ხმის მრიცხველი - არდუინო: 10 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

ამ ინსტრუქციებში მე ვაჩვენებ, თუ როგორ ხდება ხმის მრიცხველის გაკეთება Arduino– ს და სხვა კომპონენტების გამოყენებით.

ეს არის სკოლის პროექტი, რომელიც მე ახლახანს გავაკეთე, რომლის დასრულებაც ერთი წელი დამჭირდა, ის დაფუძნებულია ხმის მეტრის კონსტრუქციაზე, რომელიც აღწერს ხმის დონეს დეციბელებში. მიზანი იყო ხმის დაბინძურების ხაზგასმა, დაბინძურების ტიპი, რომელიც ნაკლებად ცნობილია, მაგრამ რომელიც მუდმივად გვეხება ყოველდღიურ ცხოვრებაში.

ნაბიჯი 1: მარაგი

ელექტრონიკა:

• 1 - Arduino MEGA 2560
• 1 - SparkFun ხმის დეტექტორი
• 1 - MicroSD ბარათის მოდული
• 1 - სტანდარტული პროტობორდი
• 1 - Neopixel LED ზოლები
• 1 - LCD (20X4)
• 1 - RTC DS3231 (უძრავი Tme საათი)
• 1 - შვიდი დეგენტაციის ჩვენება
• 2 - 9V ბატარეები
• 1 - მამლის გადამყვანი
• 12 - 220 Ω რეზისტორი
• 1 - 470 Ω რეზისტორი
• კაბელები
• 2 - კონცენტრატორები
• 1 - 1000 μF კონდენსატორი

3D ბეჭდვა:

• ანეტი A8
• Bq შავი PLA

შეკრება/ინსტრუმენტები:

• ცხელი წებო + ცხელი წებოს იარაღი
• Სუპერ წებო
• ხრახნები 3 მმ x სხვადასხვა სიგრძის
• ორმხრივი ლენტი
• შედუღების რკინა + სითბოს შემცირება მილები
• Screwdriver
• ელექტრო ფირზე

ნაბიჯი 2: სქემის დიაგრამა

ამ სურათზე თქვენ ხედავთ სქემის სქემას, შესრულებულია ფრიზინგში. მე შევეცადე შემექმნა სქემატური სქემის დიაგრამა, მაგრამ მე ცოტათი ავურიე ის, ასე რომ მე ეს უფრო "ვიზუალური" გავაკეთე, თუმცა მინდა კიდევ ერთხელ ვცადო.

ვეცდები ავხსნა.

უპირველეს ყოვლისა, Arduino MEGA არის ხმის მრიცხველის ტვინი, მას აქვს კოდი, რომელიც აკონტროლებს ყველა კომპონენტს. წითელი PCB არის SparkFun ხმის დეტექტორი, რომელიც კითხულობს ტალღების ამპლიტუდას, შემდგომში გარდაიქმნება dB. ეს ზომები ინახება MicroSD ბარათში დღის განმავლობაში და რა დროს იქნა მიღებული (RTC მოდული), ასევე ნაჩვენებია შვიდი სეგმენტის ეკრანზე.

ჩვენ ასევე გვაქვს Neopixel LED ზოლები, რომელიც შედგება 37 ინდივიდუალურად კონტროლირებადი LED- ებისგან, რომლებიც ანათებენ სხვადასხვა ფერებში დეციბელის მაჩვენებლების მიხედვით, განმარტებულია LCD– ში (იხ. სურათი ზემოთ).

• წითელი: 120 დბ -ზე მეტი რაც ტკივილის ბარიერია.
• ყვითელი: 65 -დან 120 დბ -მდე.
• მწვანე: 30 დბ -ზე მეტი, რაც მინიმუმია, რომლის ხილვა შეუძლია ხმის მრიცხველს.

ეს იყო შუქნიშნის მსგავსი დიზაინი და თავდაპირველად დაგეგმილი იყო მხოლოდ 3 LED (მე კი მეგონა ერთი RGB LED, მაგრამ ეს არ იყო ესთეტიურად სასიამოვნო). ეს Neopixel LED Strip იკვებება 9V ბატარეით, მაგრამ რადგან მას მხოლოდ 5V სჭირდება, მე გამოვიყენე Buck Converter ძაბვის შესამცირებლად 1000 μF კონდენსატორით და 470 Ω რეზისტორით, რომ არ დაწვეს LED- ები.

