Nedroša trokšņa līmeņa brīdinājuma sistēma: 11 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Osmana inženierijas dizaina virtuve (OEDK) ir lielākā rīsu universitātes veidotāju telpa, kas visiem studentiem nodrošina telpu, lai izstrādātu un prototipētu risinājumus reālās pasaules izaicinājumiem. Šim nolūkam OEDK ir vairāki elektroinstrumenti un lielas iekārtas, kas rada skaļus, potenciāli nedrošus trokšņus. Lai gan OEDK ir veiksmīgi izveidojusi drošības kultūru ap acu aizsarglīdzekļiem un cimdiem, tā nevarēja izveidot tādu pašu drošības kultūru attiecībā uz dzirdes aizsarglīdzekļiem, jo lietotāji nav pārliecināti, kad ir nepieciešama dzirdes aizsardzība.

Mūsu komandas Ring the Decibels mērķis ir atrisināt šo problēmu, izstrādājot, izveidojot un ieviešot brīdinājuma sistēmu, kas iesaka OEDK lietotājiem valkāt atbilstošus dzirdes aizsardzības līdzekļus nedrošā skaņas līmenī.

1. darbība. Pārskats

Šī ierīce izmanto Arduino Uno mikrokontrolleru. Analogie skaņas dati tiek saņemti no gravitācijas skaņas līmeņa mērītāja, tiek aprēķināti vidēji un pēc tam tiek izmantoti, lai aktivizētu digitālās LED sloksnes izvadi. Vizuālajos displejos ir slīpums, kas nepārtraukti parāda vidējo decibelu līmeni, un austiņu komplekts, kas mirgo sarkanā krāsā, kad tiek sasniegts iepriekš noteikts decibeļu slieksnis.

Korpuss ir izgatavots no divām saplākšņa plāksnēm, kuras atdala divas apaļas saplākšņa plāksnes, kuras atdala alumīnija atdalījumi. Gradienta un austiņu displeji ir veidoti no matēta akrila. Visas elektroniskās detaļas ir piestiprinātas pie aizmugurējās plāksnes.

Sākot ar izejvielām un beidzot ar uzstādīšanu pie sienas, šīs ierīces izgatavošana prasa tikai mazāk nekā 2 stundas. Šajā projektā mēs uzzinājām daudz par datu izlīdzināšanu un LED sloksņu kontroli, un ceram, ka jums būs jautri to veidot!

2. darbība. Nepieciešamās sastāvdaļas un rīki

Šīs ierīces materiālu kopējās izmaksas ir nedaudz zem 100 USD. Tā kā mūsu komanda masveidā būvē šo ierīci, mēs varējām iegādāties dažus materiālus vairumā, lai samazinātu izmaksas. Turklāt, tā kā mēs veidojam šo ierīci inženiertehniskajā ražošanas telpā, mums jau bija piekļuve daudzām sastāvdaļām un rīkiem.

Turpmāk uzskaitīto sastāvdaļu daudzums attiecas uz vienu ierīci.

Sastāvdaļas

• 1x Arduino Uno (vai līdzīgs mikrokontrolleris) ar USB kabeli
• 1x prototipu maizes dēlis
• 1x perfboard (pēc izvēles)
• 2x sarkani vīriešu-vīriešu džemperu vadi
• 2x sarkani vīriešu un sieviešu džemperu vadi
• 2x melni vīriešu-vīriešu džemperu vadi
• 2x melni vīriešu un sieviešu džemperu vadi
• 3x zili vīriešu-vīriešu džemperu vadi
• 2x zili vīriešu un sieviešu džemperu vadi
• 1x 5V 1A strāvas adapteris
• 1x gravitācijas analogā skaņas līmeņa mērītājs
• 1x individuāli adresējama RGB LED WS2812B sloksne (vismaz 20 gaismas diodes)
• 6x vīriešu-vīriešu galvenes tapas
• 2x 330 omu rezistori
• 24 x 12 collas 1/4 collu bērza saplāksnis
• 7 "x 9" no 1/4 "akrila
• 9 x 9 collas no 1/8 collu akrila (platums var mainīties)
• 3x 1/4 "sešstūra / 2" 6-32 sieviešu un sieviešu alumīnija pārtraukumi
• 6x 1/4 "sešstūra/1 1/4" 6-32 sieviešu un sieviešu alumīnija pārtraukumi
• 18x 3/4 "6-32 plakanas galvas skrūves
• 18x mazgātāji Nr
• 8x 10 mm M2.5 sieviešu un sieviešu neilona pārtraukumi
• 4x 25 mm M2.5 sieviešu un sieviešu neilona pārtraukumi
• 4x 18 mm M2.5 vīriešu un sieviešu neilona pārtraukumi
• 24x 6mm M2.5 skrūves

