Ovoz o'lchagich - Arduino: 10 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Bu yo'riqnomada men Arduino va boshqa komponentlar yordamida ovoz o'lchagichni qanday yasashni ko'rsataman.

Bu maktab loyihasi, men yaqinda qildim, uni bajarish uchun bir yil vaqt kerak bo'ldi, u ovoz balandligini desibellarda qayd etadigan ovoz o'lchagichni qurishga asoslangan. Maqsad shovqinli ifloslanishni ta'kidlash edi, u kam ma'lum bo'lgan, lekin kundalik hayotimizda doimo bizga ta'sir qiladigan ifloslanishdir.

1 -qadam: materiallar

Elektronika:

• 1 - Arduino MEGA 2560
• 1 - SparkFun tovush detektori
• 1 - MicroSD karta moduli
• 1 - standart protoboard
• 1 - Neopixel LED tasmasi
• 1 - LCD (20X4)
• 1 - RTC DS3231 (haqiqiy soat soati)
• 1 - etti darajali displey
• 2 - 9V batareyalar
• 1 - Buck konvertori
• 12 - 220 Ω qarshilik
• 1 - 470 Ω qarshilik
• Kabellar
• 2 - kalitlar
• 1 - 1000 mF kondansatör

3D bosib chiqarish:

• Anet A8
• Bq Black PLA

O'rnatish/asboblar:

• Issiq elim + Issiq yopishtiruvchi qurol
• Super elim
• 3 mm x turli uzunlikdagi vintlar
• Ikki tomonlama lenta
• Lehimlash temir + Issiqlikni pasaytiruvchi quvurlar
• Tornavida
• Elektr tasmasi

2 -qadam: O'chirish diagrammasi

Bu rasmda siz Fritzingda bajarilgan sxemani ko'rishingiz mumkin. Men sxematik sxemani yaratishga harakat qildim, lekin men uni biroz chalkashtirib yubordim, shuning uchun men uni yana "vizual" qilib qo'ydim, garchi men boshqa urinib ko'rmoqchiman.

Men buni tushuntirishga harakat qilaman.

Birinchidan, Arduino MEGA - bu ovoz o'lchagichning miyasi, u har bir komponentni boshqaradigan kodga ega. Qizil rangli PCB - bu SparkFun tovush detektori bo'lib, u to'lqinlar amplitudasini o'qiydi, keyinchalik dB ga aylanadi. Bu choralar MicroSD kartasida saqlanadi, ular kun va qachon olingan (RTC moduli), shuningdek ular etti segmentli displeyda aks etadi.

Shuningdek, bizda LCD displeyda tushuntirilgan desibel ko'rsatkichlariga qarab turli xil ranglarda yonib turadigan 37 ta alohida boshqariladigan LEDlardan tashkil topgan Neopixel LED tasmasi mavjud (yuqoridagi rasmga qarang).

• Qizil: 120 dB dan yuqori, bu og'riq chegarasi.
• Sariq: 65 dan 120 dB gacha.
• Yashil: 30 dB dan yuqori, bu ovoz o'lchagich aniqlay oladigan minimal ko'rsatkichdir.

Bu svetoforga o'xshash dizayn edi va dastlab atigi 3 ta LED bo'lishi rejalashtirilgan edi (men hatto bitta RGB LEDini ham o'ylardim, lekin bu estetik jihatdan yoqimli emas edi). Bu Neopixel LED tasmasi 9V batareya bilan quvvatlanadi, lekin u faqat 5Vga muhtoj bo'lgani uchun, men LEDni yoqmaslik uchun 1000 mF kondansatör va 470 Ω qarshilik bilan kuchlanishni pasaytirish uchun Buck konverteridan foydalandim.

Qolgan komponentlar, shu jumladan Arduino, boshqa 9V batareya bilan quvvatlangan.

Ikkita kalit ham bor: biri asosiy elektronika uchun (Arduino va boshqalar), ikkinchisi faqat LED tasmasi uchun, agar men ularning yonishini xohlamasam.

QAYD: Ulanishlarni ko'rishni osonlashtirish uchun diagrammada kichik protoboard bor, lekin men uni ishlatmaganman.

3 -qadam: kod

"yuklanish =" dangasa"

Menda 4 yildan beri Anet A8 bor (men uni yaxshi ko'raman) va men har doim TinkerCAD -dan foydalanardim, bu onlayn bepul SAPR dasturi, siz xohlagan joyni loyihalash imkonini beradi! Bu juda intuitiv va men o'ylash orqali bilib oldim (Internet juda zo'r ma'lumot, men Arduino va uning yordamida ajoyib Arduino forumi yordamida loyihalarni kodlashni va bajarishni o'rgandim. Lekin men hozir hamma narsani 3D -printerlardan. Shuning uchun men qaror qildim bu xabar va o'z tajribam bilan o'rtoqlashing).

