Zvukoměr - Arduino: 10 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

V tomto Instructable ukážu, jak vytvořit zvukoměr pomocí Arduina a některých dalších komponent.

Toto je školní projekt, který jsem nedávno udělal a jehož dokončení mi trvalo rok. Je založen na konstrukci zvukoměru, který registruje hladiny zvuku v decibelech. Cílem bylo zdůraznit hlukové znečištění, typ znečištění, které je méně známé, ale které nás neustále ovlivňuje v našem každodenním životě.

Krok 1: Spotřební materiál

Elektronika:

• 1 - Arduino MEGA 2560
• 1 - SparkFun Sound Detector
• 1 - Modul karty MicroSD
• 1 - Standardní protoboard
• 1 - Neopixelový LED pásek
• 1 - LCD (20 x 4)
• 1 - RTC DS3231 (Real Tme Clock)
• 1 - Zobrazení sedmi stupňů
• 2 - 9V baterie
• 1 - Buck Converter
• Rezistor 12 - 220 Ω
• 1 - 470 Ω odpor
• Kabely
• 2 - Přepínače
• 1 - 1000 μF kondenzátor

3D tisk:

• Anet A8
• Bq Černá PLA

Montáž/nářadí:

• Horké lepidlo + Horká lepicí pistole
• Super lepidlo
• Šrouby 3 mm x různé délky
• Oboustranná páska
• Páječka + smršťovací bužírky
• Šroubovák
• Elektrická páska

Krok 2: Schéma zapojení

Na tomto obrázku můžete vidět schéma obvodu, provedené ve Fritzing. Zkoušel jsem vytvořit schematický obvodový diagram, ale trochu jsem to zpackal, takže jsem nakonec udělal tento „vizuálnější“, i když to chci zkusit znovu.

Pokusím se to vysvětlit.

Za prvé, Arduino MEGA je mozkem zvukoměru, má kód, který ovládá každou součást. Červená deska plošných spojů je zvukový detektor SparkFun, který čte amplitudu vln, později převedenou na dB. Tato opatření jsou uložena na kartě MicroSD spolu se dnem a časem, kdy byla přijata (modul RTC), a také jsou zobrazena na sedmisegmentovém displeji.

Máme také LED pás Neopixel, skládající se z 37 individuálně ovládaných LED, které se rozsvítí v různých barvách v závislosti na odečtu decibelů, vysvětleno na LCD (viz obrázek výše).

• Červená: nad 120 dB, což je práh bolesti.
• Žlutá: mezi 65 a 120 dB.
• Zelená: nad 30 dB, což je minimum, které může měřič zvuku detekovat.

Toto bylo navrženo tak, aby připomínalo semafor a původně bylo plánováno, že to budou jen 3 LED diody (dokonce jsem přemýšlel o jediné RGB LED, ale nebylo to esteticky příjemné). Tento Neopixel LED Strip je napájen 9V baterií, ale protože potřebuje pouze 5V, použil jsem Buck Converter ke snížení napětí kondenzátorem 1000 μF a odporem 470 Ω, abych LED nespálil.

Zbytek komponent, včetně Arduina, byl napájen další 9V baterií.

K dispozici jsou také dva přepínače: jeden pro hlavní elektroniku (Arduino atd.) A druhý pouze pro LED Strip, v případě, že nechci, aby se rozsvítily.

POZNÁMKA: V diagramu, který usnadňuje vidění spojů, je malý protoboard, ale v sestavě jsem ho nepoužil.

Krok 3: Kód

"loading =" líný"

Mám Anet A8 již asi 4 roky (MILUJU TO) a vždy jsem používal TinkerCAD, což je online bezplatný CAD program, který vám umožní navrhovat vše, co chcete! Je to velmi intuitivní a naučil jsem se drobet (Internet je fuuuulll informací, naučil jsem se díky němu a úžasnému fóru Arduino kódovat a dělat projekty s Arduino. Ale také vše, co nyní od 3D tiskáren. Proto jsem se rozhodl udělat tento příspěvek a podělte se o své zkušenosti).

U tohoto projektu jsem přešel na Fusion 360, protože TinkerCAD má určitá konstrukční omezení, původně jsem dostal Fusion, než jsem o projektu přemýšlel, protože jste ho mohli získat pro fandy (opravdu skvělé, když ho použijete jen jednou za čas na navrhování svých drobných výtvorů), přestože jsem to nepoužil, dokud jsem se nerozhodl vytvořit zvukoměr.

Díky základním znalostem, které jsem měl z předchozích dobrodružství TinkerCAD, jsem se rychle naučil základy a vytvořil první verzi pouzdra (viz první obrázek), líbilo se mi to a použil jsem to k tomu, abych viděl, jak funguje Sound Meter a některé experimenty (zkušební verze) a chyba). Ale myslel jsem si, že bych mohl navrhnout lépe vypadající, a tak jsem vytvořil verzi 2 (a poslední), černé a křivé pouzdro.

V tomto posledním designu jsem vylepšil několik věcí, aby byl funkčnější a krásnější:

• Zmenšil velikost
• Neopixelový LED pásek
• Lepší organizace
• Knurl patten pro snadné sundání vršku.
• Černý filament (elegantnější;))

Oba jsou rozděleny na kusy, aby se vešly do postele Anet A8. Ve verzi 2 je 26 kusů a můžete sundat horní část a podívat se na vnitřnosti stroje, také jsem ji navrhl tak, aby při připojování k počítači nemusel vyšroubovat Arduino.

