Helimõõtur - Arduino: 10 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Selles juhendis näitan, kuidas teha helimõõturit Arduino ja mõne muu komponendi abil.

See on kooliprojekt, mille tegin hiljuti ja mille valmimiseks kulus mul aasta. See põhineb helimõõturi ehitamisel, mis registreerib helitasemed detsibellides. Eesmärk oli tõsta esile mürareostust, mis on vähem tuntud saastetüüp, kuid mõjutab meid pidevalt meie igapäevaelus.

Samm: tarvikud

Elektroonika:

• 1 - Arduino MEGA 2560
• 1 - SparkFuni helidetektor
• 1 - MicroSD kaardimoodul
• 1 - standard protoboard
• 1 - Neopixeli LED -riba
• 1 - LCD (20X4)
• 1 - RTC DS3231 (Real Tme Clock)
• 1 - seitsme astme kuvar
• 2 - 9 V patareid
• 1 - Buck Converter
• 12 - 220 Ω takisti
• 1 - 470 Ω takisti
• Kaablid
• 2 - Lülitid
• 1 - 1000 μF kondensaator

3D printimine:

• Anet A8
• Bq must PLA

Kokkupanek/tööriistad:

• Kuum liim + kuum liimipüstol
• Super liim
• Kruvid 3 mm x erinevad pikkused
• Kahepoolne teip
• Jootekolb + termokahanevad torud
• Kruvikeeraja
• Elektriline lint

2. samm: vooluahela skeem

Sellel pildil näete skeemi, mis on tehtud Fritzingis. Proovisin luua skemaatilist lülitusskeemi, kuid ajasin selle pisut sassi, nii et lõpuks tegin selle "visuaalsema" skeemi, ehkki tahan seda veel proovida.

Püüan seda selgitada.

Esiteks on Arduino MEGA helimõõturi aju, sellel on kood, mis juhib kõiki komponente. Punane trükkplaat on SparkFuni helidetektor, mis loeb lainete amplituudi, hiljem teisendatakse dB -ks. Need mõõtmised salvestatakse MicroSD -kaardile koos nende võtmise päeva ja kellaajaga (RTC -moodul), samuti kuvatakse need seitsme segmendi ekraanil.

Meil on ka Neopixeli LED -riba, mis koosneb 37 individuaalselt juhitavast LED -ist, mis süttivad erinevates värvides sõltuvalt detsibellinäitudest, selgitatud LCD -ekraanil (vt ülaltoodud pilti).

• Punane: üle 120 dB, mis on valulävi.
• Kollane: vahemikus 65 kuni 120 dB.
• Roheline: üle 30 dB, mis on miinimum, mida helimõõtur suudab tuvastada.

See oli disain, mis sarnaneb valgusfooriga ja algselt oli planeeritud vaid 3 LED -i (mõtlesin isegi ühe RGB -LED -i peale, kuid see polnud esteetiliselt meeldiv). Seda Neopixeli LED -riba toidab 9 V aku, kuid kuna see vajab ainult 5 V, kasutasin 1000 μF kondensaatori ja 470 Ω takisti pinge alandamiseks Buck -muundurit, et mitte LED -e põletada.

Ülejäänud komponendid, sealhulgas Arduino, töötasid veel ühe 9 V akuga.

Samuti on kaks lülitit: üks põhielektroonika jaoks (Arduino jne) ja teine ainult LED -riba jaoks, juhuks, kui ma ei taha, et need süttiksid.

MÄRKUS. Diagrammil, et hõlbustada ühenduste nägemist, on väike protoboard, kuid ehituses ma seda ei kasutanud.

3. samm: kood

"laadimine =" laisk"

Mul on oma Anet A8 olnud umbes 4 aastat (ma armastan seda) ja olen alati kasutanud TinkerCAD -i, mis on tasuta veebipõhine CAD -programm, mis võimaldab teil kujundada, mida soovite! See on väga intuitiivne ja ma õppisin nokitsemise teel (Internet on hulgaliselt teavet, tänu sellele ja hämmastavale Arduino foorumile õppisin Arduinoga kodeerima ja projekte tegema. Aga ka kõike, mida ma nüüd 3D -printeritest saan. Sellepärast otsustasin teha postitage see postitus ja jagage oma kogemusi).

Selle projekti puhul läksin üle Fusion 360 -le, kuna TinkerCADil on mõningaid disainipiiranguid. Algselt sain Fusioni enne projektile mõtlemist, sest selle võiksite harrastajatele hankida (tõesti lahe, kui kasutate seda vaid kord oma pisikeste loomingute kujundamiseks), kuigi ma ei kasutanud seda enne, kui otsustasin helimõõtja luua.

Tänu põhiteadmistele, mis mul olid eelmistest TinkerCAD -i seiklustest, õppisin kiiresti põhitõed ja lõin korpuse esimese versiooni (vt esimest pilti), mulle meeldis see ja ma kasutasin seda, et näha, kuidas helimõõtur töötas, ja mõningaid katseid (katse ja viga). Kuid ma arvasin, et suudan kujundada parema väljanägemisega, nii et lõin versiooni 2 (ja viimase), musta ja kõvera ümbrise.

Selles viimases disainis täiustasin mõnda asja, et muuta see funktsionaalsemaks ja ilusamaks:

• Vähendas suurust
• Neopixel LED riba
• Parem korraldus
• Knurl patten, et hõlpsalt ära võtta pealispind.
• Must hõõgniit (elegantsem;))

Mõlemad on jagatud tükkideks, et mahutada Anet A8 voodisse. Versioonis 2 on 26 tükki ja saate pealt ära võtta ja näha masina sisikonda, kujundasin selle ka selleks, et arvutiga ühendamisel ei peaks Arduino lahti keerama.

