrbno postavil, medtem ko je sprednji del zaprt, ga dvignil in meril. Ena majhna podrobnost: najprej sem moral odviti in odlomiti kos konca kabla vseh vtičnic, ki so služile kot razbremenilna napetost kablov, ko so grozljivo visele s stropa, a ker sem jih montiral v držala za tiskanje po meri, mi sploh niso služili. Še huje, razbremenitev napetosti je povzročila, da so se kabli uprli tesnemu ovinku, v katerega sem jih silil, in s tem odlično opravljal svoje delo, … zato je bilo treba razbremenitev napetosti odpraviti, da se vtičnice prilegajo držalom tako, kot sem želel.

Lepila sem vse vtičnice v držalih in pustila, da se čez noč strdi z gumijastimi trakovi, ki držijo pritisk. Seveda sem pravljično pozabil, da sem za deseto luč kupil 9 običajnih žarnic in eno debelo, ta večja svetloba je bolj okroglasta namesto hruškove, zato zahteva vtičnico, ki je nameščena bližje sprednji strani škatle kot vse druge luči.(Živi in se uči)

Zato sem bil prisiljen razbiti lepilo (le rahlo zlomiti 3D-tisk), da sprostim vtičnico in jo ponovno postavim. Po obilnih količinah več lepila, ki pritrdita držalo in ga združita z vtičnico na pravi višini, je bila namestitev vtičnic izvedena.

Na eno od stranic zadnje plošče sem privijal tudi konektorje vtičnic.

5. korak: Spajkanje nizkonapetostne elektronike

Naslednji poslovni posel je "suha montaža" vse nizkonapetostne elektronike v škatli, da bi dobili predstavo o tem, kako dolgi naj bodo spajkani spoji med deli.

Začel sem tako, da sem Arduino postavil na sredino med lučmi 5 in 6 in postavil releje na sosednja mesta zgoraj in spodaj.

Spoznal sem, da skozi luknje v Arduino nano ne bodo prišli nobeni vijaki za les. To se hitro reši s spajkanjem nekaterih ženskih glav na spajkalno desko za kruh. Glave bodo držale Arduino, nekatere izvrtane luknje na vezju pa bodo brez pritožb sprejele lesene vijake. Ta spajkalna plošča bo vsebovala tudi glave za priključitev mikrofona, priključke (s kabli) za prehod na releje in dolg kabel za omarico za daljinski upravljalnik.

O daljinskem polju; Potreboval sem dve stikali na koncu zelo dolgega kabla. Kot tolkalist sem na zadnji strani odra, merilnik pa bi bil na samem odru. Kupil sem 20 m 4 -žilne žice, ki se običajno uporablja za spajkanje LED trakov. Za namestitev obeh stikal sem oblikoval in 3D natisnil preprosto škatlo (spodaj datoteke STL in F360), vendar bo vsaka pravokotna škatla z nekaj izrezi za komponente in žice opravila svoje delo.

Ko sem izmeril razdaljo med sestavnimi deli in na tej razdalji izdatno presegel, sem segrel spajkalnik in začel spajkati.

Spajkanje vseh povezav zahteva nekaj potrpljenja, predvsem pa nekaj koncentracije, da to storite pravilno. Vključil sem shemo ožičenja, ki sem jo uporabljal za vzpostavitev vseh povezav, vendar se zavedajte, da je lahko vaše ožičenje nekoliko drugačno, če uporabljate različne komponente. (Ali če sem naredil napako v diagramu)

Na koncu je moje ožičenje izgledalo, kot da bi se tam poskušala ugnezditi ptica. Kljub temu pa čudežno ni bilo nobenih napak in ob vklopu napajalnika se ni nič začelo kaditi.

