Mjerač zvuka - Arduino: 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

U ovom Instructable -u pokazat ću kako napraviti mjerač zvuka pomoću Arduina i još nekih komponenti.

Ovo je školski projekt koji sam nedavno napravio i za koji sam trebao završiti godinu dana, a temelji se na izgradnji mjerača zvuka koji bilježi razine zvuka u decibelima. Cilj je bio istaknuti zagađenje bukom, vrstu onečišćenja koja je manje poznata, ali koja stalno utječe na nas u svakodnevnom životu.

Korak 1: Opskrba

Elektronika:

• 1 - Arduino MEGA 2560
• 1 - SparkFun detektor zvuka
• 1 - Modul MicroSD kartice
• 1 - Standardna protoboard
• 1 - Neopixel LED traka
• 1 - LCD (20X4)
• 1 - RTC DS3231 (pravi Tme sat)
• 1 - Prikaz sa sedam stupnjeva
• 2 - 9V baterije
• 1 - Pretvarač dolara
• Otpor 12 - 220 Ω
• 1 - 470 Ω otpornik
• Kablovi
• 2 - Prekidači
• Kondenzator 1 - 1000 μF

3D ispis:

• Anet A8
• Bq Black PLA

Montaža/alati:

• Vruće ljepilo + Pištolj za vruće ljepilo
• Super ljepilo
• Vijci 3 mm x različite duljine
• Dvostrana traka
• Lemilica + cijevi za termoskupljanje
• Odvijač
• Električna traka

Korak 2: Dijagram kruga

Na ovoj slici možete vidjeti dijagram kruga, napravljen u Fritzingu. Pokušao sam stvoriti shematski dijagram, ali sam ga malo zeznuo pa sam na kraju napravio ovaj "vizualniji", iako želim pokušati još jednom.

Pokušat ću to objasniti.

Prije svega, Arduino MEGA je mozak mjerača zvuka, ima kôd koji kontrolira svaku komponentu. Crvena PCB ploča je SparkFun detektor zvuka koji čita amplitudu valova, kasnije pretvorenu u dB. Ove se mjere spremaju na MicroSD karticu zajedno s danom i u koje vrijeme su poduzete (modul RTC), a također su prikazane i na ekranu sa sedam segmenata.

Imamo i Neopixel LED traku, koja se sastoji od 37 LED -a s individualnim upravljanjem, koje svijetle u različitim bojama ovisno o očitanju decibela, objašnjenom na LCD -u (vidi gornju sliku).

• Crvena: iznad 120 dB što je prag boli.
• Žuta: između 65 i 120 dB.
• Zeleno: iznad 30 dB, što je minimum koji mjerač zvuka može otkriti.

Dizajn je podsjećao na semafor, a prvotno je planirano da bude samo 3 LED diode (čak sam pomislio na jednu RGB LED, ali to nije bilo estetski ugodno). Ova LED traka od Neopixela napaja se baterijom od 9 V, ali budući da joj je potrebno samo 5 V, upotrijebio sam Buck pretvarač za snižavanje napona s kondenzatorom od 1000 μF i otpornikom od 470 Ω kako ne bih zapalio LED diode.

Ostale komponente, uključujući Arduino, napajale su još jedna 9V baterija.

Postoje i dva prekidača: jedan za glavnu elektroniku (Arduino itd.), A drugi samo za LED traku, u slučaju da ne želim da zasvijetle.

NAPOMENA: Na dijagramu radi lakšeg pregleda spojeva nalazi se mala protoboarda, ali u izgradnji je nisam koristio.

Korak 3: Kodirajte

"loading =" lijen"

Imam svoj Anet A8 već oko 4 godine (VOLIM TO) i uvijek sam koristio TinkerCAD, besplatni CAD program na mreži koji vam omogućuje da dizajnirate što god želite! Vrlo je intuitivno i naučio sam petljajući (Internet je pun informacija, naučio sam kodirati i raditi projekte s Arduinom zahvaljujući njemu i zadivljujućem Arduino forumu. Ali i sve što sada radim s 3D pisača. Zato sam odlučio napraviti ovaj post i podijelim svoje iskustvo).

Za ovaj projekt prešao sam na Fusion 360 jer TinkerCAD ima određena ograničenja u dizajnu, izvorno sam nabavio Fusion prije nego što sam razmišljao o projektu jer biste ga mogli nabaviti za ljubitelje (stvarno super ako ga s vremena na vrijeme koristite za dizajniranje svojih sitnih kreacija), iako ga nisam koristio sve dok nisam odlučio stvoriti Sound Meter.

Zahvaljujući osnovnom znanju koje sam imao iz prethodnih avantura u TinkerCAD -u, brzo sam naučio osnove i stvorio prvu verziju kućišta (vidi prvu sliku), svidjelo mi se i upotrijebio sam ga da vidim kako radi Sound Meter i neke eksperimente (pokus i greška). Ali mislio sam da bih mogao dizajnirati ljepši izgled, pa sam stvorio verziju 2 (i posljednju), crnu i zaobljenu torbicu.

U ovom zadnjem dizajnu poboljšao sam nekoliko stvari kako bih ga učinio funkcionalnijim i ljepšim:

• Smanjena veličina
• Neopixel LED traka
• Bolja organizacija
• Knurl patten za jednostavno skidanje vrha.
• Crna nit (elegantnije;))

Obje su podijeljene u komade kako bi stale u krevet Anet A8. U verziji 2 postoji 26 komada, a možete skinuti vrh i vidjeti utrobu stroja, a također sam ga dizajnirao tako da ne morate odvrnuti Arduino pri povezivanju s računalom.

