Қауіпті шу деңгейін ескерту жүйесі: 11 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Oshman Engineering Design Kitchen (OEDK)-бұл Райс Университетіндегі ең үлкен өндірушілер кеңістігі, ол барлық студенттерге нақты мәселелерді шешуге жобалар мен прототиптер жасауға мүмкіндік береді. OEDK осы мақсатта қызмет ету үшін қатты, ықтимал қауіпті дыбыстар шығаратын көптеген электр құралдары мен үлкен техниканы сақтайды. OEDK көзді қорғау құралдары мен қолғаптардың айналасында қауіпсіздік мәдениетін сәтті құрғанымен, пайдаланушылардың есту қорғанысының қашан қажет екеніне сенімді болмауына байланысты есту қорғанысының қауіпсіздігінің дәл сол мәдениетін орната алмады.

Біздің топ, Децибелге қоңырау шалу, OEDK пайдаланушыларына қауіпті дыбыс деңгейінде есту қорғанысын тиісті түрде киюге кеңес беретін ескерту жүйесін жобалау, құру және енгізу арқылы осы мәселені шешуге бағытталған.

1 -қадам: Шолу

Бұл құрылғы Arduino Uno микроконтроллерін қолданады. Аналогтық дыбыстық деректер гравитациялық дыбыс деңгейін өлшеуіштен алынады, орташа, содан кейін жарықдиодты жолақтың цифрлық шығысын іске қосу үшін қолданылады. Көрнекі дисплейлерде децибелдің орташа деңгейін үздіксіз көрсететін градиент және алдын ала белгіленген децибел шегіне жеткенде қызыл түспен жыпылықтайтын құлаққаптар жиынтығы бар.

Корпус алюминиймен бекітілген екі дөңгелек фанерлі табақпен бөлінген екі фанера табақшадан жасалған. Градиент пен құлаққаптардың дисплейлері аязды акрилмен жасалған. Барлық электронды компоненттер артқы тақтаға бекітілген.

Шикізаттан қабырғаға орнатуға дейін бұл құрылғыны аяқтауға 2 сағаттан аз уақыт кетеді. Біз бұл жоба арқылы жарықдиодты жолақтарды тегістеу және басқару туралы көп нәрсені білдік, және сіз оны жасау сізге қызықты болады деп сенеміз!

2 -қадам: компоненттер мен құралдар қажет

Бұл құрылғыға арналған материалдардың жалпы құны 100 доллардан сәл асады. Біздің команда бұл құрылғыны жаппай жасап жатқандықтан, біз құнын төмендету үшін кейбір материалдарды жаппай сатып алдық. Сонымен қатар, біз бұл құрылғыны инженерлік кеңістікте жасап жатқандықтан, біз көптеген компоненттер мен құралдарға қол жеткіздік.

Төменде көрсетілген компоненттердің саны бір құрылғыға арналған.

Компоненттер

• USB кабелі бар 1x Arduino Uno (немесе ұқсас микроконтроллер)
• 1x прототиптеу тақтасы
• 1x қосымша тақта (міндетті емес)
• 2x Қызыл еркек-еркек сымдары
• 2x Қызыл еркек-әйел секіргіш сымдар
• 2x қара еркек-еркек сымдары
• 2x қара еркек-әйел секіргіш сымдар
• 3x еркек-еркек секіргіш сымдар
• 2x Көк еркек-әйел секіргіш сымдар
• 1х 5В 1А қуат адаптері
• 1x Гравитациялық аналогтық дыбыс деңгейін өлшеуіш
• 1x жеке адрестелетін RGB LED WS2812B жолағы (кемінде 20 жарық диоды)
• 6x ерлер мен ерлерге арналған түйреуіштер
• 2х 330 Ом резисторлары
• 24 «x 12» 1/4 дюймдік қайыңды фанера
• 1/4 «акрилден 7» х 9 «
• 9 «x 9» 1/8 дюйм акрил (ені әр түрлі болуы мүмкін)
• 3x 1/4 «Hex / 2» 6-32 алюминийден әйелдер-әйелдер
• 6x 1/4 «Hex/1 1/4» 6-32 Алюминийден әйелдер-әйелдер
• 18х 3/4 дюймдік 6-32 бұрандалы бұрандалар
• 18х № 6 шайбалар
• 8х10 мм M2.5 әйелдер мен әйелдердің нейлоннан шығуы
• 4х25 мм M2.5 әйелдер мен әйелдердің нейлоннан шығуы
• 4х18 мм M2.5 ерлер мен әйелдердің нейлоннан шығуы
• 24x 6 мм M2.5 бұрандалары

