Äänimittari - Arduino: 10 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Tässä ohjeessa näytän kuinka tehdä äänimittari Arduinon ja joidenkin muiden komponenttien avulla.

Tämä on kouluprojekti, jonka tein äskettäin ja kesti vuoden, ja se perustuu äänimittarin rakentamiseen, joka rekisteröi melutasot desibeleinä. Tavoitteena oli korostaa melusaastetta, joka on saaste, joka on vähemmän tunnettu, mutta joka vaikuttaa meihin jatkuvasti jokapäiväisessä elämässä.

Vaihe 1: Tarvikkeet

Elektroniikka:

• 1 - Arduino MEGA 2560
• 1 - SparkFun -äänentunnistin
• 1 - MicroSD -korttimoduuli
• 1 - Vakio protoboard
• 1 - Neopixel LED -nauha
• 1 - LCD (20X4)
• 1 - RTC DS3231 (todellinen kello)
• 1 - Seitsemän asteen näyttö
• 2 - 9 V paristot
• 1 - Buck -muunnin
• 12-220 Ω vastus
• 1-470 Ω vastus
• Kaapelit
• 2 - Kytkimet
• 1 - 1000 μF kondensaattori

3D -tulostus:

• Anet A8
• Bq Musta PLA

Kokoonpano/työkalut:

• Kuuma liima + kuuma liimapistooli
• Pikaliima
• Ruuvit 3 mm x eri pituudet
• Kaksipuolinen teippi
• Juotosrauta + kutisteputket
• Ruuvimeisseli
• Sähköteippi

Vaihe 2: Piirikaavio

Tässä kuvassa näet piirikaavion, joka on tehty Fritzingissä. Yritin luoda kaavamaisen piirikaavion, mutta sekoitin sen hieman, joten päädyin tekemään tästä "visuaalisemman", vaikka haluan kokeilla sitä uudelleen.

Yritän selittää sen.

Ensinnäkin Arduino MEGA on äänimittarin aivot, sillä on koodi, joka ohjaa kaikkia komponentteja. Punainen piirilevy on SparkFun -äänentunnistin, joka lukee aaltojen amplitudin ja muunnetaan myöhemmin dB: ksi. Nämä mittaukset tallennetaan MicroSD -kortille yhdessä päivän ja kellonajan kanssa (RTC -moduuli), ja ne näkyvät myös seitsemän segmentin näytössä.

Meillä on myös Neopixel -LED -nauha, joka koostuu 37 yksilöllisesti ohjattavasta LED -valosta, jotka syttyvät eri väreissä riippuen desibelilukemista, selitetty nestekidenäytössä (katso yllä oleva kuva).

• Punainen: yli 120 dB, joka on kipukynnys.
• Keltainen: 65-120 dB.
• Vihreä: yli 30 dB, mikä on minimimäärä, jonka äänimittari voi havaita.

Tämä oli muotoilu, joka muistutti liikennevaloa, ja sen oli alun perin suunniteltu olevan vain 3 LEDiä (ajattelin jopa yhtä RGB -LEDiä, mutta se ei ollut esteettisesti miellyttävä). Tämä Neopixel -LED -nauha saa virtansa 9 V: n paristosta, mutta koska se tarvitsee vain 5 V: n, käytin Buck -muunninta jännitteen alentamiseen 1000 μF: n kondensaattorilla ja 470 Ω: n vastuksella, jotta LEDit eivät polta.

Muut komponentit, mukaan lukien Arduino, saivat virtansa toisesta 9 V: n akusta.

Kytkimiä on myös kaksi: toinen pääelektroniikalle (Arduino jne.) Ja toinen vain LED -nauhalle, jos en halua niiden syttyvän.

HUOMAUTUS: Kaaviossa on helpompi nähdä liitokset, siinä on pieni protoboard, mutta rakennuksessa en käyttänyt sitä.

