Sähköinen sammas: 6 vaihetta (kuvilla)

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

Fusion 360 -projektit »

Istuessani kannella myöhään illalla olin todella hämmästynyt pienen linnun, joka istui paljaalla oksalla kaukaisen koivun huipulla, kuuluvasta äänestä. Puhelu on hämmästyttävän voimakas korvalle. Se kuuluu ainutlaatuisten laulajien perheeseen. Tämä oli erakko. Heidän laulunsa on luonnehdittu "viileän, pimeän, rauhallisen yksinäisyyden ääneksi, jonka lintu valitsee kotiinsa". Tähän ryhmään kuuluvat: Various, Wood, Hermit ja Swainsons. Ylhäällä Alaskassa sitä on kutsuttu lohikäärmeen linnuksi luoteisrannikolla, kun se ilmestyy marjakauden aikana.

Ainutlaatuiset elimet, joiden avulla tällainen pieni lintu voi lähettää ääntään toistaiseksi, on hämmästyttävää. Äskettäin kaikkien aikojen äänekkäin lintupuhelu-voimakkuudeltaan verrattavissa paalun kuljettajaan tai ulvoavaan apinaan-on dokumentoitu valkoisen kellon lintupariksi. Oikeudenmukaisuus tämän äänen sähköiselle faksille on tämän hankkeen alkuperä. Tämä aurinkokäyttöinen sähköinen sammas käyttää SD -korttia lintupuheluista Cornell Lab of Ornithology. WAV -tiedostoina ja toistaa ne satunnaisesti, kun PIR -anturi havaitsee jotain lämmintä korvien ohi.

Vaihe 1: Kerää materiaalit

Aurinkopaneelit, vahvistimet ja jotain, joka toistaa wav -tiedostoja, ovat perusrakenteita. Tämän 3D -tulostuksen avulla voit korvata kaikki ja kaikki muut paitsi opinnäytetyön koot ja asetukset.

1. Uxcell 2kpl 6V 180mA poly mini aurinkokennomoduuli DIY kevyille leluille laturi 133mm x 73mm $ 8

2. Äänenvahvistinkortti, DROK 5W+5W Mini -vahvistinkortti PAM8406 DC 5V Digital Stereo Power Amp 2.0 Dual Channel Class D -vahvistinmoduuli kaiutinäänijärjestelmälle DIY 13 dollaria