Rīki

• Arduino IDE
• Lodāmurs (HAKKO FM-204) ar lodmetālu
• Kolofonija plūsma
• Lāzera griezējs (EPILOG Fusion M2 40)
• Akrila līme
• Smilšu strūkla (pēc izvēles)
• Smilšpapīrs
• Divdaļīgs epoksīdsveķis
• Akumulatora urbis
• 5/32 "urbis
• 1/8 "urbis
• 1/2 "82º iegremdēšanas uzgalis
• Urbšanas prese
• #5 Pretsturbuma bits
• Skrūvgrieži
• Karstās līmes pistole ar līmes kociņiem

3. darbība: sagatavojiet gaismas diodes

Izgrieziet divas individuāli adresējamo LED sloksņu sloksnes pie marķējuma uz sloksnes. Jūs varat samazināt jebkuru gaismas diodes skaitu, kādu vēlaties, tikai noteikti atkārtoti inicializējiet gaismas diodes skaitu kodā vēlāk. Katrā sloksnē mēs izmantojām 10 gaismas diodes.

Lodēšanas galvenes tapas uz katra no 3 savienojumiem vienā no LED sloksnes. Noteikti lodējiet datu ievades (DI) galā. Atkārtojiet to ar otru LED sloksni. Lai atvieglotu lodēšanu, mēs izmantojām nedaudz kolofonija plūsmas uz LED sloksnes savienotājiem.

Salieciet un salieciet vienu no LED sloksnēm loka formā, lai tā atbilstu gradienta gabala līknei. Mēs to panācām, izveidojot viļņotu rakstu ar LED sloksni, kas varētu izliekties. Izmantojot šo pašu tehniku, izveidojiet otru LED sloksni, lai tā atbilstu austiņu detaļas līknei.

4. solis: samontējiet ķēdi

Sāciet, pievienojot Arduino 5V tapu maizes dēļa barošanas sliedei. Pēc tam pievienojiet Arduino grupas tapu pie maizes dēļa zemes sliedes.

LED sloksņu pievienošana

Pievienojiet Arduino digitālo tapu 5 datu ievades (DI) savienotājam uz vienas LED sloksnes, pievienojot 330 omu rezistoru starp tapu 5 un DI savienotāju. Pievienojiet maizes dēļa maizes barošanas sliedi ar 5V savienotāja tapu uz LED sloksnes un pievienojiet rīvdēļa zemes sliedi ar GND savienotāju uz LED sloksnes. Šī būs LED sloksne gradienta displejam.

Pievienojiet Arduino digitālo tapu 6 DI savienotājam otrā LED sloksnē, pievienojot 330 omu rezistoru starp tapu 6 un DI savienotāju. Savienojiet maizes dēļa maizes barošanas sliedi ar 5V savienotāja tapu uz LED sloksnes un pievienojiet rīvdēļa zemes sliedi ar GND savienotāju uz LED sloksnes. Šī būs LED sloksne austiņu displejam.

Gravitācijas skaņas līmeņa mērītāja (mikrofona) pievienošana

Savienojiet Arduino analogo tapu A0 ar gravitācijas skaņas līmeņa mērītāja analogo portu. Pievienojiet maizes dēļa maizes barošanas sliedi ar GC gravitācijas paneļa VCC portu un maizes dēļa zemes sliedi ar GND portu Gravity panelī.

Circuit pārsūtīšana uz Perf Board (pēc izvēles)

Lai visas elektroniskās sastāvdaļas paliktu vietā ilgāk, mūsu komanda nolēma pārvietot mūsu shēmu uz perf plates. Mūsu ķēde nav ļoti sarežģīta, tāpēc mēs ar zāģi sagriezām 4 cm x 6 cm perforētu plāksni 4 cm x 3 cm plāksnē un urbām tajā jaunus montāžas caurumus ar 1/8 collu bitu. Šis solis ir pilnīgi neobligāts.

5. darbība: rediģējiet un augšupielādējiet kodu

Lejupielādējiet kodu un atveriet to Arduino IDE.

Pārbaudiet, vai vērtība, kas noteikta gaismas diodes skaitam katrā joslā (NUM_LEDS_1 un NUM_LEDS_2), atbilst to gaismas diožu skaitam, kuras esat izgriezis pirmajai LED sloksnei (gradients) un otrajai LED sloksnei (austiņas). Ja šīs vērtības nesakrīt, nomainiet koda numuru.

Pārbaudiet un augšupielādējiet kodu savā Arduino panelī.

6. darbība: sagatavojiet koka apvalku

Lejupielādējiet koka lāzera griešanas failu.

