Səs Ölçən - Arduino: 10 addım (şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Bu Təlimat kitabında Arduino və digər komponentlərdən istifadə edərək Səs Ölçmə cihazının necə hazırlanacağını göstərəcəyəm.

Bu yaxınlarda etdiyim bir məktəb layihəsidir və tamamlanması bir il çəkdi, səs səviyyəsini desibeldə qeyd edən bir Səs Ölçmə qurğusuna əsaslanır. Məqsəd, daha az bilinən, lakin gündəlik həyatımızda bizi daim təsir edən bir çirklənmə növü olan səs -küy çirklənməsini vurğulamaq idi.

Addım 1: Təchizat

Elektronika:

• 1 - Arduino MEGA 2560
• 1 - SparkFun Səs Detektoru
• 1 - MicroSD Kart Modulu
• 1 - standart protoboard
• 1 - Neopixel LED Şeridi
• 1 - LCD (20X4)
• 1 - RTC DS3231 (Real Tme Saatı)
• 1 - Yeddi degmentli ekran
• 2 - 9V Batareyalar
• 1 - Buck Dönüştürücü
• 12 - 220 Ω Rezistor
• 1 - 470 Ω Rezistor
• Kabellər
• 2 - açarlar
• 1 - 1000 μF kondansatör

3D çap:

• Anet A8
• Bq Qara PLA

Montaj/alətlər:

• İsti yapışqan + İsti yapışqan silahı
• Super yapışqan
• 3 mm x müxtəlif uzunluqdakı vintlər
• İki tərəfli lent
• Lehimləmə Dəmiri + İstilik büzücü borular
• Tornavida
• Elektrik lenti

Addım 2: Dövrə Şeması

Bu şəkildə Fritzing -də edilən dövrə diaqramını görə bilərsiniz. Sxematik bir dövrə diaqramı yaratmağa çalışdım, amma bir az pozdum, buna görə başqa bir cəhd etmək istəsəm də bunu daha "vizual" hala gətirdim.

Bunu izah etməyə çalışacağam.

Hər şeydən əvvəl, Arduino MEGA Sound Metr -in beynidir, hər komponenti idarə edən koda malikdir. Qırmızı PCB, dalğaların amplitudunu oxuyan SparkFun Səs Detektorudur, daha sonra dB -ə çevrilir. Bu tədbirlər MicroSD Kartında gün və saatla birlikdə saxlanılır (RTC Modulu), eyni zamanda yeddi seqmentli ekranda göstərilir.

LCD -də izah edilən desibel oxunuşlarından asılı olaraq fərqli rənglərdə yanan 37 ayrı -ayrı idarə olunan LED -dən ibarət Neopixel LED şeridi də var (yuxarıdakı şəklə baxın).

• Qırmızı: 120 dB -dən yuxarı olan ağrı eşikidir.
• Sarı: 65 ilə 120 dB arasında.
• Yaşıl: 30 dB -dən yuxarı, bu, Sound Meter -in aşkar edə biləcəyi minimumdur.

Bu svetofora bənzəyən dizayn idi və əvvəlcə yalnız 3 LED olması planlaşdırılırdı (hətta tək bir RGB LED düşündüm, amma estetik baxımdan xoş deyildi). Bu Neopixel LED Strip 9V batareya ilə işləyir, ancaq 5V -ə ehtiyac olduğu üçün LEDləri yandırmamaq üçün 1000 μF kondansatör və 470 Ω rezistorla gərginliyi aşağı salmaq üçün Buck Converter istifadə etdim.

Arduino da daxil olmaqla digər komponentlər başqa 9V batareya ilə təchiz edilmişdir.

Həm də iki açar var: biri əsas elektronika üçün (Arduino və s.), Digəri isə yalnız LED Şeridi üçün, yanmasını istəmirəmsə.

Qeyd: Bağlantıları görməyi asanlaşdırmaq üçün diaqramda kiçik bir protoboard var, amma quruluşda istifadə etməmişəm.

Addım 3: Kod

"loading =" tənbəl"

Təxminən 4 ildir Anet A8 -ə sahibəm (BUNU SEVİRƏM) və həmişə TinkerCAD -dan istifadə etmişəm, istədiyiniz yerdə dizayn etməyə imkan verən onlayn pulsuz CAD proqramıdır! Çox intuitivdir və düşünməklə öyrəndim (İnternet çox böyük bir məlumatdır, Arduino və onun sayəsində inanılmaz Arduino forumu sayəsində kod yazmağı və layihələr etməyi öyrəndim. Həm də indi 3D Yazıcılardan aldığım hər şeyi. Buna görə də etmək qərarına gəldim. bu yazı və təcrübəmi bölüşün).