დანარჩენი კომპონენტები, მათ შორის არდუინო იკვებებოდა კიდევ 9 ვ ბატარეით.

ასევე არის ორი გადამრთველი: ერთი ძირითადი ელექტრონიკისთვის (არდუინო და ა.შ.) და მეორე მხოლოდ LED ზოლისთვის, იმ შემთხვევაში, თუ არ მინდა რომ ისინი ანათებენ.

შენიშვნა: დიაგრამაზე, რათა გაადვილდეს კონექციების დანახვა, არის პატარა პროტობორდი, მაგრამ აღნაგობაში მე არ გამომიყენებია.

ნაბიჯი 3: კოდი

"დატვირთვა =" ზარმაცი"

მე მაქვს ჩემი Anet A8 დაახლოებით 4 წელია (მე მიყვარს ის) და მე ყოველთვის ვიყენებდი TinkerCAD- ს, რომელიც არის ონლაინ უფასო CAD პროგრამა, რომელიც გაძლევთ საშუალებას შექმნათ ის, რაც გსურთ! ეს არის ძალიან ინტუიტიური და მე ვისწავლე ჭუჭყიანებით (ინტერნეტი არის უტყუარი ინფორმაცია, მე ვისწავლე კოდირება და არდუინოსთან პროექტების დამსახურება მისი და საოცარი არდუინოს ფორუმის წყალობით. მაგრამ ასევე ყველაფერი რასაც ახლა 3D პრინტერებიდან ვიღებ. სწორედ ამიტომ გადავწყვიტე ამის გაკეთება ეს პოსტი და გამიზიარე ჩემი გამოცდილება).

ამ პროექტისთვის მე გადავედი Fusion 360 – ზე, რადგან TinkerCAD– ს აქვს გარკვეული დიზაინის შეზღუდვები, თავდაპირველად მე მივიღე Fusion პროექტზე ფიქრამდე, რადგანაც შეიძლებოდა მისი მიღება მოყვარულთათვის (ნამდვილად მაგარია, თუ თქვენ იყენებთ მას დროდადრო თქვენი პატარა ქმნილებების შესაქმნელად), მიუხედავად იმისა, რომ მე არ გამოვიყენე მანამ, სანამ არ გადავწყვიტე ხმის მრიცხველის შექმნა.

იმ ძირითადი ცოდნის წყალობით, რაც მე მქონდა ჩემი წინა TinkerCAD თავგადასავლებიდან, მე სწრაფად ვისწავლე საფუძვლები და შევქმენი საქმის პირველი ვერსია (იხ. პირველი სურათი), მომეწონა და გამოვიყენე იმის სანახავად, თუ როგორ მუშაობდა ხმის მრიცხველი და რამდენიმე ექსპერიმენტი (საცდელი და შეცდომა). მაგრამ ვფიქრობდი, რომ შემეძლო შემექმნა უკეთესი გარეგნობა, ამიტომ შევქმენი ვერსია 2 (და ბოლო), შავი და კოხტა ქეისი.

ამ ბოლო დიზაინში მე გავაუმჯობესე რამდენიმე რამ, რათა ის უფრო ფუნქციონალური და ლამაზი გამხდარიყო:

• შემცირდა ზომა
• Neopixel LED ზოლები
• უკეთესი ორგანიზაცია
• Knurl patten ადვილად მიიღოს off off.
• შავი ძაფები (უფრო ელეგანტური;))

ორივე დაყოფილია ნაწილებად, რათა მოთავსდეს Anet A8 საწოლში. მე -2 ვერსიაში არის 26 ცალი, თქვენ შეგიძლიათ ამოიღოთ ზედაპირი და ნახოთ აპარატის ნაწლავები, მე ის ასევე დავაპროექტე იმისთვის, რომ კომპიუტერთან დაკავშირებისას არ მოეხდინა Arduino– ს მოხსნა.

