Skaņas mērītājs - Arduino: 10 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Šajā pamācībā es parādīšu, kā izveidot skaņas mērītāju, izmantojot Arduino un dažus citus komponentus.

Šis ir skolas projekts, kuru nesen veicu un kura pabeigšana prasīja gadu, un tas ir balstīts uz skaņas mērītāja izveidi, kas reģistrē skaņas līmeņus decibelos. Mērķis bija izcelt trokšņa piesārņojumu - piesārņojuma veidu, kas ir mazāk zināms, bet kas mūs pastāvīgi ietekmē mūsu ikdienas dzīvē.

1. solis: Piegādes

Elektronika:

• 1 - Arduino MEGA 2560
• 1 - SparkFun skaņas detektors
• 1 - MicroSD karšu modulis
• 1 - standarta protoboard
• 1 - Neopixel LED sloksne
• 1 - LCD (20X4)
• 1 - RTC DS3231 (reālā laika pulkstenis)
• 1 - Septiņu degmentu displejs
• 2 - 9 V baterijas
• 1 - Buck Converter
• 12 - 220 Ω rezistors
• 1 - 470 Ω rezistors
• Kabeļi
• 2 - Slēdži
• 1 - 1000 μF kondensators

3D drukāšana:

• Anet A8
• Bq Black PLA

Montāža/instrumenti:

• Karstā līme + karstās līmes pistole
• Super līme
• Skrūves 3 mm x dažādi garumi
• Divpusēja lente
• Lodāmurs + termiski saraušanās caurules
• Skrūvgriezis
• Elektriskā lente

2. darbība: shēmas shēma

Šajā attēlā jūs varat redzēt shēmu, kas veikta Fritzingā. Es mēģināju izveidot shematisku shēmu, bet es to nedaudz sajaucu, tāpēc es padarīju šo “vizuālāko”, lai gan es vēlos to izmēģināt vēlreiz.

Es mēģināšu to izskaidrot.

Pirmkārt, Arduino MEGA ir skaņas mērītāja smadzenes, un tam ir kods, kas kontrolē katru komponentu. Sarkanais PCB ir SparkFun skaņas detektors, kas nolasa viļņu amplitūdu, vēlāk pārveidojot par dB. Šie mērījumi tiek saglabāti MicroSD kartē kopā ar dienu un laiku, kad tie tika veikti (RTC modulis), kā arī tie tiek parādīti septiņu segmentu displejā.

Mums ir arī Neopixel LED sloksne, kas sastāv no 37 individuāli kontrolējamām gaismas diodēm, kuras iedegas dažādās krāsās atkarībā no decibelu rādījumiem, kas izskaidroti LCD ekrānā (skatiet attēlu iepriekš).

• Sarkans: virs 120 dB, kas ir sāpju slieksnis.
• Dzeltens: no 65 līdz 120 dB.
• Zaļš: virs 30 dB, kas ir minimums, ko skaņas mērītājs var noteikt.

Tas bija dizains, kas atgādina luksoforu, un sākotnēji bija paredzēts tikai 3 gaismas diodes (es pat domāju par vienu RGB LED, bet tas nebija estētiski patīkami). Šo Neopixel LED sloksni darbina 9 V akumulators, bet, tā kā tam nepieciešams tikai 5 V, es izmantoju Buck pārveidotāju, lai pazeminātu spriegumu ar 1000 μF kondensatoru un 470 Ω rezistoru, lai LED nedeg.

Pārējās sastāvdaļas, ieskaitot Arduino, darbināja ar citu 9 V akumulatoru.

Ir arī divi slēdži: viens galvenajai elektronikai (Arduino utt.) Un otrs tikai LED sloksnei, ja es nevēlos, lai tie iedegtos.

PIEZĪME. Diagrammā, lai būtu vieglāk saskatīt savienojumus, ir neliels protoboards, bet konstrukcijā es to neizmantoju.

