Ultrasonik Ağıllı Cihaz: 4 Adım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Məqsəd

Bu, bir obyektin məsafəsini ölçmək üçün ultrasəs sensoru istifadə edən bir alətdir (bu sizin əliniz ola bilər). Bununla oynamaq üçün bir not seçilir, fərqli rejimlərdə alət fərqli şeylər oynayır. Bu tək bir not (aləti bas olaraq istifadə etmək üçün) və ya ardıcıl olaraq birdən çox not (sintezator kimi istifadə üçün) ola bilər.

Bunu yalnız elektronika və lehimləmə haqqında əsas anlayışınız varsa etməyi məsləhət görürəm.

Alətlər:

- Minimum çap sahəsi 12x8 sm olan 3D printer- Minimum iş sahəsi 300x200 mm olan lazer kəsici və ya CNC maşını- Zımpara avadanlığı- İsti yapışqan silahı- Lehimləmə dəmiri

Materiallar:

- Ağac (MDF) 3 mm qalınlığında Lazım olan ümumi ölçü 600x400 mm -dir, lakin hər bir hissəni daha kiçik taxtalardan kəsə bilərsiniz, sonra lazım olan minimum tərəf 300x200 mm -dir (bu, lazım olan hissənin xarici ölçüsüdür, unutmayın ki, kənarı yoxdur. Bu üsuldan istifadə etsəniz kəsilməlidir)

- Dinamik (5W 8Ohms 93mm xarici diametri), çox güman ki, dinamiklərin hamısının ölçüləri eyni olmadığından dinamik çuxurunun ölçülərini düzəltməlisiniz - Arduino (UNO) - Dupont kabelləri 20 və 10 sm qadın - qadın (10 sm kabellər) (20 sm kabellər)

- Tel təxminən. 2x60 sm (qalınlığı 2 mm, amma bunun o qədər də əhəmiyyəti yoxdur)

- 2 ferrit üzük (səs-küyü azaltmaq üçün, funksiyası üçün zəruri deyil, tövsiyə olunur)- 4 düymə (16 mm) (16 mm düymələr)

- 1 piano pedalı- I2C adapterli 20x4 LCD (20x4 LCD I2C adapteri ilə birlikdə)

- TDA2030A səs gücləndirici modulu (TDA 2030 audio gücləndirici modulu)

- Arduino 5V enerji mənbəyi və ya bir güc bankı ilə istifadə etmək üçün usb kabelini kəsin- 3.5mm Audio Jack portu (3.5mm Audio Jack portu (İstifadə etdiyim kimi deyil)) (2-ci seçim)

- İstilik Büzücü borular (2 mm) (İstilik Büzücü borular dəsti)- Kiçik çörək taxtası (isteğe bağlı olaraq istifadə etdiyim yerdə telləri də lehimləyə bilərsiniz) (Mini Çörək Paneli)

Dizayn prosesi və tarixi

Bu cihazı bir məktəb layihəsi üçün hazırladım, ağıllı bir obyekt dizayn etməli və qurmalıydım. Bir az beyin fırtınasından sonra istifadəçi aləti 1 verəndə birdən çox not çalacaq bir alət qurmaq fikri ilə gəldim.

İlk dəfə bu aləti hazırladığımda bir az fərqli görünürdü və son məhsul olan bir neçə başqa funksiyası vardı. Fərqli səsləri (fortepiano və ya gitara səsi kimi) çalmağı və akkord çalmağı bacarmalı olduğu bu alət üçün ilk meyarlarım. Ancaq bir neçə düzəlişdən sonra sd kartdan səs fayllarını necə çalacağımı anlaya bilmədim, səs qarışmağa davam etdi. Beləliklə, sonrakı bir təkrarlamada alətin yalnız gözəl səslənən PWM siqnallarını çalması lazım olduğuna qərar verdim. Bu, ultrasəs sensoru olan bir pianodan Theraminin ağıllı bir versiyasına çevrildiyi yerdir.

Bir neçə digər funksiyanı proqramlaşdırarkən başa düşdüm ki, bu layihə müddətində bir dinamiklə eyni anda birdən çox ton çalmayacağam. Buna görə eyni anda birdən çox ton çalmaq əvəzinə bir neçə notu ardıcıllıqla ifa edən bir sintezator etmək qərarına gəldim.

