Mjerač zvuka - Arduino: 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

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

Ovo je školski projekt koji sam nedavno radio, a za koji sam trebao završiti godinu dana, zasnovan je na izgradnji mjerača zvuka koji registruje nivoe zvuka u decibelima. Cilj je bio istaknuti zagađenje bukom, vrstu zagađenja koja je manje poznata, ali koja stalno utječe na nas u svakodnevnom životu.

Korak 1: Potrošni materijal

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 degradacija
• 2 - 9V baterije
• 1 - Pretvarač dolara
• 12 - 220 Ω otpornik
• 1 - 470 Ω Otpornik
• Cables
• 2 - Prekidači
• 1 - 1000 μF Kondenzator

3D štampanje:

• Anet A8
• Bq Black PLA

Montaža/alati:

• Vruće ljepilo + Pištolj za vruće ljepilo
• Super ljepilo
• Vijci 3 mm x različite dužine
• Dvostrana traka
• Lemilica + termoskupljajuće cevi
• Šrafciger
• Električna traka

Korak 2: Dijagram kola

Na ovoj slici možete vidjeti dijagram kola, urađen 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 kod koji kontrolira svaku komponentu. Crvena PCB ploča je SparkFun detektor zvuka koji očitava amplitudu valova, kasnije pretvorenu u dB. Ove mjere se pohranjuju na MicroSD kartici zajedno s danom i u koje vrijeme su poduzete (RTC modul), a također su prikazane i na ekranu sa sedam segmenata.

Imamo i neopikselnu LED traku, koja se sastoji od 37 LED -a sa individualnom kontrolom, 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.

Ovaj dizajn je podsjećao na semafor i prvobitno je planirano da bude samo 3 LED diode (čak sam razmišljao i o jednoj RGB LED diodi, 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 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 svijetle.

NAPOMENA: Na dijagramu kako biste lakše vidjeli spojeve 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 omogućava da dizajnirate šta god želite! Vrlo je intuitivan 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 imam od 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, prvobitno sam nabavio Fusion prije nego što sam razmišljao o projektu jer biste ga mogli nabaviti za ljubitelje (zaista 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 koristio sam ga da vidim kako radi mjerač zvuka i neke eksperimente (probni period i greška). Ali mislio sam da mogu dizajnirati ljepšu, pa sam stvorio verziju 2 (i posljednju), crnu i zakrivljenu futrolu.

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 lako skidanje vrha.
• Crna nit (elegantnije;))

Oboje su podijeljeni u komade da stanu u krevet Anet A8. U verziji 2 ima 26 komada, a možete skinuti gornju stranu i vidjeti utrobu strojeva. Također sam je dizajnirao tako da ne moram odvrtati Arduino pri povezivanju s računarom.

Detalji

Ovaj dizajn ima neke detalje koje želim istaknuti:

1. Dizajn zupčanika Za dodatno prianjanje i pomoć pri podizanju gornjeg dijela (3. slika). Takođe sam sakrio ulaz LED kablova prekrivajući ga električnom trakom.
2. SD kartica ima utor za lakše podizanje (četvrta slika).
3. Vodič Kako bi gornji dio ostao na mjestu, dizajnirao sam trokutastu vodilicu (peta slika).
4. Silikonski ljepljivi čep se zaustavlja ispod donjeg dijela.

Korak 5: 3D štampanje

Štampanje obe verzije trajalo je dugo.

Govorit ću o konačnoj verziji. Koristio sam rezač 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 da se prilijepe za krevet.
• Temperatura = 205º
• Krevet = 60º
• Fan Da
• 0,2 mm
• Brzina = 35 mm/s cca. (zavisi od komada). Iako je prvi sloj 30 m/s.
• Napunite 10-15% (zavisi i od komada).

Jedna od slika prikazuje neke od komada.

Korak 6: Montaža

Na slikama se može procijeniti razlika u odnosu na organizaciju.

Kao i uvijek, fokusirat ću se na konačnu verziju, crnu. Nažalost, nemam slike izgradnje, 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 različiti tipovi, ali sam dodao i sliku onih koje sam koristio) takođe olakšavaju vađenje baterija.

Pokrio sam sva mjesta lemljenja termoskupljajućim cijevima.

LCD se drži i s 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 odgovarajuće veličine.

Prekidači i ekran sa sedam segmenata bili su umotani u električnu traku pa nije bilo potrebe za korištenjem vrućeg ljepila ili super ljepila jer su pričvršćeni na odgovarajuća mjesta.

Korak 7: Kalibracija

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

Korak 8: Rezultat

Dakle, ovo je krajnji rezultat oba slučaja. Priložio sam slike oba, 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 i napravio sam grafiku u Excelu koja prikazuje 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 se promijeni pjesma.
3. U bioskopu koji gleda 1917. Nekako znam u kojem dijelu filma je to povećanje decibela na početku, ali neću ništa reći, iako ne mislim da je to spojler.

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

Korak 10: Problemi na koje se nailazi

Prilikom stvaranja ovog projekta naišao sam na neke probleme o kojima želim govoriti jer su oni dio stvaranja svakog proizvođača.

1. Kod neopixel LED trake: Najveći problem sa kodom bila je LED traka i kašnjenje animacije, što je utjecalo na čitave programe (uključujući brzinu osvježavanja sedmosegmentnog ekrana). Koristio sam millis, ali je i dalje utjecao na sve pa sam na kraju otišao sa 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 tražio i čini se da se problem animacije u boji ne može riješiti.
2. Ovo 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 zagubljen.
3. Prilikom sastavljanja završnog kućišta otkrio sam da je bilo teško pravilno postaviti 3D ispisane krivine stranica pa sam dizajnirao još jedan komad za njihovo pravilno postavljanje i lijepljenje.

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

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