Z vsem, kar je povezano, bi lahko priklopil vsako vezje na zadnjo ploščo na 3D-tiskanih izstopih. Ti izhodi so služili dvema funkcijama: (1) vedno je dobro omogočiti nekaj prostora med vezji in ploščo, na katero jih pritrdite. (2) Ali sem se že pritožil, da imam 16 mm vijake in 8 mm vezane plošče, in da sem zato v stalni nevarnosti, da bi vijake privijal naravnost skozi les? Ja, tudi izzivi so poskrbeli, da moji vijaki ne bi dosegli drugega konca škatle iz vezanega lesa.

[OPOMBA] Če pogledam nazaj, bi dejansko priporočil uporabo 5 relejev na relejni modul. Moja zamisel o uporabi dveh 8-kanalnih relejnih modulov je bila, da se omogoči pokvarjen rele, v tem primeru bi preprosto morala zamenjati povezave in merilnik aplavza bi znova zagnal. To bi tudi nekoliko bolje razdelilo 220V povezavi med obema moduloma, zaradi česar bi bilo upravljanje kablov nekoliko bolj… obvladljivo. (Živi in se uči)

6. korak: Priključite komponente 220V

Ko so nameščene vse nizkonapetostne komponente, je čas za resna dela in namestitev glavnega napetostnega tokokroga.

Ni treba posebej poudarjati, da jih med delom z žicami v nobenem primeru NE priključite na električno omrežje !!!!!

Skupaj s tehnikom, ki bi namestil in nadzoroval luči za naš prihajajoči koncert, smo se odločili, da kot vhodno moč za merilnik aplavza uporabimo vtičnico z varovalko. To je zagotovilo, da bo kateri koli kabel katere koli dolžine lahko namestil in napajal naš števec.

To bi tudi dodalo plast varnosti naši nastavitvi: ti priključki so opremljeni z varovalko, ki pregori nad določeno jakostjo toka, s čimer poskrbi, da se nič ne sproži, če ne bi smelo.

Za namestitev tega vtiča smo potrebovali njegove natančne meritve. Ima pa precej zapleteno obliko. Najpreprostejša stvar, ki bi si jo lahko zamislil, je pritisniti vtič na kos kartona in izrisati obrise vtiča. Obrisne črte lahko nato izrežemo, tako da izdelamo predlogo, ki jo lahko prenesemo na les.

Ko označujete in izrežete mesto vtiča, ne pozabite, da so na notranji strani števca že nameščene komponente, ki jih ni več mogoče premakniti, kar omejuje možna mesta, kjer lahko vtič štrli iz škatle. Enako velja za izstopno luknjo 20 m dolge žice za "daljinski" nadzor.

Običajno bi luknjo izrezali z vbodno žago, vendar take naprave nimam in sem bil neučakan, zato sem preprosto izvrtal luknje vzdolž obrisov in luknjo izrezal samo z ostrim rezilom. To deluje, vendar ga ne morem priporočiti, saj sem si skoraj odrezal prste.

Zdaj je samo stvar, da vse skupaj povežemo. Za lažjo uporabo sem naredil shemo ožičenja 220 -voltnega vezja. Vroča žica je vzporedno povezana z vsemi lučmi, medtem ko nevtralno žico prekine rele pred priključitvijo na luči. Tako preprosto je. Prepričajte se, da ste na ustrezen rele priključili pravilno luč, sicer boste morali napako ponovno priključiti na 5V krmilni konec ali na 220V žice.

Obstaja navodilo o tem, kako priključiti svoje žice v vtičnico z varovalko, ki pojasnjuje vse bolje, kot sem lahko, zato skočite tja, vendar ne pozabite, da se vrnete sem (https://www.instructables.com/id/Wire- Up-a-Fused-AC-Moški-Vtičnica/)

[OPOMBA] Za priključitev nevtralnih žic na centralno nameščene releje sem eno žico priključil na varovalno vtičnico in jo pred priključitvijo na rele razdelil na deset. Načrtoval sem prehod skozi nevtralne kable na relejih in vzporedno med seboj povezal vse relejne vhode. Vendar pa relejni priključki niso sprejeli več kot enega kabla, zaradi česar sem prišel do druge rešitve. Za to razdelitev je priporočljivo uporabiti nekakšen priključek. Tega nisem imel (in bil sem nepotrpežljiv) in samo povezal vse kable v en velik vozel, preden sem ga izoliral. Tega vozla ne priporočam zaradi razlogov električne varnosti. POSEBNO zaradi neposredne bližine plošče Arduino. Vendar se zdi, da deluje v redu.