Bu layihə ilk dəfə lazer kəsici istifadə etdiyim və Adobe Illustrator istifadə etməli olduğum üçün işimi kifayət qədər yaxşı izah edə biləcəyimi ümid edirəm.

Addım 1: Komponentlərin yığılması (sınaq mərhələsi)

Hər şeyi qurmadan əvvəl, bütün komponentlərimizi sınamalıyıq ki, hər şey işləsin.

Lehimə ehtiyacı olan telləri lehimləməklə başlayın, bunlar:- Audio jak konnektoru, bunlar 2 teldir. Bir tel torpaqdır, digəri isə siqnal telidir. Stereo jak fişində R və L siqnalı olduğu üçün daha çox əlaqə var, sadəcə birini istifadə edirik. Ehtiyacınız olanı yoxlamağın yeganə yolu, teli bir -birinə bağlamağı yoxlamaq və dövrənin bağlı olub olmadığını yoxlamaqdır (bunu multimetrlə yoxlaya bilərsiniz).

- Dinamikdə 2 tel, müsbət və mənfi. - 4 düymənin müsbət və mənfi telləri. Kişi tel ucunu düymələrdəki kontakt pinlərinə daxil edə bilərsiniz. Lehimləmə başa çatdıqda telləri izolyasiya etmək üçün istilik borusu istifadə edin

İndi telləri bağlamağın vaxtı gəldi. Doğru telləri doğru yerlərə bağlamaq üçün diaqramı və fotoşəkilləri izləyin.

Ferrit halqaları Arduino səs üçün hazırlanmadığı üçün elektromaqnit müdaxiləsini ala bilir. Səs siqnal kabelinə və dinamik telinə ferrit halqası əlavə edə bilərsiniz. Telin ferrit halqasına 2 və ya 3 dəfə bükülməsi ilə bunu edə bilərsiniz.

(güc seçimi 1) xarici güc mənbəyi Arduino vasitəsi ilə deyil Arduino güc portu vasitəsilə birbaşa dövrə güc əlavə etmək isteğe bağlıdır. İstəyirsinizsə, xarici enerji mənbəyindən Müsbət və Mənfi telləri çörək lövhəsindəki Müsbət və Mənfi xətlərə bağlamalısınız. Çörək taxtasının müsbət tərəfindən arduino üzərindəki Vin pininə (GND sancaqlarının yanında yerləşir) və mənfi tərəfdən arduino üzərindəki GND pininə qədər bir tel olmalıdır. (Güc seçimi 2) Xarici gücə qoşulmuş Arduino elektrik prizinə qoşulmuş bir adapter istifadə etmək istəyirsinizsə, arduino 5V pinindən çörək taxtasının müsbət tərəfinə və GND pinindən mənfi tərəfə bir tel bağlamalısınız.

İndi arduino -nu kompüterinizə qoşun və proqramı yükləyin. Qeyd edək ki, code.ino və pitches.h kod adlı qovluğa daxil etməlisiniz. Arduino IDE -də (proqram) sizdə yoxdursa aşağıdakı kitabxanaları yükləməlisiniz: Frank de BrabanderWire -dən LiquidCrystal_I2C adafruit -dən (bu biri artıq tikilməlidir)

Addım 2: Davanın hazırlanması

Lazer kəsmə / CNC (videoya baxın) Kəsməyə başlamazdan əvvəl dinamikinizə uyğun olaraq hoparlör çuxurlarını düzəltməyiniz lazım ola bilər. Dinamik çuxurunun ətrafındakı 4 çuxurdan istifadə edən kiçik bir ızgaralı dinamikim var. Buna görə ehtiyacınız varsa əvvəlcə bunu düzəldin.

Ağacı lazer kəsici və ya CNC maşını ilə kəsərək başlayın. İstifadə ediləcək fayl Case_laser_cut.ai'dir. Onları sınaya biləcəyiniz hissələrə sahib olduqdan sonra, əgər onlar böyükdürsə, onları bir -birinə uyğun olana qədər zımpara edin. İndi ağac parçalarını taxta yapışqanla birlikdə yapışdıra bilərsiniz. Üst hissəni (çuxurlu taxtanı) yapışdırmamalısınız, çünki bütün hissələri içəri qoymalıyıq və problem olarsa çantanı aça bilməliyik. unutmayın ki, hər şeyi qurudanda birlikdə sıxın (tam sərtləşməsi üçün təxminən 24 saat saxlayın).