3. AIYIMA 2kpl Subwoofer 2 tuumaa 4ohm 5w koko alueen kaiutin Mini DIY Audio Subwoofer kaiutin $ 6 Shop

4. DIYmall HC-SR501 Pir Motion IR -anturimoduuli infrapuna Arduinolle 2 dollaria

5. Adafruit Music Maker FeatherWing - MP3 OGG WAV MIDI Synth Player 19 dollaria

6. Adafruit Feather 32u4 Basic Proto 19 dollaria

7. 18650 Akku 4 dollaria

8. TP4056-laturi $ 1

9. Kytke kestävä metallinen päälle/pois -kytkin vihreällä LED -renkaalla - 16 mm vihreä päälle/pois 5 dollaria

10. Icstation 1S 3.7V litiumioniakun jännitemittarin ilmaisin 4 osaa Sininen LED -näyttö 2 dollaria

11. Painike - yleinen $ 1

12. Adafruutin ei-lukittuva minirele FeatherWing 8 dollaria

Vaihe 2: 3D -tulostus

Kaikki mallit tehtiin Fusion 360: ssä. Kaiutinkartion mitat on saatu sarvimallin analyysistä, jonka löysin verkosta: https://audiojudgement.com/folded-horn-speaker-design/ Sen fysiikka vaikutti monimutkaiselta ja torven koko määräytyy sen mukaan, mitkä taajuudet halusit laittaa. Olen vain jättänyt huomiotta kaiken ja otin torviprofiilin, jota voit suurentaa tai pienentää 3D -tulostimesi käsittelemällä esineellä. Käytin Creality CR10: tä, joka oli ladattu PLA: lla, ja se on kestänyt hyvin, kun Alaska on melko kylmä. Missä tahansa muussa paikassa käytän PETG: tä lämmönkestävyyden lisäämiseksi, varsinkin jos maalaat sen mustaksi tai sarvi alkaa näyttää vanhalta velhojen hatulta … mikä voi olla ok. Kaiutin ontelo on suunniteltu näille todella mukaville 2 tuuman kaiuttimille hämmästyttävän hyvällä äänellä. Saatat haluta käyttää saman yrityksen 4 tuuman kaiuttimia, mutta sinun on muutettava kaiutinkotelon mittoja. Et tarvitse tukea millekään tulostetulle esineelle. Syy sen jakautumiseen niin kummallisesti on se, että se voi maata tasaisesti. Maalasin sarven "Chalk" -tyylisellä mustalla maalilla tekstuurin päälle painetun lomakkeen päälle. Takakiinnike elektroniikan kanssa on maalattu Rock -teksturoidulla maalilla. Älä maalaa sisennystä, jossa sarvet liittyvät, koska se vaarantaa kiinnityksen.

Vaihe 3: Johdotus

Laite toimii syöttämällä virtaa aina 18650 -akusta PIR -yksikköön ja releyksikköön. Kun PIR havaitsee liikkeen, se lähettää ajastetun korkean signaalin ei-lukittuvalle releelle määritettävän ajan kappaleen ajaksi, joka käynnistää sekä vahvistimen että tietokoneen käynnistääkseen satunnaisen kappaleen valinnan SD-kortilta, joka on täynnä WAV-tiedostoja. Ajastin sammuttaa sitten releen ja laite siirtyy valmiustilaan seuraavaan PIR -puheluun saakka. Feather -lähestymistavan käyttäminen teki tämän melko helpoksi. Yritin ensin käyttää Adafruutin erillistä äänikorttia, mutta valitettavasti satunnainen tiedostojen valinta ei ollut todella satunnaista ja se vain toisti saman sekvenssin. Musiikkikoneen höyhenkilven avulla voit käyttää vaihdettavaa SD -korttia, jos haluat siirtyä tuulettamaan äänimerkkejä tai kuorsausta. Se voidaan helposti kiinnittää 32U -perusyksikön yläosaan otsikkotappien avulla. Haluat pitää releyksikön erillään, jotta se saa virtaa, joka on aina päällä. Virtapainike antaa virtaa PIR: lle. Akun varaustason ilmaisin on kytketty painamalla painiketta, jotta voit tarkistaa sen vain tarvittaessa. Vahvistin on melko lihava ja vaatii suuren suoran paksun langansyötön akusta releen kautta. Älä säästä tätä langan kokoa. Laturi on tavallinen TP -asennus, jossa aurinkopaneelit on kiinnitetty yksikön tulopuolelle. Käytä paljon kuumaa liimaa johdotuksen kiinteyttämiseen ennen asennusta.

Vaihe 4: Ohjelmoi se

Käytä upeaa Audacity -ohjelmaa ladataksesi äänen Cornell Labin arkistosta ja nauhoittaa ne uudelleen WAV -muodossa. Käytän vain yhtä kanavaa näissä tallenteissa. Tämä on hieman hankalaa ja edellyttää tulo- ja tulostusasetusten muuttamista Audacityssä, ja on olemassa monia web -kuvauksia riippuen kotitietokoneestasi. Valitettavasti laboratorio ei salli WAV -tiedostojen suoraa lataamista, mutta voit saada erinomaisia tuloksia käyttämällä Audacityä niiden tallentamiseen. Käytä tätä resurssia varmistaaksesi, että tiedostosi ovat kunnossa mikrokontrollerien nopeudelle: https://learn.adafruit.com/microcontroller-compatible-audio-file-conversion. Käytä tätä resurssia tämän taustayhdistelmän käytön taustaksi: https://learn.adafruit.com/daily-cheer-automaton/overview. Yllä olevat tiedostot toimivat hyvin, mutta saatat haluta käyttää omia ja jatkaa siinä tapauksessa vain samaa numerointijärjestelmää lisäämällä niin monta tiedostoa kuin haluat. Sinun on muutettava ohjelmistossa lueteltujen tiedostojen enimmäismäärää, jotta se satunnaistuu tähän numeroon.