Ushbu loyiha uchun men Fusion 360 -ga o'tdim, chunki TinkerCAD -da dizayn cheklovlari bor edi, men loyiha haqida o'ylamasdan oldin Fusion -ni oldim, chunki siz uni havaskorlar uchun olishingiz mumkin edi (agar siz uni kichkina ijodingizni loyihalash uchun vaqti -vaqti bilan ishlatsangiz juda yaxshi), lekin men ovoz o'lchagichni yaratishga qaror qilmaguncha uni ishlatmadim.

Oldingi TinkerCAD sarguzashtlarimdan olgan asosiy bilimlar tufayli men tezda asoslarni o'rgandim va ishning birinchi versiyasini yaratdim (birinchi rasmga qarang), menga bu yoqdi va men undan ovoz o'lchagichning qanday ishlashini va ba'zi tajribalarni ko'rish uchun foydalandim (sinov va xato). Lekin men chiroyli ko'rinishga ega dizaynni ishlab chiqa olaman deb o'yladim, shuning uchun men 2 -versiyani (va oxirgi versiyani), qora va jingalak korpusni yaratdim.

Oxirgi dizaynda men uni yanada funktsional va chiroyli qilish uchun bir nechta narsalarni yaxshiladim:

• Hajmi qisqartirildi
• Neopixel LED tasmasi
• Yaxshiroq tashkilot
• Knurl patten yuqori qismini osongina olish uchun.
• Qora filament (yanada oqlangan;))

Ikkalasi ham Anet A8 to'shagiga sig'ishi uchun bo'laklarga bo'lingan. 2 -versiyada 26 ta bo'lak bor va siz tepani echib, mashinaning ichki qismini ko'rishingiz mumkin, men uni Arduino -ni kompyuterga ulashda burab qo'ymaslik uchun ham ishlab chiqdim.

Tafsilotlar

Ushbu dizaynda men ta'kidlamoqchi bo'lgan ba'zi tafsilotlar mavjud:

1. Knurl dizayni Ko'proq tutqich qo'shish va yuqori qismini ko'tarishga yordam berish uchun (3 -rasm). Men, shuningdek, elektr tasmasi bilan qoplangan LED kabellarining kirishini yashirdim.
2. SD -karta uni olishni osonlashtiradigan yivga ega (4 -rasm).
3. Qo'llanma Yuqori qismni joyida saqlashga yordam berish uchun men uchburchak qo'llanma ishlab chiqdim (5 -rasm).
4. Pastki qism ostida silikon yopishqoq zarba to'xtaydi.

5 -qadam: 3D bosib chiqarish

Ikkala versiya ham chop etishga ancha vaqt ketdi.

Men oxirgi versiya haqida gaplashaman. Men Cura kesgichidan foydalandim va parametrlarim quyidagicha edi:

• Aksariyat qismlarga qo'llab -quvvatlash kerak emas
• Men ularning ba'zilariga baland bo'yli yoki kichkina bo'lgani uchun to'shakka yopishib olishlari uchun yubka ishlatardim.
• Harorat = 205º
• To'shak = 60º
• Fan Ha
• 0,2 mm
• Tezlik = taxminan 35 mm/s. (qismga bog'liq). Birinchi qatlam 30 m/s bo'lsa -da.
• 10-15% to'ldiring (bu qismga ham bog'liq).

Rasmlardan birida ba'zi qismlar ko'rsatilgan.

6 -qadam: yig'ish

Rasmlarda orginsizatsiyadagi farqni aniqlash mumkin.

Men har doimgidek oxirgi versiyaga, ya'ni qora rangga e'tibor qarataman. Afsuski, menda qurilish haqida hech qanday rasm yo'q, lekin umid qilamanki, bu rasmlar uning qanday o'rnatilishini ko'rsatadi.

Ikkala batareyada ham ularni ushlab turish va almashtirishni osonlashtiradigan ikkita kompartman bor, men ularni ikki tomonlama lenta bilan yopishtirdim. Men ham JTS ulagichlaridan foydalanardim (menimcha, bu universal nom, chunki har xil turlari bor, lekin men o'zim ishlatganlarning rasmini ham qo'shganman), ular batareyalarni chiqarishni ham osonlashtiradi.