3D çap İndi düymələrin üstündəki lcd korpusunu və hərfləri çap edə bilərsiniz (Case LCD.stl və letter.stl) Bu parametrləri tövsiyə edirəm:- Layf hight 0.1mm- Sürət hərflər üçün 30mm/s və lcd üçün 60mm/s mənzil- Çoxlu çıxıntıya malik olduğu üçün LCD korpus üçün bir qat soyutma fanı istifadə edin- Dəstəyə ehtiyac yoxdur Çaplar bitdikdən sonra kənarları zımparalamaq üçün kənarları zımparalayın və əgər lcd uyğun gəlmirsə, zımpara etməyə çalışın. Kassa düzəldildikdən və hissələr çap edildikdən sonra hər şeyi yığmağa başlaya bilərsiniz. LCD -ni lcd yuvasına qoyun və pedal üçün audio jak konnektorunu arxa çuxura qoyun.. İndi lcd gövdəsini taxtaya yapışdırın, lcd gövdəsinin altına dodaqdan yapışdıra bilərsiniz. İndi düymələrin üstünə düymə hərflərini yapışdırın. Hansı dinamikdən asılı olaraq onu yapışdıra bilərsiniz, mən Dinamik çuxurunun ətrafındakı 4 çuxurdan istifadə edən kiçik bir ızgaralı bir dinamikə sahib olun. Dinamik üçün hoparlör çuxurunu necə düzəltdiyinizdən asılı olaraq bu addım sizin üçün fərqli ola bilər. Ultrasonik sensoru altındakı 2 deliyi istifadə edərək yapışdırın. Çörək taxtalarını, Arduino və audio gücləndirici modulunu da yerində yapışdıra bilərsiniz. amma bu lazım deyil. Hər şeyi yenidən bağlayın və işiniz bitdi, gücü açın və zövq alın!

Addım 3: Bilinən Problemlər və Məhdudiyyətlər

Bu alət mükəmməl deyil İlk növbədə oyuncaq bir məhsul deyil! Arduino bir alət olaraq istifadə edilmədiyi üçün vaxtın 100% doğru olacağını düşünməyin. Koddakı əməliyyatlardakı gecikmə səbəbindən bu aləti dəqiq bir zamanlama ilə etmək mümkün deyil. - Bəzən ultrasəs sensoru təsadüfi bir notun çalınması və ya qeyri -dəqiq notların çalınması ilə nəticələnə biləcək bir problemə malikdir.

- Aləti istifadə edərkən, sensorun üstündə tutmaq üçün karton və ya ağac parçası kimi düz bir obyekt istifadə etməyi məsləhət görürəm. Əyri səthlər sensordan gələn siqnalları əks etdirir, bu da qeyri -dəqiq notların çalınması ilə nəticələnir. Əlinizdən istifadə edə bilərsiniz, ancaq mümkün qədər sensorun üstündə düz və sabit tutun. Bunun səbəbi kodda hələ tapmadığım bir səhvdir. Avtomatik oynat düyməsini basaraq və eyni zamanda pedala basaraq bunu həll edə bilərsiniz. Ya da söndürüb yenidən aça bilərsiniz.

- Qeyd çalarkən gecikməyin səbəbi budur ki, arduino-dakı kod bir neçə milisaniyə çəkir ki, bu da arduino alətlər hazırlamaq üçün yaradılmadığından çıxarılması mümkün deyil. sözlər LCD -yə uyğun gəlmədi. Mümkün qədər ingilis dilində yazmağa çalışdım.

Addım 4: DIY Təkmilləşdirmələri

Bunu qurduqdan sonra bitirmədiniz! Öz bacarıqlarınızı inkişaf etdirməyə və məndə olan müddətdə inteqrasiya edə bilmədiyim xüsusiyyətləri əlavə etməyə cəhd edə bilərsiniz.

- birdən çox səs əlavə etmək- eyni anda birdən çox ton çalmaq- daha çox dinamik əlavə etmək- Daha çox üslub əlavə etmək!- Musiqinizlə rəqs edən ledləri əlavə edin