Podrobnosti

Tento design má některé detaily, které chci zdůraznit:

1. Vroubkovaný design Pro větší přilnavost a pomoc při zvedání horní části (3. obrázek). Také jsem ukryl vstup LED kabelů a zakryl je elektrickou páskou.
2. Karta SD má drážku, která usnadňuje její vyzvednutí (4. obrázek).
3. Průvodce Abych udržel horní část na místě, navrhl jsem trojúhelníkové vedení (5. obrázek).
4. Silikonová lepicí zarážka se zastaví pod spodním dílem.

Krok 5: 3D tisk

Tisk obou verzí trval dlouho.

Budu mluvit o konečné verzi. Použil jsem kráječ Cura a moje parametry byly:

• Většina kusů nepotřebuje podpěry
• U některých jsem použil sukni, protože byly vysoké nebo malé, abych jim pomohl držet se postele.
• Teplota = 205 °
• Postel = 60º
• Ventilátor Ano
• 0,2 mm
• Rychlost = přibližně 35 mm/s. (záleží na kusu). Ačkoli první vrstva je 30 m/s.
• Vyplňte 10 - 15% (záleží také na kusu).

Jeden z obrázků ukazuje některé kousky.

Krok 6: Sestavení

Na obrázcích lze aprecciated rozdíl týkající se orgnizace.

Jako vždy se zaměřím na konečnou verzi, tu černou. Bohužel nemám žádné obrázky sestavení, ale doufám, že tyto obrázky ukazují, jak je to všechno nastaveno.

Obě baterie mají dvě přihrádky, které je drží a usnadňují jejich výměnu, nalepil jsem je oboustrannou páskou. Také jsem použil konektory JTS (myslím, že to je univerzální název, protože existují různé typy, ale také jsem přidal obrázek těch, které jsem použil) také usnadňují vyjmutí baterií.

Pokryl jsem všechna místa, kde jsem byl pájen teplem smrštitelnými bužírkami.

Displej LCD je také držen pomocí oboustranné pásky. A některé části jsou drženy na místě pomocí šroubů o průměru 3 mm a různých délkách kromě modulu MicroSD, který měl menší otvory, takže jsem ho přidržel na místě s některými, které jsem měl kolem a byly správné velikosti.

Přepínače a sedmisegmentový displej byly zabaleny do elektrické pásky, takže nebylo nutné používat horké lepidlo ani super lepidlo, protože se vešly do příslušných míst.

Krok 7: Kalibrace

Nejlepší způsob by mohl být jiný zvukový měřič, ale ten nemám, takže jsem v telefonu použil aplikaci. A tento fisický vzorec k získání decibelů.

Krok 8: Výsledek

Toto je konečný výsledek obou případů. Připojil jsem obrázky obou, ale všechny součásti první verze jsou na té poslední, což je skutečný konečný výsledek, ale nechci zapomenout na tu druhou, protože byla také součástí procesu vytváření.

POZNÁMKA: Toto je příspěvek, na kterém se stále pracuje, mohu některé věci změnit, například vysvětlit více kalibraci nebo přidat video ukazující, že funguje.

Krok 9: Závěr

Některá místa jsem změřil pomocí zvukoměru, který jsem postavil, abych viděl, s jak velkým hlukem žijeme, a vytvořil jsem nějakou grafiku v Excelu, která ukazuje, jak kolísá a maximální a minimální dB vrcholy.

1. Dochází ke změně tříd v mé škole.
2. Vnitřní večírek na Silvestra, všiml jsem si, že nejnižší decibely kde při změně písně.
3. V kině sledujícím 1917. Trochu vím, ve které části filmu je na začátku zvýšení decibelů, ale neřeknu nic, i když si nemyslím, že je to spoiler.

Poznámka: všechna uvedená opatření byla provedena měsíce před pandemií způsobenou nemocí COVID-19

Krok 10: Vyskytly se problémy

Při vytváření tohoto projektu jsem se potýkal s několika problémy, o kterých chci mluvit, protože jsou součástí tvorby každého tvůrce.

1. Neopixelový LED pásový kód: Největší problém s kódem byl LED pás a zpoždění animace, které ovlivnilo celé programy (včetně obnovovací frekvence sedmisegmentového displeje). Použil jsem millis, ale stále ovlivňoval všechno, takže jsem nakonec odešel s kódem, který jsem vytvořil, který neovlivnil ostatní komponenty, ale animace se nespustila v první LED, začala by v náhodném (já ne Nevím proč), ale stále to vypadá skvěle. Hodně jsem hledal a problém animace colourwipe se zdá být neopravitelný.
2. To není zásadní problém, senzor SparkFun, který jsem koupil, neměl záhlaví, takže jsem si je koupil a připájel, ale brání v umístění senzoru do 3D tištěného pouzdra. Ale protože nejsem nejlepší v pájení, nechal jsem to tak a je trochu špatně umístěný.
3. Při sestavování finálního pouzdra jsem zjistil, že je obtížné správně umístit 3D tištěné křivky stran, a tak jsem navrhl jiný kus, který je správně umístí a nalepí.

Asi jsem perfekcionista (někdy je to špatné), ale myslím, že je zde velký prostor pro zlepšení.

Také jsem přemýšlel o přidání modulu Wi-Fi ESP8266, který bude také přístupný prostřednictvím telefonu, počítače atd., Abyste mohli vidět hodnoty místo vypnutí měřiče zvuku a vyzvednutí karty MicroSD.