Měřič potlesku: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Od nějakého roku 2001 jsem začal chodit na bicí. Po deseti letech, v roce 2011, jsem se připojil ke svému prvnímu koncertnímu pásmu a byl jsem závislý. Dělat spolu hudbu a hrát na koncertě je vzrušující. Nyní jsem v jiné koncertní kapele již více než 5 let. Máme dva koncerty ročně a několik provizí na straně.

Jako téma našeho novoročního koncertu jsme chtěli uspořádat slavnostní předávání cen za nejlepší písně, které jsme hráli. Nastavení bylo takové, že jsme hráli dvě písně v každé kategorii. Například „Led proti ohni“, u kterého jsme hráli směsici z „Frozen“a jednu z „Jak vycvičit draka“. Publikum by pak mělo hlasovat pro nejlepší píseň, která by poté byla oceněna cenou pro vlastní 3D tisk.

Během brainstormingu během příprav jsme měli spoustu nápadů, jak přimět diváky hlasovat, od papírových hlasování po aplikace. Ale všechny tyto návrhy vyžadují, aby byla show pro každé ocenění zastavena, a zároveň vážně rušila publikum. Když byl navržen potlesk, všichni jsme věděli, že jsme trefili zlato. Některé online vyhledávání však neodhalilo žádné skutečné řešení připravené k použití. Statečně jsem se tedy postavil, prohlásil se za začínajícího výrobce a tvrdil, že bych ho mohl snadno postavit od nuly za poměrně malý rozpočet.

Ach, chlapče, nebyl jsem připraven na králičí noru, do které bych spadl.

Zásoby

Nástroje

• Vaše oblíbená aku vrtačka
• Kruhový vrták a jiné bity
• šroubováky
• 3D tiskárna (volitelně)

Případ

• Překližka. (Vybral jsem 8 mm multiplex, ale při zpětném pohledu jsem měl jít na 12 mm nebo dokonce silnější)
• 4 X magnetická západka dveří (zpětně volitelná)
• Šrouby

Elektronika (5V)

• Arduino Nano
• Elektretový mikrofonní zesilovač - MAX4466 s nastavitelným zesílením (nebo podobný, jakýkoli vyhovuje vašim potřebám)
• 2 x 5V 8kanálový reléový modul
• Transformátor 220V až 5V
• dráty, spousta krátkých a jeden čtyřžilový vodič několika metrů pro „dálkový“ovladač
• dva spínače

Elektronika (220 V)

• standardní elektrické kabely (zbytky z výstavby domu jsou ideální, ale nejlépe flexibilní)
• Síťová zásuvka s pojistkou (volitelná, ale velmi doporučená)
• Žárovky dle vašeho výběru
• Žárovkové zásuvky

Krok 1: Obvod 5V: Arduino

Existují tři hlavní části této sestavy: (1) 5V elektronika, která bude dělat „tvrdé myšlení“: poslouchání a rozhodování, kdy a která světla se rozsvítí; (2) pouzdro, které do sebe všechno krásně zapadne, skryje všechny „zločiny“a (3) obvod 220 V, který je řízen obvody 5 V.

Začněme s 5V obvody, protože to můžeme postavit v malém měřítku.

Nebylo snadné najít online zdroje. Představil jsem si deset světel, která se rozsvítila podle hlasitosti potlesku, ale zdálo se, že to předtím nikdo neudělal. Začal jsem tedy v malém; Na tinkerCAD jsem vytvořil online simulaci toho, jak jsem chtěl, aby vypadaly elektronické součástky 5V. Můj velmi rudimentární design s kódem najdete zde: https://www.tinkercad.com/things/8mnCXXKIs9M nebo níže na této stránce jako soubor „Applause_1.0.ino“.

Vytvoření pracovní verze online a testování několika kódů Arduino na této simulaci mi opravdu pomohlo získat lepší přehled o tom, co bylo pro tuto verzi potřeba. Tímto způsobem jsem experimentoval s přidáním způsobu ovládání chování programu: Skončil jsem se dvěma přepínači. Jeden přepínač zapíná a vypíná měření, druhý resetuje skóre zpět na 0/10.

Poskytl jsem všechny potřebné komponenty: některé LED diody, odpory, Arduino a hlavně mikrofon kompatibilní s Arduino.

Postavil jsem obvod a na příští zkoušce jsem vše vyzkoušel, aby mi došlo, že mikrofon, který jsem si koupil, byl pro mé použití velmi citlivý. Pouhé jedno tlesknutí v rozumné blízkosti nebo jen hraní kapely by mikrofon nasytilo a dalo skóre 10/10. To mě přivedlo k hledání mikrofonu s proměnlivým ziskem. Nakonec jsem se usadil na mikrofonním zesilovači Electret - MAX4466. Vzadu má velmi malý šroubek, kterým můžete nastavit zesílení. (boční poznámka: Také jsem změnil Arduino uno za Arduino Nano bez jakéhokoli konkrétního důvodu).