დეტალები

ამ დიზაინს აქვს რამდენიმე დეტალი, რომლის ხაზგასმა მინდა:

1. Knurl დიზაინი უფრო მეტი ხელის მოსაწევად და ზედა ნაწილის მოხსნაში (მე -3 სურათი). მე ასევე დავმალე LED კაბელების შესასვლელი, რომელიც მას ფარავს ელექტრული ლენტით.
2. SD ბარათი მას აქვს ღარი, რომ გაადვილოს მისი აღება (მე -4 სურათი).
3. გზამკვლევი ზედა ნაწილის ადგილზე შენარჩუნების მიზნით მე შევქმენი სამკუთხა გზამკვლევი (მე -5 სურათი).
4. სილიკონის წებოვანი მუწუკი ჩერდება ქვედა ნაწილის ქვეშ.

ნაბიჯი 5: 3D ბეჭდვა

ორივე ვერსიის დაბეჭდვას დიდი დრო დასჭირდა.

მე ვსაუბრობ საბოლოო ვერსიაზე. მე გამოვიყენე Cura slicer და ჩემი პარამეტრები იყო:

• ნაჭრების უმეტესობას არ სჭირდება მხარდაჭერა
• ზოგიერთ მათგანში გამოვიყენე ქვედაკაბა, რადგან ისინი მაღალი იყო ან პატარა, რათა დამეხმარა საწოლზე მიმაგრება.
• ტემპერატურა = 205º
• საწოლი = 60º
• გულშემატკივარი დიახ
• 0.2 მმ
• სიჩქარე = 35 მმ/წმ დაახლ. (დამოკიდებულია ნაჭერზე). მიუხედავად იმისა, რომ პირველი ფენა არის 30 მ/წმ.
• შეავსეთ 10 - 15% (ეს ასევე დამოკიდებულია ნაჭერზე).

ერთ -ერთ სურათზე ნაჩვენებია რამდენიმე ნაჭერი.

ნაბიჯი 6: შეკრება

სურათებზე შეიძლება დადგინდეს განსხვავება ორგნიზაციასთან დაკავშირებით.

როგორც ყოველთვის, მე ყურადღებას გავამახვილებ საბოლოო ვერსიაზე, შავზე. სამწუხაროდ, მე არ მაქვს ნაგებობის სურათები, მაგრამ ვიმედოვნებ, რომ ეს სურათები აჩვენებს როგორ არის ეს ყველაფერი მოწყობილი.

ორივე ბატარეას აქვს ორი კუპე, რომ დაიჭიროს და გაადვილოს მათი გამოცვლა, მე დავამაგრე ისინი ორმხრივი ლენტით. მე ასევე გამოვიყენე JTS კონექტორები (მე ვფიქრობ, რომ ეს არის უნივერსალური სახელი, რადგან არსებობს სხვადასხვა ტიპები, მაგრამ მე ასევე დავამატე მათ მიერ გამოყენებული სურათები) ისინი ასევე ამარტივებენ ბატარეების ამოღებას.

მე დაფარული ყველა ადგილი იყო soldered ერთად სითბოს shrink მილები.

LCD ასევე ინახება ორმხრივი ლენტით. ზოგი ნაწილი ინახება 3 მმ დიამეტრისა და სხვადასხვა სიგრძის ხრახნებით, გარდა MicroSD მოდულისა, რომელსაც ჰქონდა უფრო პატარა ხვრელები, ამიტომ მე დავიჭირე ის, რაც მე მქონდა გარშემო და სწორი ზომის იყო.

კონცენტრატორები და შვიდი სეგმენტის ჩვენება იყო გახვეული ელექტრული ლენტით, ასე რომ არ იყო საჭირო ცხელი წებოს ან სუპერ წებოს გამოყენება, რადგან ისინი მოთავსებული იყო მათ შესაბამის ადგილას.

ნაბიჯი 7: კალიბრაცია

საუკეთესო გზა შეიძლება იყოს სხვა ხმის მრიცხველი, მაგრამ მე არ მაქვს ერთი, ასე რომ მე გამოვიყენე აპლიკაცია ჩემს ტელეფონში. და ეს თევზის ფორმულა დეციბელების მისაღებად.