Izgrieziet lāzeru priekšējās un aizmugurējās plāksnes un 6 LED balstus no 1/4 collu saplākšņa, izmantojot atbilstošos lāzera griezēja iestatījumus. Jūtieties brīvi mainīt priekšējās plāksnes logotipu uz jebkuru vēlamo dizainu.

Lāzera griezējā (EPILOG Fusion M2 40) mēs izmantojām šādus iestatījumus:

• 4 ātrumi, 100 jauda, 10 frekvences līdz vektora griezumam
• 50 ātrumi, 100 jauda, 300 DPI līdz rastra gravēšanai

Mēs izmantojām lāzera griezēju, jo mums ir pieejams viens no OEDK, taču varat arī lejupielādēt failus, lai tos izmantotu kā kontūru, lai sagrieztu gabalus ar CNC maršrutētāju vai lentzāģi.

Izurbiet priekšējā plāksnē 3 caurumus ar 5/32 collu uzgali vietās, kas attēlā redzamas ar sarkanajiem X. Ir jābūt vienam caurumam starp slīpumu un austiņām, vienam zem labās austiņas un vienam zem logotipa. šie caurumi no priekšpuses. Šie caurumi būs paredzēti 2 collu pārtraukumiem.

Uzlieciet priekšējo plāksni virs aizmugurējās plāksnes tā, lai tās abas būtu vērstas lāzera griešanas failā redzamajā virzienā. Ar zīmuli viegli izsekojiet slīpuma un austiņu telpu kontūrai, mikrofona caurumam un 3 caurumiem, kas tikko izurbti priekšējā plāksnē uz aizmugurējās plāksnes.

Izurbiet aizmugurējā plāksnē 3 caurumus ar 5/32 uzgali vietās, kas tikko pārvietotas no priekšējās plāksnes. Dziļiniet šos caurumus no aizmugures.

7. solis: Sagatavojiet akrila gabalus

Lejupielādējiet 1/4 collu akrila lāzera griešanas failu un 1/8 collu lāzera griešanas failu.

Izmantojot lāzera griezēja atbilstošos iestatījumus, ar lāzeru izgrieziet priekšējā ieliktņa gabalus no 1/4 "akrila un aizmugurējos gabalus no 1/8" akrila. Lāzera griezējā (EPILOG Fusion M2 40) mēs izmantojām šādus iestatījumus:

• 2 ātrumi, 100 jaudas, 100 frekvences 1/4 collu akrilam
• 4 ātrumi, 100 jaudas, 100 frekvences 1/8 collu akrilam

Mēs izmantojām lāzera griezēju, jo mums ir pieejams viens no OEDK, taču varat arī lejupielādēt failus, lai tos izmantotu kā kontūru, lai sagrieztu gabalus ar CNC maršrutētāju vai lentzāģi. Turklāt pamatnes var sagriezt no jebkura platuma akrila, bet mēs atklājām, ka 1/8 collas vai plānāks ir pietiekami labi piemērots, lai piestiprinātu pie koka, vienlaikus samazinot svaru.

Līmējiet katru akrila pamatni ar atbilstošo priekšējā ieliktņa gabalu ar akrila līmi tā, lai, ievietojot priekšējās ieliktņa daļas priekšējā plāksnē, pamatnes gabalu izciļņi būtu vienā līmenī ar priekšējās virsmas aizmuguri.

Pēc līmes sacietēšanas (vismaz 30 minūtes) sasaldējiet savienoto akrila gabalu priekšpusi un aizmuguri, lai labāk izkliedētu gaismu. Šim nolūkam mēs izmantojām smilšu strūklu, taču derēs arī smilšpapīrs ar smilšpapīru (600 smilšu vai lielāks) un daži elkoņu tauki.

8. solis: piestipriniet akrila gabalus koka korpusam

Uzlieciet priekšējo plāksni ar virsmu uz leju un nožāvējiet, ievietojiet akrila gabalus attiecīgajās vietās. Ja akrila gabaliem ir grūtības pielīmēt, slīpējiet priekšējās plāksnes iekšējās malas, līdz akrila gabali ir piemēroti.

Kad ir panākta laba piemērotība, noņemiet akrila gabaliņus no priekšējās plāksnes un uzklājiet divu daļu epoksīdu uz pamatnes gabalu izciļņiem, kas pieskaras kokam. Ievietojiet akrila gabalus savās vietās, nospiediet uz leju un ļaujiet epoksīdam pilnībā izžūt.

9. darbība: uzstādiet elektronikas plates pie koka korpusa

Izmantojot aizmugurējā plāksnē esošā mikrofona cauruma kontūru, novietojiet gravitācijas skaņas līmeņa mērītāju uz aizmugurējās plāksnes tā, lai mikrofons sakristu ar tā kontūru. Atzīmējiet, kur četri Gravity dēļa stiprinājuma caurumi atrodas aizmugurējā plāksnē.