Құралдар

• Arduino IDE
• Дәнекерлеуішпен (HAKKO FM-204)
• Розин ағыны
• Лазерлік кескіш (EPILOG Fusion M2 40)
• Акрил желімі
• Құм себуші (міндетті емес)
• Қағаз
• 2 бөлікті эпоксидті
• Сымсыз бұрғылау
• 5/32 «бұрғылау ұшы
• 1/8 дюймдік бұрғылау
• 1/2 дюймдік 82º қарама -қарсы бит
• Бұрғылау баспасы
• #5 Counterbore бит
• Бұрауыштар
• Желім таяқшалары бар ыстық желім пистолеті

3 -қадам: Жарық диодтарын дайындаңыз

Жолақтағы белгілер бойынша жеке адрестелетін жарықдиодты жолақтардың екі жолағын кесіңіз. Кез келген жарықдиодты қысқартуға болады, кодтағы светодиодтардың санын кейінірек инициализациялауды ұмытпаңыз. Біз бір жолаққа 10 жарықдиодты қолдандық.

Дәнекерлеу тақырыбы жарықдиодты жолақтың 3 қосылысының әрқайсысына бекітіледі. Деректерді енгізу (DI) ұшына дәнекерлеуді ұмытпаңыз. Басқа жарық диодты жолақ үшін қайталаңыз. Біз дәнекерлеуді жеңілдету үшін жарықдиодты жолақтың коннекторларына щеткамен қосылған розин ағынын қолдандық.

Жарық диодты жолақтардың біреуін градиент бөлігінің қисығына сәйкес келу үшін доға тәрізді пішінге бүгіңіз және бүктеңіз. Біз бұған жарық диодты жолағы бар толқынды үлгіні жасау арқылы қол жеткіздік, ол өздігінен қисайып кетуі мүмкін. Дәл осы техниканы қолданып, құлаққап бөлігінің қисық сызығына сәйкес басқа жарық диодты жолақты қалыптастырыңыз.

4 -қадам: Схеманы жинаңыз

Ардуино 5В түйреуішін нан тақтасындағы электр рельсіне жалғаудан бастаңыз. Содан кейін, Arduino тобының түйреуішін нан тақтасындағы жер рельсіне қосыңыз.

Жарық диодты жолақтарды қосу

Arduino цифрлық 5 -пинін бір светодиодты жолақтағы деректерді енгізу (DI) коннекторына жалғаңыз, 5 -ші пин мен DI коннекторының арасына 330 Ом резисторды қосыңыз. Нан тақтасындағы қуат тақтасын светодиоды жолағындағы 5В қосқыш түйреуішке жалғаңыз, сонымен қатар жарықдиодты жолақтағы GND коннекторына нан тақтасының жерге тұйықтауышын жалғаңыз. Бұл градиентті дисплейге арналған жарықдиодты жолақ болады.

Arduino цифрлық 6 пинін басқа жарық диодты жолақтағы DI коннекторына жалғаңыз, 6 пин мен DI коннекторының арасына 330 Ом резисторды қосыңыз. Нан тақтасындағы қуат тақтасын светодиоды жолағындағы 5В қосқыш түйреуішке жалғаңыз, сонымен қатар жарықдиодты жолақтағы GND коннекторына нан тақтасының жерге тұйықтауышын жалғаңыз. Бұл құлаққаптар дисплейіне арналған жарықдиодты жолақ болады.