TinkerCAD -ın bəzi dizayn məhdudiyyətləri olduğu üçün bu layihə üçün Fusion 360 -a keçdim, əvvəlcə həvəskarlar üçün əldə edə biləcəyiniz üçün layihə haqqında düşünməzdən əvvəl Fusion əldə etdim (kiçik əsərlərinizi dizayn etmək üçün arada bir istifadə etsəniz çox gözəl olar), Sound Meter yaratmağa qərar verənə qədər istifadə etməmişəm.

Əvvəlki TinkerCAD sərgüzəştlərimdən əldə etdiyim əsas biliklər sayəsində əsasları tez öyrəndim və işin ilk versiyasını yaratdım (ilk şəkilə baxın), bəyəndim və Səs Ölçən cihazın necə işlədiyini və bəzi təcrübələri görmək üçün istifadə etdim (sınaq və səhv). Ancaq daha yaxşı görünən bir dizayn hazırlaya biləcəyimi düşündüm və 2 -ci versiyanı (və sonuncu) qara və əyri qutu yaratdım.

Bu son dizaynda daha funksional və gözəl olması üçün bir neçə şeyi inkişaf etdirdim:

• Ölçüsü azaldıldı
• Neopixel LED şeridi
• Daha yaxşı təşkilatlanma
• Üstü asanlıqla çıxarmaq üçün Knurl patten.
• Qara filament (daha zərif;))

Hər ikisi Anet A8 yatağına uyğun olaraq parçalara bölünür. 2 -ci versiyada 26 ədəd var və üstü çıxarıb maşının bağırsağını görə bilərsiniz, onu da Arduinonu kompüterə bağlayarkən açmamaq üçün dizayn etdim.

Detallar

Bu dizaynda vurğulamaq istədiyim bəzi detallar var:

1. Tırtıl dizaynı Daha çox tutuş əlavə etmək və üst hissəni qaldırmağa kömək etmək üçün (3 -cü şəkil). Elektrik kabel ilə örtülmüş LED kabellərin girişini də gizlətdim.
2. SD kart, onu götürməyi asanlaşdırmaq üçün yivə malikdir (4 -cü şəkil).
3. Bələdçi Üst hissəni yerində saxlamağa kömək etmək üçün üçbucaqlı bir bələdçi hazırladım (5 -ci şəkil).
4. Silikon yapışqan bum alt hissənin altında dayanır.

Addım 5: 3D çap

Hər iki versiyanın çapı uzun müddət çəkdi.

Son versiya haqqında danışacağam. Cura dilimləyicisini istifadə etdim və parametrlərim belə idi:

• Parçaların çoxunun dəstəyə ehtiyacı yoxdur
• Yataqda qalmalarına kömək etmək üçün bəzilərində uzun və ya kiçik olduqları üçün ətək istifadə etdim.
• Temperatur = 205º
• Yataq = 60º
• Fan Bəli
• 0,2 mm
• Sürət = təxminən 35 mm/s. (parçadan asılıdır). Birinci qat 30 m/s olmasına baxmayaraq.
• 10-15% doldurun (bu da parçadan asılıdır).

Şəkillərdən birində bəzi parçalar göstərilir.

Addım 6: Quraşdırma

Şəkillərdə orgizasiya ilə bağlı fərqi görmək olar.

Həmişə olduğu kimi, son versiyaya, yəni qara versiyaya diqqət yetirəcəyəm. Təəssüf ki, tikilinin heç bir şəkli yoxdur, amma ümid edirəm ki, bu şəkillər bunun necə qurulduğunu göstərir.

Hər iki batareyada onları tutmaq və dəyişdirilməsini asanlaşdırmaq üçün iki tərəfdaş var, onları iki tərəfli lentlə yapışdırdım. JTS konnektorlarından da istifadə etdim (düşünürəm ki, universal addır, çünki müxtəlif növlər var, amma istifadə etdiyim şəkillərini də əlavə etmişəm) batareyaları çıxarmağı da asanlaşdırır.

İsti daraldıcı borularla lehimləndiyim bütün yerləri örtdüm.