Men hamma joylarni yopdim, ular issiqlikka chidamli quvurlar bilan lehimlandi.

LCD shuningdek, ikki tomonlama lenta bilan ushlab turiladi. Va ba'zi qismlar 3 mm diametrli va har xil uzunlikdagi vintlardek ushlab turilgan bo'lib, ularda kichikroq teshiklari bo'lgan MicroSD moduli bundan mustasno.

Kalitlar va etti segmentli displey elektr lentaga o'ralgan, shuning uchun issiq yopishtiruvchi yoki super yopishtiruvchi ishlatishning hojati yo'q edi, chunki ular o'z joylariga mahkam o'rnashgan.

7 -qadam: Kalibrlash

Eng yaxshi usul boshqa ovoz o'lchagich bilan bo'lishi mumkin, lekin menda yo'q, shuning uchun men telefonimda ilovadan foydalanardim. Va bu fisik formulalar desibellarni olish uchun.

8 -qadam: Natija

Shunday qilib, bu ikkala holatning yakuniy natijasi. Men ikkalasining rasmlarini qo'shdim, lekin birinchi versiyaning barcha komponentlari oxirgi variantda, bu haqiqiy yakuniy natijadir, lekin men boshqasini unutishni xohlamayman, chunki u ham yaratish jarayonining bir qismi edi.

QAYD: Bu hali ham davom etayotgan post, men ba'zi narsalarni o'zgartirishim mumkin, masalan, kalibrlashni tushuntirish yoki uning ishini ko'rsatadigan videoni qo'shish.

9 -qadam: Xulosa

Men shovqin qancha ifloslanishini ko'rish uchun men yaratgan Ovoz o'lchagich yordamida ba'zi joylarni o'lchadim va Excelda uning qanday o'zgarishini, maksimal va minimal dB cho'qqilarini ko'rsatadigan grafikalar tuzdim.

1. Bu mening maktabimdagi sinflarning o'zgarishi.
2. Yangi yil arafasida yopiq partiya, men qo'shiqni o'zgartirganda eng past desibel bo'lganini payqadim.
3. Men kinoteatrda 1917. Men filmning qaysi qismida boshida desibellar ko'payishini bilaman, lekin hech narsa demayman, garchi bu spoyler deb o'ylamasam ham.

Eslatma: ko'rsatilgan barcha choralar COVID-19 kasalligi pandemiyasidan bir necha oy oldin qilingan

10 -qadam: Muammolar

Ushbu loyihani yaratishda men ba'zi muammolar bilan duch keldim, ular haqida gapirishni istardim, chunki ular har bir ishlab chiqaruvchi ijodining bir qismidir.

1. Neopixel LED tasma kodi: Kodning eng katta muammosi LED tasmasi va animatsiyaning kechikishi bo'lib, bu butun dasturlarga ta'sir qildi (shu jumladan etti segmentli displeyning yangilanish tezligi). Men millisdan foydalandim, lekin baribir hamma narsaga ta'sir qildim, shuning uchun men qolgan komponentlarga ta'sir qilmagan kodni qoldirdim, lekin birinchi LEDda animatsiya boshlanmadi, u tasodifiy boshlanadi (men qilmayman) nima uchun bilmayman), lekin u baribir ajoyib ko'rinadi. Men juda ko'p qidirdim va rangni tozalash animatsiyasi muammosi hal qilib bo'lmaydigan ko'rinadi.
2. Bu katta muammo emas, men sotib olgan SparkFun sensorining sarlavhalari yo'q edi, shuning uchun men ularni sotib olib lehimladim, lekin ular sensorni 3D bosilgan qutiga joylashtirishga to'sqinlik qilmoqda. Ammo, men lehimlashda eng zo'r emasligim uchun, men uni shunday qoldirdim va biroz adashib qoldim.
3. Yakuniy korpusni yig'ishda men tomonlarning 3D bosilgan egri chizig'ini to'g'ri joylashtirish qiyin bo'lganini payqadim, shuning uchun men ularni to'g'ri joylashtirish va yopishtirish uchun boshqa qismni yaratdim.

O'ylaymanki, men perfektsionistman (ba'zida bu yomon), lekin menimcha, yaxshilanish uchun juda ko'p joy bor.

Ovoz o'lchagichni o'chirish va MicroSD kartasini olish o'rniga o'qishni ko'rish uchun telefon, kompyuter va boshqalar orqali kirish uchun ESP8266 Wi-Fi modulini qo'shish haqida o'yladim.