3. solis: kods

"iekraušana =" slinks"

Man ir bijis mans Anet A8 apmēram 4 gadus (es to mīlu), un es vienmēr esmu izmantojis TinkerCAD, kas ir tiešsaistes bezmaksas CAD programma, kas ļauj jums izveidot visu, ko vēlaties! Tas ir ļoti intuitīvi, un es uzzināju, tinkering (Internets ir daudz informācijas, es iemācījos kodēt un veikt projektus ar Arduino, pateicoties tam un pārsteidzošajam Arduino forumam. Bet arī viss, ko es tagad izmantoju no 3D printeriem. Tāpēc es nolēmu izveidot šo ziņu un dalies ar savu pieredzi).

Šim projektam es pārgāju uz Fusion 360, jo TinkerCAD ir daži dizaina ierobežojumi. Sākotnēji es saņēmu Fusion pirms domāšanas par projektu, jo jūs varētu to iegūt hobijiem (patiešām forši, ja to izmantojat tikai vienu reizi, lai izstrādātu savus mazos darbus), Lai gan es to neizmantoju, līdz nolēmu izveidot skaņas mērītāju.

Pateicoties pamatzināšanām, kas bija manas iepriekšējos TinkerCAD piedzīvojumos, es ātri iemācījos pamatus un izveidoju lietas pirmo versiju (skat. Pirmo attēlu), man tas patika, un es to izmantoju, lai redzētu, kā darbojas skaņas mērītājs, un daži eksperimenti (izmēģinājums) un kļūda). Bet es domāju, ka es varētu izveidot labāku izskatu, tāpēc es izveidoju 2. versiju (un pēdējo) - melno un izliekto lietu.

Šajā pēdējā dizainā es uzlaboju dažas lietas, lai padarītu to funkcionālāku un skaistāku:

• Samazināts izmērs
• Neopikseļu LED sloksne
• Labāka organizācija
• Knurl patten, lai viegli noņemtu augšdaļu.
• Melns pavediens (elegantāks;))

Abi ir sadalīti gabalos, lai ietilptu Anet A8 gultā. 2. versijā ir 26 gabali, un jūs varat noņemt virsu un redzēt mašīnas iekšas, es to arī izstrādāju, lai, pieslēdzot to datoram, nebūtu jānoskrūvē Arduino.

Sīkāka informācija

Šim dizainam ir dažas detaļas, kuras es vēlos izcelt:

1. Rievotais dizains Lai palielinātu saķeri un palīdzētu pacelt augšējo daļu (3. attēls). Es arī paslēpu LED kabeļu ieeju, pārklājot to ar elektrisko lenti.
2. SD kartei ir grope, kas atvieglo tās paņemšanu (4. attēls).
3. Ceļvedis Lai palīdzētu noturēt augšējo daļu vietā, es izveidoju trīsstūrveida vadotni (5. attēls).
4. Silikona līmes trieciens apstājas zem apakšējās daļas.

5. darbība: 3D drukāšana

Abu versiju drukāšana aizņēma ilgu laiku.

Es runāšu par galīgo versiju. Es izmantoju Cura griezēju, un mani parametri bija:

• Lielākajai daļai gabalu nav nepieciešami balsti
• Dažos no tiem es izmantoju svārkus, jo tie bija augsti vai mazi, lai palīdzētu viņiem pielipt pie gultas.
• Temperatūra = 205º
• Gulta = 60º
• Ventilators Jā
• 0,2 mm
• Ātrums = aptuveni 35 mm/s (atkarīgs no gabala). Lai gan pirmais slānis ir 30 m/s.
• Piepildiet 10 - 15% (tas ir atkarīgs arī no gabala).

Viens no attēliem parāda dažus gabalus.

6. darbība: montāža

Attēlos var norādīt atšķirību attiecībā uz organizāciju.

Kā vienmēr, es pievērsīšos galīgajai versijai, melnajai. Diemžēl man nav uzbūves attēlu, bet es ceru, ka šīs bildes parāda, kā tas viss ir izveidots.

Abām baterijām ir divi nodalījumi, lai tās turētu un atvieglotu to nomaiņu, es pielīmēju ar divpusēju lenti. Es arī izmantoju JTS savienotājus (es domāju, ka tas ir universāls nosaukums, jo ir dažādi veidi, bet esmu pievienojis arī attēlu, ko izmantoju), tie arī atvieglo bateriju izņemšanu.