Гравитациялық дыбыс деңгейін өлшегішті қосу (микрофон)

Arduino A0 аналогтық түйреуішін гравитациялық дыбыс деңгейін өлшеу құралындағы аналогтық портқа қосыңыз. Нан тақтасындағы қуат тақтасын гравитациялық тақтадағы VCC портына, ал тақтаның жердегі рельсін гравитациялық тақтадағы GND портына қосыңыз.

Схеманы жетілдіру тақтасына ауыстыру (міндетті емес)

Барлық электронды компоненттерді орнында ұстау үшін біздің команда біздің схеманы перфорация тақтасына ауыстыруды шешті. Біздің схема өте күрделі емес, сондықтан біз 4см x 6см тақтаны 4см x 3см тақтайшаға кесу үшін темір араны пайдаланып, 1/8 дюймдік биіктікте жаңа бекіту тесіктерін бұрғыладық. Бұл қадам мүлдем міндетті емес.

5 -қадам: кодты өңдеңіз және жүктеңіз

Кодты жүктеп алып, оны Arduino IDE -де ашыңыз.

Әр жолақтағы светодиодтар саны үшін анықталған мәннің (NUM_LEDS_1 және NUM_LEDS_2) бірінші жарық диодты жолағы (градиент) мен екінші жарық диодты жолағы (құлаққаптар) үшін қиылған жарықдиодты шамаларға сәйкес келетінін тексеріңіз. Егер бұл мәндер сәйкес келмесе, кодтағы нөмірді өзгертіңіз.

Кодты растаңыз және Arduino тақтасына жүктеңіз.

6 -қадам: ағаш қаптаманы дайындаңыз

Ағаш лазермен кесу файлын жүктеңіз.

Лазерлік кескіштің сәйкес параметрлерін қолдана отырып, 1/4 дюймдік фанерадан алдыңғы және артқы тақталар мен 6 жарықдиодты тіректерді лазермен кесіңіз. Алдыңғы тақтадағы растрланған логотипті кез келген дизайнға өзгертуге болады.

Біздің лазерлік кескіште (EPILOG Fusion M2 40) біз келесі параметрлерді қолдандық:

• 4 жылдамдық, 100 қуат, векторлық кесуге 10 жиілік
• Растрлық гравировкаға 50 жылдамдық, 100 қуат, 300 дюйм

Біз лазерлі кескішті қолдандық, себебі бізде OEDK-те қол жетімді, бірақ сонымен қатар CNC маршрутизаторымен немесе таспамен кесектерді кесу үшін контур ретінде пайдалану үшін файлдарды жүктеуге болады.

Алдыңғы тақтаға суретте қызыл X белгісімен көрсетілген жерлерде 5/32 дюймдік 3 тесік бұрғылаңыз. Градиент пен құлаққап арасында бір тесік, оң жақ құлаққаптың астында, логотиптің астында бір тесік болуы керек. Бұл тесіктер 2 дюймдік қарсылықтар үшін болады.

Алдыңғы тақтаны артқы пластинаның үстіне қойыңыз, сонда олар екеуі де лазерлік кесу файлында көрсетілгендей бағытта болады. Қарындашпен градиент пен құлаққаптар кеңістігінің контурын, микрофон тесігін және алдыңғы тақтада артқы тақтаға бұрғыланған 3 саңылауды аздап қадағалаңыз.

Артқы тақтайшаға 5/32 дюймдік биіктігі бар 3 тесікті алдыңғы пластинадан жаңа ғана бұрғылау керек. Бұл тесіктерді артқы жағына салыңыз.

7 -қадам: Акрил бөліктерін дайындаңыз

1/4 дюймдік акрилді лазерлік кесу және 1/8 дюймдік лазерлі кесу файлын жүктеңіз.