MAX4466 fungoval lépe, ale také maximalizoval při tleskání v těsné blízkosti, proto jsem se rozhodl zahrnout také čas tleskání jako proměnnou ve vzorci namísto pouze hlasitosti potlesku. Také jsem napsal trochu více elegantního kódu pro tuto verzi 2.0 softwaru (i když to říkám sám). Pokud by byl překročen práh hlasitosti, rozsvítilo by se pouze první světlo a následovala krátká pauza, během níž se nemohla rozsvítit žádná světla. Po čekání by Arduino poslouchalo, zda je zvuk stále dostatečně hlasitý, aby se rozsvítilo druhé světlo, pokud ano, pak se světlo rozsvítí a spustí se další čekací doba. Čekací doba se prodlouží pokaždé, když se rozsvítí nové světlo. Potlesk by musel trvat 22,5 sekundy při plné hlasitosti, aby se světla zobrazila 10/10. Kód najdete na tinkerCAD https://www.tinkercad.com/things/lKgWlueZDE3 nebo níže jako soubor „Applause_2.0.ino“

Rychlý test s reléovými moduly připojenými místo LED diod mě naučil, že relé byla ZAPNUTA, když byl signál NÍZKÝ a VYPNUTO, když byl signál VYSOKÝ. Žádný problém, jen jsme v kódu vypnuli a zapnuli a mohli jsme vyrazit.

S tím vším vyřešeným. Mohl jsem začít pájet všechno dohromady. Ale potřeboval jsem vědět, jak dlouhá by měla být všechna spojení uvnitř krabice. Pojďme tedy nejprve postavit vnější box a uspořádat do něj všechny komponenty.

Krok 2: Navrhování krabice

Druhým aspektem této stavby byla její estetika. Tleskač by byl uprostřed pozornosti, takže musel alespoň dobře vypadat. Rozhodl jsem se postavit dřevěnou krabici, protože pro ni mám základní nástroje a je to relativně snadné.

Poté, co jsem se na tinkerCAD naučil, že experimentování v digitálním světě je vysoce vzdělávací, jsem před nákupem jakéhokoli potřebného materiálu také navrhl box na potlesk v populárním 3D-CAD programu Fusion360.

V průběhu několika iterací jsem se nakonec rozhodl pro tento design (viz obrázky). Jedná se o jednoduchý obdélníkový box se světly trčícími z kruhových otvorů na předním panelu.

Ošklivým šroubům v předním panelu bylo zabráněno přidáním několika podpůrných tyčí na vnitřní stranu předního panelu, kde by později byly našroubovány magnetické západky dveří. Magnetický zavírací systém je při zpětném pohledu spíše bezpečnostním prvkem než opravdu nezbytným, protože tyče držely přední desku zapnutou pouze třením, což je v pořádku.

Také jsem přidal elektroniku do svého digitálního designu. To změnilo některé věci, takže se již vyplácelo, že jsem to poprvé navrhl ve Fusion360. Například krabice musela být trochu širší než počátečních 15 cm, aby se relé vešla do strany. Také jsem skončil s modelováním a 3D tiskem plastových držáků světelných zásuvek, které by zase držely světla na svém místě. Zdálo se mi to jako možnost, která by mi poskytla dostatečný „kroutící se prostor“pro budoucí chyby. (Vím, že tyto držáky lze také koupit jako takové, ale to mě stálo třikrát více a měl jsem rozpočet)

Přidal jsem sem soubor F360 mého konečného návrhu, abyste si jej mohli prohlédnout a pohrát si s ním.

Krok 3: Sestavení krabice

Když byl dokončen digitální design, byl čas jít do železářství, koupit velký list překližky a začít řezat. Když jsem opravdu nevlastnil takovéto „fantazijní“nástroje, šel jsem jeden víkend k rodičům a tam jsem nařezal dřevo.

Můj návrh však nakonec vytvořil docela exotický řezaný list:

• 2krát 16,6 x 150 cm pro přední a zadní část
• 2krát 16,6 x 10,2 cm pro horní a dolní část
• 2krát 10,2 x 148,4 cm pro boky

Nosné tyče na vnitřní straně předního panelu byly zbytky a byly použity jako takové, jinak by preferovaná délka byla 134 cm a 12 cm.

Jakmile jsem byl doma, rozložil jsem všechny díly na podlahu a pomocí některých (vypůjčených) rohových svorek začal předvrtávat otvory a šroubovat desky k sobě. Pamatujte, že šrouby vedou pouze v horní, spodní a zadní části měřiče pro čisté estetické reakce.

Pilotní vrtání otvorů a sešroubování všech desek k sobě bylo nejistým úkolem, protože překližka byla jen 8 mm tenká, často jsem si nadával, protože jsem si myslel, že 8 mm bude dostatečně tlustých.