Es pārklāju visas vietas, kur es biju pielodēts ar termiski saraušanās caurulēm.

LCD tiek turēts arī ar kādu abpusēju lenti. Dažas detaļas tiek turētas ar skrūvēm, kuru diametrs ir 3 mm un dažādi garumi, izņemot MicroSD moduli, kuram bija mazāki caurumi, tāpēc es turēju to vietā ar dažiem, kas man bija uzlikti un bija pareiza izmēra.

Slēdži un septiņu segmentu displejs bija iesaiņoti elektriskajā lentē, tāpēc nebija nepieciešams izmantot karstu līmi vai superlīmi, jo tie bija ievietoti savās vietās.

7. solis: kalibrēšana

Labākais veids varētu būt ar citu skaņas mērītāju, bet man tāda nav, tāpēc es savā tālrunī izmantoju lietotni. Un šī fiskālā formula, lai iegūtu decibelus.

8. solis: rezultāts

Tātad tas ir abu lietu gala rezultāts. Esmu pievienojis abu attēlus, bet visas pirmās versijas sastāvdaļas atrodas pēdējā, kas ir patiesais gala rezultāts, bet es nevēlos aizmirst otru, jo tas arī bija daļa no izveides procesa.

PIEZĪME. Šis ir darbs, kas vēl tiek pabeigts, un es varētu mainīt dažas lietas, piemēram, paskaidrot vairāk par kalibrēšanu vai pievienot videoklipu, kas parāda tā darbību.

9. solis. Secinājums

Es izmērīju dažas vietas ar manu uzbūvēto skaņas mērītāju, lai redzētu, ar kādu trokšņa piesārņojumu mēs dzīvojam, un es izveidoju grafiku programmā Excel, kurā parādīts, kā tas svārstās, kā arī maksimālās un minimālās dB virsotnes.

1. Tas notiek, mainoties klasēm manā skolā.
2. Iekštelpu ballīte Vecgada vakarā, es pamanīju, ka zemākie decibeli ir kur, kad dziesmas maiņa.
3. Kino skatoties 1917. Es zināmā mērā zinu, kurā filmas daļā sākumā ir decibelu palielināšana, bet es neko neteikšu, lai gan, manuprāt, tas nav spoileris.

Piezīme: visi parādītie pasākumi tika veikti mēnešus pirms COVID-19 izraisītās pandēmijas

10. solis: radušās problēmas

Veidojot šo projektu, es saskāros ar dažām problēmām, par kurām es vēlos runāt, jo tās ir daļa no katra veidotāja.

1. Neopixel LED sloksnes kods: Lielākā koda problēma bija LED sloksne un animācijas aizkavēšanās, kas ietekmēja visas programmas (ieskaitot septiņu segmentu displeja atsvaidzes intensitāti). Es izmantoju milis, bet tomēr ietekmēju visu, tāpēc galu galā atstāju kodu, ko izveidoju, kas neietekmēja pārējos komponentus, bet animācija nesākās pirmajā gaismas diodē, tā sāksies nejauši (es tā nedarīšu) nezinu kāpēc), bet tas joprojām izskatās forši. Es daudz meklēju, un krāsu notīrīšanas animācijas problēma šķiet nenovēršama.
2. Tā nav liela problēma, manam nopirktajam SparkFun sensoram nebija galvenes, tāpēc es nopirku un pielodēju, bet tie traucē sensora ievietošanu 3D drukātajā korpusā. Bet, tā kā es neesmu labākais lodēt, es to atstāju un esmu nedaudz nevietā.
3. Saliekot galīgo korpusu, es atklāju, ka ir grūti pareizi novietot sānos 3D drukātās līknes, tāpēc es izveidoju citu gabalu, lai tos pareizi novietotu un pielīmētu.

Domāju, ka esmu perfekcionists (dažreiz tas ir slikti), bet, manuprāt, ir daudz iespēju uzlabot.

Es arī domāju par ESP8266 Wi-Fi moduļa pievienošanu, lai piekļūtu arī caur tālruni, datoru utt., Lai redzētu rādījumus, nevis izslēgtu skaņas mērītāju un paņemtu MicroSD karti.