Üksikasjad

Sellel kujundusel on mõned üksikasjad, mida tahan esile tõsta:

1. Rõngakujundus Suurema haarde lisamiseks ja ülemise osa tõstmiseks (3. pilt). Peitsin ka elektrilindiga katvate LED -kaablite sissepääsu.
2. SD -kaardil on soon, mis hõlbustab selle kättesaamist (4. pilt).
3. Juhend Ülemise osa paigal hoidmiseks kujundasin kolmnurkse juhiku (5. pilt).
4. Silikoonist kleepuv löök peatub põhjaosa all.

Samm: 3D -printimine

Mõlema versiooni printimine võttis kaua aega.

Ma räägin lõplikust versioonist. Kasutasin Cura viilutajat ja minu parameetrid olid järgmised:

• Enamik tükke ei vaja tuge
• Mõnel neist kasutasin seelikut, kuna need olid pikad või väikesed, et aidata neil voodisse jääda.
• Temperatuur = 205º
• Voodi = 60º
• Fänn Jah
• 0,2 mm
• Kiirus = umbes 35 mm/s (oleneb tükist). Kuigi esimene kiht on 30 m/s.
• Täitke 10-15% (see sõltub ka tükist).

Ühel pildil on näha mõned tükid.

6. samm: kokkupanek

Piltidel võib välja tuua orgniseerumise erinevuse.

Nagu alati, keskendun lõppversioonile, mustale. Kahjuks pole mul ehituse pilte, kuid loodan, et need pildid näitavad, kuidas see kõik on üles seatud.

Mõlemal akul on kaks sahtlit nende hoidmiseks ja nende vahetamise hõlbustamiseks, kleepisin need kahepoolse teibiga. Kasutasin ka JTS -pistikuid (ma arvan, et see on universaalne nimi, kuna neid on erinevat tüüpi, kuid olen lisanud ka pildi neist, mida kasutasin), mis hõlbustavad ka patareide väljavõtmist.

Ma katsin kõik kohad, kus ma olin joodetud termokahanevate torudega.

Samuti hoitakse LCD-ekraani kahepoolse teibiga. Ja mõned osad hoitakse paigas 3 mm läbimõõduga ja erineva pikkusega kruvidega, välja arvatud MicroSD -moodul, millel olid väiksemad augud, nii et ma hoidsin seda paigas mõnega, mille olin ümber pannud ja mis olid õiges suuruses.

Lülitid ja seitsme segmendi ekraan olid pakitud elektrilindiga, nii et polnud vaja kasutada kuuma liimi ega superliimi, kuna need sobisid oma kohtadesse.

Samm: kalibreerimine

Parim viis võiks olla teise helimõõturiga, kuid mul seda pole, nii et kasutasin oma telefonis rakendust. Ja see eelarvevalem detsibellide saamiseks.

8. samm: tulemus

Nii et see on mõlema juhtumi lõpptulemus. Olen lisanud pilte mõlemast, kuid kõik esimese versiooni komponendid on viimase peal, mis on tegelik lõpptulemus, kuid ma ei taha teist unustada, sest see oli ka osa loomise protsessist.

MÄRKUS. See on veel pooleli olev postitus, ma võin mõnda asja muuta, näiteks selgitada rohkem kalibreerimist või lisada video, mis näitab selle toimimist.

9. samm: järeldus

Mõnda kohta mõõtsin oma ehitatud helimõõturiga, et näha, kui suure mürasaastega me elame, ja tegin Excelis graafika, mis näitab selle kõikumist ning maksimaalseid ja minimaalseid dB tippe.

1. See seisneb minu kooli vaheldumises.
2. Siseruumides pidu aastavahetusel märkasin, et madalaimad detsibellid kus laulu vahetamisel.
3. Kinos vaadates 1917. Ma omamoodi tean, millises filmi osas on detsibellide suurendamine alguses, kuid ma ei ütle midagi, kuigi ma ei usu, et see on spoiler.

Märkus: kõik näidatud meetmed tehti kuud enne COVID-19 põhjustatud pandeemiat

10. samm: ilmnenud probleemid

Selle projekti loomisel puutusin kokku probleemidega, millest tahan rääkida, sest need on osa igast tegija loomingust.

1. Neopixeli LED -riba kood: suurim probleem koodiga oli LED -riba ja animatsiooni viivitused, mis mõjutasid kõiki programme (sealhulgas seitsme segmendi kuva värskendussagedust). Kasutasin milliseid, kuid mõjutasin siiski kõike, nii et lõpuks jätsin koodi, mille tegin, kuid mis ei mõjutanud ülejäänud komponente, kuid animatsioon ei käivitunud esimeses LED -is, see algas juhuslikult (ma ei tee seda) ma ei tea miks), kuid see näeb ikka lahe välja. Otsisin palju ja värvipühkimise animatsiooni probleem tundub olevat parandamatu.
2. See pole suur probleem, minu ostetud SparkFuni anduril ei olnud päiseid, nii et ostsin ja jootsin, kuid need takistavad anduri paigutamist 3D -prinditud korpusesse. Aga kuna ma pole jootmises kõige parem, jätsin selle nii ja olen veidi vales kohas.
3. Lõpliku korpuse kokkupanekul leidsin, et külgede 3D -trükitud kõveraid on raske õigesti paigutada, nii et kujundasin teise tüki nende õigeks paigutamiseks ja liimimiseks.

Ma arvan, et olen perfektsionist (mõnikord on see halb), kuid arvan, et arenguruumi on palju.

Mõtlesin ka lisada ESP8266 WiFi-mooduli, et pääseda juurde ka telefoni, arvuti jne kaudu, et näha näitu, mitte lülitada helimeeter välja ja võtta kätte MicroSD-kaart.