Korak 7: Magnetni snappers (neobvezno)

Ta korak je popolnoma neobvezen, saj vodila sprednje plošče dovolj držijo sprednjo ploščo samo zaradi trenja. Odločil sem se, da bom snapperje vključil le kot varnostno funkcijo, da se sprednja plošča ne bi sprostila, ne da bi si želela, da se zrahlja

Mnoge noči sem bil buden in razmišljal, kateri bi bil najboljši način za držanje sprednje plošče škatle tam, kjer pripada. Na koncu sem prišel z uporabo magnetnih zapiralcev vrat. Dvomim, da je to uradni izraz za te vrhunske naprave, vendar jih boste takoj prepoznali. Magneti se najpogosteje uporabljajo za ohranjanje zaprtih vrat omare brez uporabe ključavnice.

Magnetni del sem pritrdil na zunanjo lupino merilnika aplavza (zgornja, spodnja, leva ali desna plošča). To so naredili s pomočjo 3D-tiskanega distančnika in vijakov (yadda yadda yadda, dolgi vijaki, tanek les, zgodbo že poznate ☺)

Kovinske plošče so privijačene na les vodil. To je bil tudi prvič, da je bil les dejansko dovolj debel, da ni bilo prostora za uporabo (jaoj). Imel sem nekaj težav pri določanju položaja kovinskih plošč. Prišel sem do rešitve:

1. Magnetni del pritrdite na škatlo
2. postavite kovinsko ploščo na magnet v popolnem položaju
3. na luknje v krožniku položite majhno kroglico "Pritt-buddy" (nekakšno lepilo za žvečilni gumi za pritrditev plakatov na stene brez potisnih zatičev, verjetno bi deloval tudi običajen žvečilni gumi)
4. z označevalcem alkohola naredite piko na krogli Pritt-prijatelja na mestu, kjer so luknje
5. zaprite pokrov in s tem prenesite nekaj markerja na les
6. Dvignite pokrov in natoa! Malo ste označili, kam naj gredo vijaki
7. odstranite kolege in ploščo ter jo privijte v pravilen položaj, najprej poskusite
8. 8. korak: dobiček

V škatlo sem postavil štiri magnetne zatiče: enega spodaj, enega na vrhu, enega na sredini levo, enega na sredini desno.

Snapperji, ki sem jih izbral, so imeli vzdržljivost 6 kg. S štirimi od njih so zagotovili dovolj moči, da so celotno škatlo skoraj dvignili samo s sprednje plošče.

8. korak: Kaj bi naredil drugače

Pri izdelavi tega aplavza sem pogosto preklinjal svojo preteklost zaradi neumnih odločitev, tukaj bom navedel najpomembnejše lekcije, ki sem se jih naučil:

• UPORABLJAJTE DEBELJO LESNO MESO. Resno je, da je mogoče izdelati škatlo iz vezanega lesa 8 mm, vendar predstavlja veliko izzivov in zahteva kompromise.

  • Prvič, pilotno vrtanje vseh lukenj za vijake je izziv, ker ni tolerance za napačno nagnjene svedre.
  • Drugič, vijaki, ki sem jih imel, so bili 16 mm (sem to že omenil?). To me je prisililo, da sem pri privijanju v les naredil nekaj zastojev, da preprečim, da bi vijaki štrleli na drugo stran, hkrati pa je to pomenilo, da vijaki niso prodrli dovolj globoko, da bi dobili dovolj oprijema, da bi lahko držali nekatere komponente.
  • ….
  • uporabite le debelejši les