Дыбыс өлшегіш - Arduino: 10 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Бұл нұсқаулықта мен Arduino мен басқа компоненттерді пайдаланып дыбыс өлшегішті қалай жасау керектігін көрсетемін.

Бұл мен жақында жасаған мектеп жобасы, оны аяқтауға бір жыл уақыт кетті, ол дыбыс деңгейін өлшейтін құрылғыға негізделген, ол дыбыс деңгейін децибелмен тіркейді. Мақсат шудың ластануын бөлу болды, ол аз белгілі, бірақ біздің күнделікті өмірімізде үнемі әсер ететін ластану түрі.

1 -қадам: Жабдықтар

Электроника:

• 1 - Arduino MEGA 2560
• 1 - SparkFun дыбыс детекторы
• 1 - MicroSD картасы модулі
• 1 - стандартты тақта
• 1 - неопиксельді жарық диодты жолақ
• 1 - СКД (20X4)
• 1 - RTC DS3231 (Real Tme Clock)
• 1 - жеті деформация дисплейі
• 2 - 9В батареялар
• 1 - Бак түрлендіргіші
• 12 - 220 Ω резистор
• 1 - 470 Ω резистор
• Кабельдер
• 2 - қосқыштар
• 1 - 1000 мкФ конденсатор

3D басып шығару:

• Анет А8
• Bq Black PLA

Құрал/құралдар:

• Ыстық желім + Ыстық желім пистолеті
• Супер желім
• 3 мм х әр түрлі ұзындықтағы бұрандалар
• Екі жақты таспа
• Дәнекерлеуіш + Жылуды төмендететін түтіктер
• Бұрауыш
• Электрлік таспа

2 -қадам: схема

Бұл суретте сіз Фритзингте жасалған схеманың схемасын көре аласыз. Мен схемалық схеманы құруға тырыстым, бірақ мен оны аздап шатастырдым, сондықтан мен оны «көрнекі» етіп жасадым, бірақ мен оны қайталап көргім келеді.

Мен оны түсіндіруге тырысамын.

Біріншіден, Arduino MEGA - дыбыс өлшегіштің миы, оның әрбір компонентті басқаратын коды бар. Қызыл ПХД - бұл толқындардың амплитудасын оқитын SparkFun дыбыс детекторы, кейінірек дБ түрлендіріледі. Бұл шаралар MicroSD картасында күнмен және олармен бірге (RTC модулі) сақталады, сонымен қатар олар жеті сегментті дисплейде көрсетіледі.

Бізде 37 жеке басқарылатын жарық диодтарынан тұратын Neopixel жарық диодты жолағы бар, олар СКД -де түсіндірілген децибел көрсеткіштеріне байланысты әр түрлі түсте жанып тұрады (жоғарыдағы суретті қараңыз).

• Қызыл: 120 дБ жоғары, бұл ауырсыну шегі.
• Сары: 65 пен 120 дБ аралығында.
• Жасыл: 30 дБ жоғары, бұл дыбыс өлшегіш анықтай алатын минимум.

Бұл бағдаршамға ұқсас дизайн болды және бастапқыда тек 3 светодиод болатын (мен тіпті бір RGB светодиодты ойладым, бірақ эстетикалық жағынан жағымды емес еді). Бұл неопиксельді жарықдиодты жолақ 9В батареямен жұмыс істейді, бірақ оған тек 5В қажет болғандықтан, мен светодиоды күйдірмеу үшін 1000 мкФ конденсатормен және 470 Ом резистормен кернеуді төмендету үшін Бак түрлендіргішін қолдандым.

Қалған компоненттер, соның ішінде Arduino басқа 9В батареямен жұмыс істейді.

Сондай -ақ, екі қосқыш бар: біреуі негізгі электроникаға (Arduino және т.б.), екіншісі тек жарық диодты жолаққа, егер мен олардың жануын қаламасам.

ЕСКЕРТПЕ: Байланыстарды көруді жеңілдету үшін диаграммада кішкентай протобоард бар, бірақ мен оны қолданған жоқпын.