ნაბიჯი 8: შედეგი

ეს არის ორივე შემთხვევის საბოლოო შედეგი. მე დავამატე ორივეს სურათი, მაგრამ პირველი ვერსიის ყველა კომპონენტია ბოლოზე, რაც არის რეალური საბოლოო შედეგი, მაგრამ მე არ მინდა დავივიწყო მეორე, რადგან ის ასევე იყო შექმნის პროცესის ნაწილი.

შენიშვნა: ეს არის ჯერ კიდევ სამუშაო პოსტი, მე შემიძლია შეცვალო რაღაცეები, როგორიცაა კალიბრაციის უფრო ახსნა ან ვიდეოს დამატება, რომელიც აჩვენებს, რომ ის მუშაობს.

ნაბიჯი 9: დასკვნა

მე გავზომე ზოგიერთი ადგილი ხმის მეტრით, რომელიც მე ავაშენე, რათა დაენახა, რამდენად ხმაურით ვბინძურებთ ჩვენ ვცხოვრობთ და გავაკეთე გრაფიკა Excel- ში, რომელიც აჩვენებს როგორ იცვლება და მაქსიმალური და მინიმალური dB პიკი.

1. ეს არის ჩემი სკოლის კლასების შეცვლა.
2. ახალი წლის ღამეს დახურული წვეულება შევამჩნიე, რომ ყველაზე დაბალი დეციბელი იყო სიმღერის შეცვლისას.
3. 1917 წლის კინოთეატრში. მე ვიცი ფილმის რომელ ნაწილში არის დეციბელების გაზრდა დასაწყისში, მაგრამ არაფერს ვიტყვი, თუმცა არამგონია სპოილერი იყოს.

შენიშვნა: ნაჩვენები ყველა ზომა გაკეთდა COVID-19 დაავადებით გამოწვეულ პანდემიამდე რამდენიმე თვით ადრე

ნაბიჯი 10: შეექმნა პრობლემები

ამ პროექტის შექმნისას მე შევხვდი გარკვეულ პრობლემებს, რომლებზეც მსურს ვისაუბრო, რადგან ისინი ყველა შემქმნელის შემოქმედების ნაწილია.

1. Neopixel LED ზოლის კოდი: კოდის ყველაზე დიდი პრობლემა იყო LED ზოლები და ანიმაციის შეფერხებები, რამაც გავლენა მოახდინა მთელ პროგრამებზე (შვიდი სეგმენტის ჩვენების განახლების ჩათვლით). მე ვიყენებ millis– ს, მაგრამ მაინც ვმოქმედებ ყველაფერზე, ასე რომ, მე დავტოვე კოდი, რომელიც მე გავაკეთე და არ იმოქმედა დანარჩენ კომპონენტებზე, მაგრამ ანიმაცია არ დაიწყო პირველ LED– ში, ის იწყებოდა შემთხვევით (მე არ მინდა) არ ვიცი რატომ), მაგრამ მაინც მაგარია. მე ბევრი ვეძებე და შეღებვის ანიმაციის პრობლემა გადაუჭრელი ჩანს.
2. ეს არ არის მთავარი პრობლემა, SparkFun სენსორს, რომელიც მე ვიყიდე, არ ჰქონდა სათაურები, ამიტომ მე ვიყიდე და შევაერთე ისინი, მაგრამ ისინი ხელს უშლიან სენსორის 3D ბეჭდვის შემთხვევაში მოთავსებაში. მაგრამ, რადგან მე არ ვარ საუკეთესო soldering დავტოვე ასე და ოდნავ misplaced.
3. ფინალური კეისის შეკრებისას აღმოვაჩინე, რომ ძნელი იყო გვერდების 3D დაბეჭდილი მოსახვევების სწორად განთავსება, ასე რომ, მე შევიმუშავე სხვა ნაჭერი მათ სწორად დასაყენებლად და წებოვნებისთვის.

წარმოიდგინეთ, რომ მე ვარ პერფექციონისტი (ზოგჯერ ეს ცუდია), მაგრამ მე ვფიქრობ, რომ გასაუმჯობესებლად ბევრი ადგილია.

მე ასევე ვიფიქრე ESP8266 Wi-fi მოდულის დამატებაზე ტელეფონის, კომპიუტერის და ა.შ. შესასვლელად, რათა ნახოთ კითხვები, ვიდრე ხმის მრიცხველის გამორთვა და MicroSD ბარათის აღება.