Pojedinosti

Ovaj dizajn ima neke detalje koje želim istaknuti:

1. Dizajn rebra Za dodatno prianjanje i pomoć pri podizanju gornjeg dijela (3. slika). Također sam sakrio ulaz LED kabela prekrivajući ga električnom trakom.
2. SD kartica ima utor za lakše podizanje (4. slika).
3. Vodič Kako bi gornji dio ostao na mjestu, dizajnirao sam trokutastu vodilicu (5. slika).
4. Silikonska ljepljiva izbočina zaustavlja se ispod donjeg dijela.

Korak 5: 3D ispis

Ispis obje verzije trajao je dugo.

Govorit ću o konačnoj verziji. Koristio sam rezalicu Cura i moji parametri su bili:

• Za većinu komada nisu potrebni oslonci
• U nekima sam koristila suknju jer su bile visoke ili male, kako bih im pomogla prilijepiti se za krevet.
• Temperatura = 205º
• Krevet = 60º
• Ventilator Da
• 0,2 mm
• Brzina = 35 mm/s cca. (ovisi o komadu). Iako je prvi sloj 30 m/s.
• Ispuni 10 - 15% (ovisi i o komadu).

Jedna od slika prikazuje neke od komada.

Korak 6: Montaža

Na slikama se može predvidjeti razlika u odnosu na organizaciju.

Kao i uvijek, fokusirat ću se na konačnu verziju, onu crnu. Nažalost, nemam slike gradnje, ali nadam se da ove slike pokazuju kako je sve postavljeno.

Obje baterije imaju dva odjeljka za držanje i olakšavanje zamjene, zalijepio sam ih dvostranom trakom. Koristio sam i JTS konektore (mislim da je to univerzalni naziv, jer postoje različite vrste, ali sam dodao i sliku onih koje sam koristio) također olakšavaju vađenje baterija.

Pokrio sam sva mjesta lemljenja termoskupljajućim cijevima.

LCD se drži i nekom dvostranom trakom. A neki dijelovi se drže na mjestu vijcima promjera 3 mm i različite duljine, osim za MicroSD modul, koji je imao manje rupe pa sam ga držao na mjestu s nekim koje sam položio i bile su ispravne veličine.

Prekidači i zaslon sa sedam segmenata bili su omotani električnom trakom pa nije bilo potrebe za korištenjem vrućeg ljepila ili super ljepila jer su pričvršćeni čvrsto na svoja mjesta.

Korak 7: Kalibracija

Najbolji način bi mogao biti s drugim mjeračem zvuka, ali ga nemam pa sam upotrijebio aplikaciju u svom telefonu. I ova fisicka formula za dobivanje decibela.

Korak 8: Rezultat

Dakle, ovo je krajnji rezultat oba slučaja. Priložio sam slike oboje, ali sve komponente prve verzije nalaze se na posljednjoj, što je pravi konačni rezultat, ali ne želim zaboraviti drugu jer je i ona bila dio procesa stvaranja.

NAPOMENA: Ovo je post koji je još uvijek u tijeku, mogao bih promijeniti neke stvari, poput objašnjenja kalibracije ili dodavanja videozapisa koji pokazuje da radi.

Korak 9: Zaključak

Izmjerio sam neka mjesta pomoću mjerača zvuka koji sam izgradio kako bih vidio s kolikim zagađenjem živimo živimo te sam napravio neke grafike u Excelu koje prikazuju kako ona fluktuira i maksimalne i minimalne dB vrhove.

1. To je zbog promjene odredbi u mojoj školi.
2. Unutarnja zabava u novogodišnjoj noći primijetila sam da su najniži decibeli gdje kad u promjeni pjesme.
3. U kinu koje gleda 1917. Nekako znam u kojem dijelu filma je to povećanje decibela na početku, ali neću ništa reći, iako mislim da nije spojler.

Napomena: sve prikazane mjere provedene su mjesecima prije pandemije uzrokovane bolešću COVID-19

Korak 10: Problemi s kojima se susrećete

Prilikom stvaranja ovog projekta susreo sam se s nekim problemima o kojima želim govoriti jer su oni dio stvaranja svakog proizvođača.

1. Neopixel kôd LED trake: Najveći problem s kodom bila je LED traka i kašnjenje animacije, što je utjecalo na čitave programe (uključujući brzinu osvježavanja sedmosegmentnog zaslona). Koristio sam milise, ali je i dalje utjecao na sve pa sam na kraju otišao s kodom koji sam napravio, a koji nije utjecao na ostale komponente, ali animacija se nije pokrenula u prvom LED -u, već bi započela slučajnim (ne znam ne znam zašto), ali i dalje izgleda super. Dosta sam pretraživao i čini se da se problem animacije u boji ne može riješiti.
2. To nije veliki problem, SparkFun senzor koji sam kupio nije imao zaglavlja pa sam ih kupio i lemio, ali ometaju postavljanje senzora u kućište s 3D printom. No, budući da nisam najbolji u lemljenju, ostavio sam ga tako i pomalo je pogrešno postavljen.
3. Prilikom sastavljanja završnog kućišta otkrio sam da je bilo teško pravilno postaviti 3D ispisane krivulje stranica pa sam dizajnirao drugi komad za njihovo pravilno postavljanje i lijepljenje.

Pretpostavljam da sam perfekcionist (ponekad je to loše), ali mislim da postoji mnogo prostora za poboljšanja.

Razmišljao sam i o dodavanju ESP8266 Wi-Fi modula za pristup putem telefona, računala itd. Da biste vidjeli očitanja umjesto isključivanja mjerača zvuka i podizanja MicroSD kartice.