3 -қадам: код

«жүктеу =» жалқау «

Менде Anet A8 бар шамамен 4 жыл болды (мен оны жақсы көремін) және мен әрқашан TinkerCAD -ты қолдандым, бұл онлайн -ақысыз АЖЖ бағдарламасы, ол сізге қалаған жеріңізді жасауға мүмкіндік береді! Бұл өте интуитивті және мен бұрмалау арқылы білдім (Интернет - бұл өте маңызды ақпарат, мен Arduino -мен және таңғажайып Arduino форумының арқасында жобалауды және кодтауды үйрендім. Сонымен қатар мен қазір 3D принтерлерден барлық нәрсені жасадым. Бұл хабарлама мен өз тәжірибеммен бөлісемін).

Бұл жоба үшін мен Fusion 360 -қа ауыстым, себебі TinkerCAD -тің дизайн шектеулері бар, мен әуесқойлар үшін бұл жобаны ойламас бұрын Fusion -ды алдым (егер сіз оны кішкене туындыларыңызды жобалау үшін оны бір рет қолдансаңыз, өте жақсы), Дыбыс өлшегішті жасау туралы шешім қабылдағанға дейін мен оны пайдаланбадым.

Бұрынғы TinkerCAD шытырман оқиғаларымнан алған негізгі білімімнің арқасында мен негіздерді тез үйрендім және корпустың бірінші нұсқасын жасадым (бірінші суретті қараңыз), маған ұнады, мен оны дыбыс өлшегіштің қалай жұмыс істейтінін және кейбір эксперименттерді көру үшін қолдандым және қате). Бірақ мен жақсы көрінетін дизайн жасай аламын деп ойладым, сондықтан мен қара және қисық корпустың 2 -нұсқасын (және соңғы нұсқасын) жасадым.

Бұл соңғы дизайнда мен оны функционалды және әдемі ету үшін бірнеше нәрсені жақсарттым:

• Көлемі кішірейген
• Неопиксельді жарықдиодты жолақ
• Жақсырақ ұйымдастыру
• Жоғарғы бөлікті оңай алу үшін Knurl patten.
• Қара жіп (талғампаз;))

Екеуі де Anet A8 төсегіне орналастыру үшін бөліктерге бөлінген. 2 -нұсқада 26 дана бар, және сіз үстіңгі жағын шешіп, машинаның ішегін көре аласыз, мен оны Arduino -ны компьютерге қосқанда бұрап алмау үшін жасадым.

Егжей

Бұл дизайнда мен бөлектегім келетін кейбір бөлшектер бар:

1. Бұралмалы дизайн Қосымша ұстауды қамтамасыз ету үшін және жоғарғы бөлікті көтеруге көмектеседі (3 -сурет). Мен сондай -ақ жарықдиодты кабельдердің кіреберісін электр таспасымен жауып тастадым.
2. SD картасында оны алуды жеңілдететін ойығы бар (4 -сурет).
3. Нұсқаулық Үстіңгі бөлікті орнында ұстауға көмектесу үшін мен үшбұрышты бағыттаушы жасадым (5 -сурет).
4. Силикон жабысқақ бөртпе төменгі бөліктің астында тоқтайды.

5 -қадам: 3D басып шығару

Екі нұсқа да басып шығаруға ұзақ уақыт кетті.

Мен соңғы нұсқа туралы айтамын. Мен Cura кескішті қолдандым және менің параметрлерім:

• Көптеген бөліктерге тіректер қажет емес
• Мен олардың кейбіреуінің юбкасын ұзын немесе кішкентай болғандықтан төсекке жабысып қалу үшін қолдандым.
• Температура = 205º
• Төсек = 60º
• Жанкүйер Иә
• 0,2 мм
• Жылдамдық = шамамен 35 мм/с. (бөлікке байланысты). Бірінші қабат 30 м/с болса да.
• Толтыру 10 - 15% (Бұл да кесекке байланысты).

Суреттердің бірінде кейбір бөлшектер көрсетілген.

6 -қадам: құрастыру

Суреттерде оргизацияға қатысты айырмашылықты байқауға болады.

Әдеттегідей, мен соңғы нұсқаға - қара нұсқасына назар аударамын. Өкінішке орай, менде құрылыстың суреттері жоқ, бірақ бұл суреттер оның қалай орнатылғанын көрсетеді деп үміттенемін.

Екі батареяда да оларды ұстауға және ауыстыруды жеңілдетуге арналған екі компартмен бар, мен оларды екі жақты таспамен жапсырдым. Мен сондай -ақ JTS коннекторларын қолдандым (менің ойымша, бұл әмбебап атау, себебі олардың түрлері бар, бірақ мен өзім қолданғандардың суретін қостым) олар батареяларды шығаруды жеңілдетеді.