Vaihe 3: Koodi

"lastaus =" laiska"

Minulla on ollut Anet A8 noin 4 vuotta (LOVE IT) ja olen aina käyttänyt TinkerCADia, joka on ilmainen online -CAD -ohjelma, jonka avulla voit suunnitella mitä haluat! Se on erittäin intuitiivinen ja olen oppinut tinkimällä (Internet on täynnä tietoa, olen oppinut koodaamaan ja tekemään projekteja Arduinolla sen ja hämmästyttävän Arduino -foorumin ansiosta. Mutta myös kaikki mitä nyt 3D -tulostimista. Siksi päätin tehdä tämä viesti ja jaa kokemukseni).

Tässä projektissa vaihdoin Fusion 360: een, koska TinkerCADilla on joitain suunnittelurajoituksia. en kuitenkaan käyttänyt sitä ennen kuin päätin luoda äänimittarin.

Edellisten TinkerCAD -seikkailujen perustiedon ansiosta opin nopeasti perusasiat ja loin kotelon ensimmäisen version (katso ensimmäinen kuva), pidin siitä ja käytin sitä nähdäkseni äänimittarin toimivuuden ja joitain kokeita (kokeilu) ja virhe). Mutta ajattelin, että voisin suunnitella paremman näköisen, joten loin version 2 (ja viimeisen), mustan ja kaarevan kotelon.

Tässä viimeisessä suunnittelussa paransin muutamia asioita tehdäkseni siitä toimivamman ja kauniimman:

• Pienennetty kokoa
• Neopixel LED -nauha
• Parempi organisointi
• Knurl -patten helpottaa irrottamista.
• Musta filamentti (tyylikkäämpi;))

Molemmat on jaettu osiin, jotta ne mahtuvat Anet A8 -vuoteeseen. Versiossa 2 on 26 kappaletta, ja voit ottaa pois päältä ja nähdä koneen suolet, olen myös suunnitellut sen siten, että minun ei tarvitse avata Arduinoa, kun liität sen tietokoneeseen.

Yksityiskohdat

Tässä mallissa on joitain yksityiskohtia, jotka haluan korostaa:

1. Pyöreä muotoilu Lisää pitoa ja auttaa nostamaan yläosaa (3. kuva). Piilotin myös LED -kaapeleiden sisäänkäynnin, joka peitti sen sähköteipillä.
2. SD -kortissa on ura, joka helpottaa sen noutamista (4. kuva).
3. Opas Yläosan pitämiseksi paikallaan suunnittelin kolmion ohjaimen (5. kuva).
4. Silikoni -liimakoppa pysähtyy alakappaleen alle.

Vaihe 5: 3D -tulostus

Molempien versioiden tulostaminen kesti kauan.

Puhun lopullisesta versiosta. Käytin Cura -leikkuria ja parametrit olivat:

• Suurin osa kappaleista ei tarvitse tukea
• Käytin hamea joissakin niistä, koska ne olivat korkeita tai pieniä, jotta he pysyisivät sängyssä.
• Lämpötila = 205º
• Sänky = 60º
• Tuuletin Kyllä
• 0,2 mm
• Nopeus = noin 35 mm/s (riippuu kappaleesta). Vaikka ensimmäinen kerros on 30 m/s.
• Täyte 10-15% (riippuu myös kappaleesta).

Yhdessä kuvasta näkyy joitakin palasia.

Vaihe 6: Kokoonpano

Kuvissa voidaan havaita ero järjestäytymiseen liittyen.

Kuten aina, keskityn lopulliseen versioon, mustaan. Valitettavasti minulla ei ole kuvia rakennuksesta, mutta toivon, että nämä kuvat näyttävät, miten kaikki on asetettu.

Molemmissa paristoissa on kaksi lokeroa, jotka pitävät niitä ja helpottavat niiden vaihtoa, tein ne kaksipuolisella teipillä. Käytin myös JTS -liittimiä (mielestäni se on yleisnimi, koska on olemassa erilaisia tyyppejä, mutta olen myös lisännyt kuvan käyttämistäni liittimistä), ne helpottavat myös paristojen poistamista.

Peitin kaikki paikat, joissa olin juotettu lämpökutistusputkilla.