LCD də bir neçə tərəfli lentlə tutulur. Kiçik delikləri olan MicroSD Modulu istisna olmaqla, bəzi hissələr 3 mm diametrli və müxtəlif uzunluqdakı vintlər ilə tutulur, buna görə də ətrafa qoyduğum və düzgün ölçüdə olan hissələri saxladım.

Açarlar və yeddi seqmentli ekran elektrik lentinə bükülmüşdü, buna görə də isti yerlərə və ya super yapışqan istifadə etməyə ehtiyac qalmadı, çünki onlar öz yerlərinə sıx bağlandı.

Addım 7: Kalibrləmə

Ən yaxşı yol başqa bir səs sayğacı ilə ola bilər, amma məndə yoxdur, buna görə telefonumda bir tətbiq istifadə etdim. Və desibel əldə etmək üçün bu fisik düstur.

Addım 8: Nəticə

Deməli, bu hər iki işin son nəticəsidir. Hər ikisinin şəkillərini əlavə etdim, amma birinci versiyanın bütün komponentləri sonuncusundadır, bu əsl son nəticədir, amma digərini unutmaq istəmirəm, çünki bu da yaradılış prosesinin bir hissəsi idi.

Qeyd: Bu hələ davam edən bir işdir, bəzi şeyləri dəyişdirə bilərəm, məsələn, kalibrləmə haqqında daha çox məlumat verə bilərəm və ya işlədiyini göstərən bir video əlavə edə bilərəm.

Addım 9: Nəticə

Nə qədər səs -küylə çirkləndiyimizi görmək üçün qurduğum Səs Ölçmə cihazı ilə bəzi yerləri ölçdüm və Excel -də necə dəyişdiyini və maksimum və minimum dB zirvələrini göstərən bəzi qrafiklər hazırladım.

1. Bu mənim məktəbimdəki klas dəyişikliyidir.
2. Yeni il gecəsi qapalı bir partiya, bir mahnı dəyişdirərkən ən aşağı desibel olduğunu fərq etdim.
3. Bir kinoteatrda 1917 -ci ili izləyirəm. Filmin hansı hissəsində əvvəlcə desibelin artdığını bilirəm, amma heç bir şey deməyəcəyəm, amma bunun spoyler olduğunu düşünmürəm.

Qeyd: Göstərilən hər bir tədbir, COVID-19 xəstəliyinin səbəb olduğu pandemiyadan bir neçə ay əvvəl edildi

Addım 10: Qarşılaşılan problemlər

Bu layihənin yaradılmasında danışmaq istədiyim bəzi problemlərlə qarşılaşdım, çünki onlar hər bir istehsalçının yaradılışının bir hissəsidir.

1. Neopixel LED şerit kodu: Kodun ən böyük problemi, bütün proqramları (yeddi seqmentli ekranın yeniləmə sürəti daxil olmaqla) təsir edən LED şeridi və animasiya gecikmələri idi. Millis istifadə etdim, amma yenə də hər şeyə təsir etdim, buna görə qalan komponentlərə təsir etməyən bir kodla ayrıldım, amma ilk LED -də animasiya başlamadı, təsadüfi bir şəkildə başlayacaqdı bilmirəm niyə), amma yenə də sərin görünür. Çox axtardım və rəngli animasiya problemi həll olunmaz görünür.
2. Bu böyük bir problem deyil, aldığım SparkFun sensorunun başlıqları yox idi, buna görə də onları aldım və lehimlədim, ancaq sensorun 3D çap qutusuna yerləşdirilməsinə mane olurlar. Ancaq lehimləmə işində ən yaxşı olmadığım üçün bu şəkildə buraxdım və bir az yersiz oldu.
3. Son işi yığarkən tərəflərin 3D çaplı əyrilərini düzgün yerləşdirməyin çətin olduğunu gördüm, buna görə də onları düzgün yerləşdirmək və yapışdırmaq üçün başqa bir parça hazırladım.

Məni mükəmməl hesab edirəm (bəzən pisdir), amma düşünürəm ki, təkmilləşdirmək üçün çox yer var.

Səs Ölçmə cihazını söndürmək və MicroSD kartı götürmək əvəzinə oxunuşları görmək üçün telefon, kompüter və s. Vasitəsilə də daxil olmaq üçün ESP8266 Wi-Fi Modulu əlavə etməyi düşündüm.