Лазерлік кескіштің тиісті параметрлерін қолдана отырып, алдыңғы бөлікті 1/4 дюймдік акрилден және тірек бөліктерін 1/8 акрилден лазермен кесіңіз. Біздің лазерлік кескіште (EPILOG Fusion M2 40) біз келесі параметрлерді қолдандық:

• 1/4 дюймдік акрил үшін 2 жылдамдық, 100 қуат, 100 жиілік
• 1/8 дюймдік акрил үшін 4 жылдамдық, 100 қуат, 100 жиілік

Біз лазерлі кескішті қолдандық, себебі бізде OEDK-те қол жетімді, бірақ сонымен қатар CNC маршрутизаторымен немесе таспамен кесектерді кесу үшін контур ретінде пайдалану үшін файлдарды жүктеуге болады. Сонымен қатар, тірек бөліктерін кез келген ені акрилден кесуге болады, бірақ біз 1/8 дюймді немесе жұқа ерітінді салмақты азайту кезінде ағашқа бекіту үшін жеткілікті жақсы жұмыс істейтінін таптық.

Әр акрил тіреуішін акрилді желіммен сәйкес алдыңғы кірістіру бөлігіне жабыстырыңыз, осылайша алдыңғы кірістіру бөліктері алдыңғы тақтаға салынған кезде, тірек бөліктеріндегі ілгектер алдыңғы беттің артқы жағымен сәйкес келеді.

Желімді орнатқаннан кейін (кем дегенде 30 минут), жарықты жақсы тарату үшін біріктірілген акрил бөліктерінің алдыңғы және артқы жағын мұздатыңыз. Біз бұл үшін құм шашатын машинаны қолдандық, бірақ ұсақ ұнтақталған зімпара (600 грит немесе одан жоғары), сондай-ақ шынтақ майы да жұмыс істейді.

8 -қадам: Акрил бөліктерін ағаш қаптамаға бекітіңіз

Алдыңғы тақтайшаны төмен қаратып салыңыз да, акрил бөлшектерін сәйкес орындарға құрғатыңыз. Егер акрил бөлшектерін орнатуда қиындықтар туындаса, акрил бөлшектері сәйкес келгенше алдыңғы тақтаның ішкі жиектерін тегістеңіз.

Жақсы бекітуге қол жеткізгеннен кейін, акрил кесектерін алдыңғы тақтайшадан алып тастаңыз және ағашқа тиетін тірек бөліктерінің табанының бетіне екі бөліктен тұратын эпоксидті жағыңыз. Акрил бөліктерін бос орындарға қойыңыз, төмен басыңыз, эпоксидті толық құрғатыңыз.

9 -қадам: Электрондық тақталарды ағаш корпусқа орнатыңыз

Артқы тақтадағы микрофон тесігінің сызылған контурын қолдана отырып, гравитациялық дыбыс деңгейін өлшеуішті артқы тақтаға салыңыз, сонда микрофон контурымен сәйкес келеді. Гравитациялық тақтадағы төрт бекіту тесіктері артқы тақтада қай жерде орналасқанын белгілеңіз.

Артқы тақтадағы гравитациялық дыбыс деңгейін өлшеуішті қалдырып, Arduino тақтасы мен артқы тақтадағы перформат тақтасын орналастырыңыз. Адруино тақтасын электр розеткасы төмен қарайтындай етіп бағыттаңыз және әр тақта арасында кемінде 1/4 дюйм бос орын қалдырады. Бұл тақталардың нақты орналасуы, егер тақталар бір -бірімен қабаттаспаса немесе маңызды болмаса, маңызды емес. градиент пен құлаққаптың контурлары Біз Arduino тақтасын Gravity тақтасының сол жағына және ауырлық тақтасының үстіндегі перформат тақтасын қоюды таңдадық.

Ардуиноға арналған тесіктердің қай жерде орналасқанын және артқы тақтадағы тақтайшаларды белгілеңіз.