Мен барлық жерлерді жылытатын түтіктермен дәнекерледім.

СКД сонымен қатар екі жақты таспамен бекітілген. Ал кейбір бөліктер диаметрі 3 мм бұрандалармен және әр түрлі ұзындықтармен бекітілген, оның тесіктері кішірек, сондықтан мен оны тесікше мен дұрыс өлшемде ұстадым.

Коммутаторлар мен жеті сегментті дисплей электрлік таспамен оралған, сондықтан ыстық желімді немесе супер желімді қолданудың қажеті жоқ, себебі олар өз орындарына тығыз бекітілген.

7 -қадам: калибрлеу

Ең жақсы әдіс басқа дыбыс өлшегішпен болуы мүмкін, бірақ менде жоқ, сондықтан мен телефонда қосымшаны қолдандым. Бұл децибелді алудың формуласы.

8 -қадам: Нәтиже

Демек, бұл екі жағдайдың да соңғы нәтижесі. Мен екеуінің де суреттерін тіркедім, бірақ бірінші нұсқаның барлық компоненттері соңғы нұсқада, бұл нағыз түпкілікті нәтиже, бірақ мен басқасын ұмытқым келмейді, себебі бұл сонымен бірге құру процесінің бөлігі болды.

ЕСКЕРТПЕ: Бұл әлі жұмыс үстінде, мен калибрлеуді түсіндіру немесе оның жұмысын көрсететін бейнені қосу сияқты кейбір нәрселерді өзгертуім мүмкін.

9 -қадам: Қорытынды

Мен шудың қаншалықты ластанғанын білу үшін мен құрған дыбыс өлшегішпен кейбір жерлерді өлшедім және Excel -де оның қалай өзгеретінін және максималды және минималды дБ шыңдарын көрсететін графиктер жасадым.

1. Бұл менің мектебімнің класын өзгертуде.
2. Жаңа жыл қарсаңында жабық кеш, мен әннің өзгеруі кезінде ең төмен децибел екенін байқадым.
3. Кинотеатрда 1917. Мен фильмнің қай бөлігінде децибелдің жоғарылауы екенін білемін, бірақ мен спойлер деп ойламаймын, бірақ мен ештеңе айтпаймын.

Ескерту: көрсетілген барлық шаралар COVID-19 ауруынан туындаған пандемиядан бірнеше ай бұрын жасалған

10 -қадам: кездесетін мәселелер

Бұл жобаны құру кезінде мен айтқым келетін кейбір мәселелерге тап болдым, себебі олар әрбір жасаушылардың туындысы.

1. Неопиксельді жарықдиодты жолақтың коды: кодтағы ең үлкен мәселе жарық диодты жолақ пен анимацияның кешігуі болды, ол барлық бағдарламаларға әсер етті (жеті сегментті дисплейдің жаңарту жиілігін қоса). Мен миллис қолдандым, бірақ бәрібір әсер етті, сондықтан мен қалған компоненттерге әсер етпейтін кодты қалдырдым, бірақ анимация бірінші жарық диодында басталмады, ол кездейсоқтан басталады (мен жасамаймын) неге екенін білмеймін), бірақ бәрібір керемет көрінеді. Мен көп іздедім, түрлі -түсті анимация мәселесі шешілмейтін сияқты.
2. Бұл үлкен мәселе емес, мен сатып алған SparkFun сенсорында тақырыптар жоқ, сондықтан мен оларды сатып алып, дәнекерледім, бірақ олар сенсорды 3D басып шығарылған корпуста орналастыруға кедергі келтіреді. Бірақ, мен дәнекерлеуде жақсы болмағандықтан, мен оны сол күйінде қалдырдым және сәл орынсыз болды.
3. Соңғы корпусты құрастыру кезінде мен жақтардың 3D басылған қисықтарын дұрыс орналастыру қиынға соқты, сондықтан мен оларды дұрыс орналастыру және желімдеу үшін басқа бөлікті ойлап таптым.

Менің ойымша, мен перфекционистпін (кейде бұл жаман), бірақ менің ойымша, жақсартуға көп мүмкіндік бар.

Мен сондай-ақ дыбыс өлшегішті өшіріп, MicroSD картасын алудың орнына, көрсеткіштерді көру үшін телефон, компьютер және т.б. арқылы кіру үшін ESP8266 Wi-Fi модулін қосу туралы ойладым.