Nestekidenäytössä on myös kaksipuolinen teippi. Ja jotkut osat pidetään paikallaan ruuveilla, joiden halkaisija on 3 mm ja eripituisia, lukuun ottamatta MicroSD -moduulia, jossa oli pienempiä reikiä, joten pidin sen paikallaan joidenkin kanssa, jotka olin asettanut ja jotka olivat oikean kokoisia.

Kytkimet ja seitsemän segmentin näyttö oli kääritty sähköteipille, joten ei tarvinnut käyttää kuumaa liimaa tai superliimaa, koska ne sopivat paikoilleen.

Vaihe 7: Kalibrointi

Paras tapa voisi olla toisen äänimittarin kanssa, mutta minulla ei ole sellaista, joten käytin sovellusta puhelimessani. Ja tämä finanssikaava desibelien saamiseksi.

Vaihe 8: Tulos

Tämä on siis molempien tapausten lopputulos. Olen liittänyt kuvia molemmista, mutta kaikki ensimmäisen version komponentit ovat viimeisessä, mikä on todellinen lopputulos, mutta en halua unohtaa toista, koska se oli myös osa luomisprosessia.

HUOMAUTUS: Tämä on vielä kesken oleva viesti, saatan muuttaa joitain asioita, kuten selittää enemmän kalibrointia tai lisätä videon, joka näyttää sen toimivan.

Vaihe 9: Johtopäätös

Mittasin joitain paikkoja rakennetulla äänimittarilla nähdäkseni, kuinka paljon melusaasteita elämme, ja tein Excelissä grafiikkaa, joka osoittaa, miten se vaihtelee ja mitä suurin ja pienin dB -huippu on.

1. Tämä johtuu koulun ristiriitojen muutoksesta.
2. Sisäjuhla uudenvuodenaattona, huomasin, että alimmat desibelit missä, kun kappaleen muutos.
3. Elokuvateatterissa katsomassa 1917. Tiedän eräässä elokuvan osassa, että desibelit lisääntyvät alussa, mutta en sano mitään, vaikka en usko, että se on spoileri.

Huomaa: kaikki näytetyt toimenpiteet tehtiin kuukausia ennen COVID-19-taudin aiheuttamaa pandemiaa

Vaihe 10: Ongelmia

Tämän projektin luomisessa kohtasin joitain ongelmia, joista haluan puhua, koska ne ovat osa jokaista tekijää.

1. Neopixel -LED -nauhakoodi: Suurin ongelma koodissa oli LED -nauha ja animaatioviiveet, jotka vaikuttivat koko ohjelmaan (mukaan lukien seitsemän segmentin näytön virkistystaajuus). Käytin milliä, mutta vaikutin silti kaikkeen, joten päädyin jättämään koodin, joka ei vaikuttanut muihin komponentteihin, mutta animaatio ei käynnisty ensimmäisessä LED -valossa, se alkaa satunnaisessa (en en tiedä miksi), mutta se näyttää silti siistiltä. Etsin paljon ja väripyyhkeen animaation ongelma näyttää korjaamattomalta.
2. Tämä ei ole suuri ongelma, ostamassani SparkFun -anturissa ei ollut otsikoita, joten ostin ja juotin ne, mutta ne estävät anturin sijoittamisen 3D -painettuun koteloon. Mutta koska en ole paras juotos, jätin sen sellaiseksi ja olen hieman väärässä paikassa.
3. Lopullisen kotelon kokoamisessa huomasin, että sivujen 3D -tulostetut käyrät oli vaikea sijoittaa oikein, joten suunnittelin toisen kappaleen paikalleen ja liimaamaan ne oikein.

Taidan olla perfektionisti (joskus se on huono), mutta mielestäni parantamisen varaa on paljon.

Ajattelin myös lisätä ESP8266 Wi-Fi -moduulin myös pääsyyn puhelimen, tietokoneen jne. Kautta nähdäksesi lukemat sen sijaan, että sammuttaisit äänimittarin ja ottaisit MicroSD-kortin.