Vaihe 5: Rakenna se

Liimaa kaiutin kaiuttimen koteloon. Pulttireikiä on neljä, mutta mielestäni oli helpompaa liimata se paikalleen E6000: lla. Kaiutinjohdot on tehtävä riittävän pitkiä, jotta ne ulottuvat kaiuttimen aukon ympärille ja ulostuloaukkoon äänitorven asennusalueella ja alas ohjauskoteloon. Kolmen lisäjohdon, jotka yhdistävät PIR: n, on myös jatkettava koko tätä reittiä. Liimaa PIR -anturi aukkoonsa. Suuntaa PIR niin, että herkkyyden ja ajan säätimet ovat käytettävissä. Kytke virta-, maa- ja datajohdot PIR -laitteeseen. Katso kytkentäkaaviota verkossa varmistaaksesi, mikä on virta, data ja maadoitus. Tarkista, missä torvi ja kiinnityssuojus - se on oikein suunnattu, kun kaiutin roikkuu suoraan alas. Poraa 1/4 tuuman reikä sekä sarveen että telineeseen suunnilleen samaan kohtaan. Vedä PIR -johdot ja kaiutinjohdot poratun äänitorven läpi. Liimaa kaiuttimen kotelo sarveen Gel-Superglue-liiman avulla. Liimaa aurinkopaneelit kiinnikkeeseen E6000 -liimalla ja vedä näiden paneelien johdot telineen pääkoteloon. Sinun on porattava reikiä telineeseen navigoidaksesi näissä johtimissa. Nämä paneelit tuottavat yli 6 volttia, joten liitä ne rinnakkain lisää kapasiteettia. Täytä ohjauslaatikko hitaasti komponenteilla, jotka alkavat akusta, sen jälkeen höyhenpino ja rele ja kestävät suurikokoisen vahvistimen. PÄÄLLE/POIS pultataan ohjauslevyyn yhdessä akun tarkistimen, painikkeen ja lopuksi latauslevyn kanssa kiinnitetään levyyn, joka yhdistää mikro -USB -portin oven latausporttiin. Oven kiinnittämiseen käytetään neljää ruuvia # 6 merkittyjen reikien esiporaamisen ja 4 uritetun messinkisen terän lämpökiinnityksen jälkeen. Säädä PIR -laitteen aikaa ja herkkyyspotentiometrejä sen käynnistämisen jälkeen nähdäksesi kuinka kauan haluat kappaleiden toistuvan (vähintään 15 sekuntia) ja kuinka herkkiä lämpösignaaleille. Sulje lopuksi Gel Super Glue -liimalla PIR -levy kaiuttimen koteloon ja kiinnitä torvi takalevyyn.

Vaihe 6: Käytä sitä

Kone voidaan ladata aurinkokennolla tai käyttää mikro -USB -latausportin kautta. Pääkytkimen sammuttaminen mahdollistaa sen lataamisen aurinkopaneelien ja mikro -USB: n kautta. Akun testauslaite käynnistyy vain, kun painat ohjauspaneelin virtakytkintä energian säästämiseksi. Omani on ollut käynnissä jo jonkin aikaa ja pysyy helposti sähkövaatimuksissa vain auringon avulla. Ääni torven kautta on huomattavan voimakas ja sillä on erittäin hyvät tonaaliset ominaisuudet. En ole varma fysiikasta miksi se toimii, mutta se toimii. Kun kyllästyn lintuäänistä, aion täyttää kortin erilaisilla "shushhhhhhhh" -ääniä ja lahjoittaa sen paikalliselle kirjastolle.

Toinen palkinto Audio Challenge 2020 -kilpailussa