Артқы тақтайшадан электрониканы алып тастаңыз және 1/8 дюймдік бұрғымен белгіленген барлық тесіктерді бұрғылаңыз. Біздің M2.5 бұрандалары артқы тақтайшамен біркелкі отыруға қарсы тесікті қажет ететіндіктен, біз артқы тақтаны артқы бетінен қарсы беттік. бұрғылау қондырғысы.

Гравитациялық дыбыс деңгейінің өлшегішін артқы тақтаға M2.5 нейлонды бекіткіштер мен бұрандалар көмегімен бекітіңіз. Микрофон алдыңғы тақтаға жақын болуы керек, сондықтан тақтаны мүмкіндігінше жоғары көтеру үшін біз 25 мм әйелдер мен 18 мм ерлер мен әйелдердің тіректерін қолдандық.

Arduino мен perf тақтасын артқы тақтаға M2.5 әйелдер мен әйелдердің бекіткіштері мен бұрандаларын қолданып бекітіңіз. Бір тақта үшін қолданылатын барлық қарсылықтар бірдей ұзындықта және тақтаны құрылғы ішінде ұстап тұру үшін жеткілікті қысқа болған жағдайда, тұрақтылықтың ұзақтығы маңызды емес. Біз 10 мм әйелдер мен әйелдерге қарсы тұруды қолдандық.

Егер сіздің схемаңызда тақтайшаның орнына нан тақтасы қолданылса, бекіткіштер мен бұрандаларды пайдаланудың орнына нан тақтасын жабысқақ тірегімен орнатыңыз.

Электроника орнатылғаннан кейін тізбекті сымға қосыңыз.

10 -қадам: Жарықдиодты тіректерді қосыңыз

Артқы тақтаға қызыл Xs көрсеткендей градиентке жеңіл сызылған контурдың ішіне 3 нүкте салыңыз. Градиенттің әр ұшында бір тесік және ортасында бір тесік болуы керек. Қызыл Xs көрсеткендей, құлаққаптардың контурында қайталаңыз.

6 нүкте салынған 5/32 дюймдік тесіктерді бұрғылаңыз. Бұл тесіктерді артқы жағына салыңыз. Бұл тесіктер жарық диодты жолақтарды қолдау үшін 1/4 дюймдік тесіктерге арналған.

6 жарықдиодты тіректердің әрқайсысының бір ұшында 5/32 дюймдік тесіктерді бұрғылаңыз. Бұл тесіктерді қарсы жағыңыз.

Артқы тақтаға градиент пен құлаққаптың 1 1/4 дюймдік шегін құрайтын 6 тесіктің әрқайсысына жарықдиодты тіреуді бекітіңіз. Кедергі мен ағаш арасындағы екі жақта шайбаны қолданыңыз. Жарық диодты тіректерді осылай туралаңыз. жарық диодты жолақ тіректің бұрғыланбаған ұшына орналастырылады, жарық диодты жолақ градиентте немесе құлаққапта орталықтандырылады.

11 -қадам: Қорытынды жинау және монтаждау

Жарықдиодты жолақтарды жарықдиодты тіректерге бекіту үшін ыстық желімді қолданыңыз. Жарық диодты жолақтардың кіріс сымдары құрылғының төменгі жағына бағытталуы керек.

Жарық диодты жолақтарды схемаға қосыңыз және 5В қуат адаптерін Arduino USB кабеліне қосыңыз.

Алдыңғы тақтаны артқы тақтаға 2 дюймдік бекіткіштермен, 6-32 шайбалармен және 6-32 бұрандалармен бекітіңіз, шайбаларды тіректер мен ағаштың арасына салыңыз.

Құрылғыны артқы тақтадағы тесік арқылы қабырғаға орнатыңыз. Сіз қабырғаға ағаш бұранданы немесе командалық ілгекті қолдана аласыз.

Құрылғыны қосыңыз және есту қорғанысын алыңыз!