Atstājot gravitācijas skaņas līmeņa mērītāju uz aizmugurējās plāksnes, sakārtojiet Arduino plāksni un perf plāksni uz aizmugurējās plāksnes. Novietojiet Adruino plāksni tā, lai kontaktligzda būtu vērsta uz leju un atstātu vismaz 1/4 collu atstarpi starp katru plāksni. Precīzs šo dēļu izvietojums nav īpaši svarīgs, ja vien dēļi nepārklājas viens ar otru vai gradienta kontūras un austiņas. Mēs izvēlējāmies Arduino plāksni novietot pa kreisi no Gravity dēļa un perf plāksni virs Gravity dēļa.

Aizmugurējā plāksnē atzīmējiet, kur atrodas Arduino un perf plākšņu montāžas atveres.

Noņemiet elektroniku no aizmugurējās plāksnes un urbiet visus caurumus, kas tikko atzīmēti ar 1/8 collu urbi. Tā kā mūsu M2.5 skrūvēm bija nepieciešams urbums, kas sēdētu vienā līmenī ar aizmugurējo plāksni, mēs aizmugurējo plāksni no aizmugurējās virsmas urbām, izmantojot urbšanas prese.

Piestipriniet gravitācijas skaņas līmeņa mērītāju aizmugurējai plāksnei, izmantojot M2.5 neilona atdalītājus un skrūves. Mikrofonam jābūt tuvu priekšējai plāksnei, tāpēc, lai pēc iespējas vairāk paceltu dēli, mēs izmantojām 25 mm sieviešu un 18 mm vīriešu un sieviešu atstatumu.

Piestipriniet Arduino un perf plāksni pie aizmugurējās plāksnes, izmantojot M2.5 sieviešu un sieviešu atdalījumus un skrūves. Atbalsta ilgumam nav izšķirošas nozīmes, ja vien vienai plāksnei izmantotie pārtraukumi ir vienāda garuma un pietiekami īsi, lai plāksne būtu ierīcē. Mēs izmantojām 10 mm sieviešu un sieviešu ierobežojumus.

Ja jūsu shēmā tiek izmantots maizes dēlis, nevis perf dēlis, vienkārši piestipriniet maizes dēli ar tā līmplēvi, nevis izmantojiet atdalītājus un skrūves.

Kad elektronika ir uzstādīta, pievienojiet ķēdi vadam.

10. solis: pievienojiet LED balstus

Uz aizmugurējās plāksnes uzzīmējiet 3 punktus gradienta viegli uzzīmētajā kontūrā, kā parādīts sarkanajos X. Katrā gradienta galā jābūt vienam caurumam un vienam vidū. Atkārtojiet to austiņu kontūras iekšpusē, kā parādīts sarkanajos X.

Urbiet caurumus ar 5/32 collu uzgali, kur tikko tika uzzīmēti 6 punkti. Dziļiniet šos caurumus no aizmugures. Šie caurumi būs paredzēti 1 1/4 collu izslēgšanai, lai atbalstītu LED sloksnes.

Izurbiet caurumus ar 5/32 collu uzgali katrā no 6 LED balstiem. Iegremdējiet šos caurumus.

Piestipriniet gaismas diodes balstu pie aizmugurējās plāksnes katrā no 6 caurumiem gradienta un austiņu kontūrās, izmantojot 1 1/4 collu atstatumu. Izmantojiet paplāksni katrā atdalīšanas pusē starp atdalījumu un koku. Izlīdziniet LED balstus tā, lai LED sloksne ir novietota uz balsta neizurbta gala, LED sloksne tiks centrēta gradientā vai austiņās.

11. solis: galīgā montāža un montāža

Izmantojiet karstu līmi, lai LED sloksnes piestiprinātu pie LED balstiem. LED sloksņu ieejas vadiem jābūt orientētiem uz ierīces apakšu.

Pievienojiet LED sloksnes ķēdei un pievienojiet 5V strāvas adapteri Arduino USB kabelim.

Piestipriniet priekšējo plāksni pie aizmugurējās plāksnes, izmantojot 2 collu atsperus, 6-32 paplāksnes un 6-32 skrūves, novietojot paplāksnes starp atdalītājiem un koku.

Uzstādiet ierīci pie sienas, izmantojot montāžas atveri aizmugurējā plāksnē. Jūs varat izmantot koka skrūvi sienā vai izmantot komandu āķi.

Pievienojiet ierīci un iegādājieties dzirdes aizsarglīdzekļus!