Přední panel potřeboval několik pečlivě rozmístěných otvorů o průměru asi 5 cm. Označil jsem středovou linii přední desky a začal z jedné strany. Střed prvního otvoru byl 8 mm (tloušťka materiálu) + 75 mm (polovina 150 mm) od okraje desky. Všechny ostatní otvory jsou od sebe vzdáleny 150 mm. Nakonec jsem byl pryč jen o 2 mm, když jsem označil desátou díru … byl to dobrý den!

Jediný kruhový vrták, který jsem si mohl půjčit, byl 51 mm, více než dost blízko na to, abych mohl šťastně začít vrtat.

Vodítka přední desky byla na vnitřní straně přední desky přilepena jednoduchým lepidlem na dřevo.

Krok 4: Instalace zásuvek do krabice

Prvními součástmi, které se montují do naší nově postavené krabice, jsou držáky světelných zásuvek. Důvodem je to, že držáky by měly být umístěny uprostřed pod každým otvorem v přední desce. Protože držák drží světelné objímky v poloze, která na ně zase přišroubuje žárovky, a žárovky jsou doslova jedinou věcí, která trčí z předního panelu, a proto jsou jedinou věcí, do které nelze přesunout další pozice uvnitř našeho boxu. Protože je jejich pozice pevná, měli by vstoupit jako první, aby se ujistili, že později neudělám hloupou chybu.

Jak jsem již zmínil, existují komerčně dostupné světelné zásuvky s integrovaným držákem pro montáž kolmo na zeď, ale ty stojí 4krát více než ty jednoduché, které jsou určeny pouze k zavěšení ze stropu, aniž by se o to pokoušeli vypadá pěkně. Tak jsem šel na levný a 3D vytištěný držák na zásuvky. (Soubor STL níže). Při vytváření 3D návrhu jsem se ujistil, že bude dostatek „kroutícího“se prostoru pro umístění zásuvek v různých hloubkách.

Vytiskl jsem jen jeden držák, abych ověřil design. Poté jsem vytiskl 9 držáků najednou, úplně jsem zaplnil všechny své stavební desky a skončil jsem déle než 50 hodin.

Libovolně jsem označil horní a spodní část přední desky a krabice (pamatujte, že jsem dostal neuvěřitelnou 2mm odchylku mezi digitálním designem a realitou). Poté jsem zahájil únavný proces vycentrování jednoho držáku s nasazeným víkem, opatrným zvednutím přední strany, vyznačením jeho polohy tužkou a přesunutím k dalšímu držáku. Když bylo vše řečeno a hotovo, zkontroloval jsem každou pozici, než jsem je konečně přišrouboval na zadní desku.

Poznámka ke šroubům: můj design držáku má docela silnou základnu, to se dělá schválně, aby se zajistilo, že mé 16 mm dlouhé šrouby nevystrčí zadní část mé 8 mm zadní desky. Další důvod, proč jít na silnější překližku. (Zapomeňte na „žít, milovat, smát se“je to „žít, milovat a učit se“).

Každopádně světelné zásuvky byly nahoře. Vybral jsem preferovanou výšku, kterou jsem chtěl, aby žárovky trčely nad přední panel, a poté změřil hloubku, ve které by měly být objímky, opět opatrným umístěním všeho, zatímco je přední část zavřená, zvednutím a měřením. Jeden malý detail: Nejprve jsem musel odšroubovat a odlomit kus konce kabelu ze všech zásuvek, které sloužily jako odlehčení tahu pro kabely, když hrozně visí ze stropu, ale protože jsem je montoval do vlastních potištěných držáků, nesloužily mi vůbec. Ještě horší je, že odlehčení tahu způsobilo, že kabely odolávaly těsnému ohybu, do kterého jsem je nutil, a tím svou práci odváděl perfektně,… takže bylo nutné odstranit odlehčení tahu, aby se zásuvky do držáků vešly tak, jak jsem chtěl.

Slepil jsem všechny objímky v držácích a nechal přes noc zatuhnout gumičkami držícími tlak. Samozřejmě jsem pohádkově zapomněl, že jsem koupil 9 normálních žárovek a jednu tlustou pro desáté světlo, toto větší světlo je kulovitější než hruškovitý tvar a vyžaduje objímku, která je umístěna blíže k přední části krabice než všechna ostatní světla.(Žij a uč se)

Byl jsem proto nucen rozbít lepidlo (pouze mírně rozbít můj 3D tisk), aby se uvolnila zásuvka a přemístila ji. Po vydatném množství lepidla na upevnění držáku a připojení k zásuvce ve správné výšce byla montáž zásuvek provedena.

Také jsem našrouboval konektory světelných zásuvek na jednu ze stran zadní desky.

Krok 5: Pájení nízkonapěťové elektroniky

Dalším úkolem je „nasazení“veškeré nízkonapěťové elektroniky v krabici, abychom získali představu o tom, jak dlouhé by měly být pájené spoje mezi součástmi.

Začal jsem tím, že jsem umístil Arduino doprostřed mezi světlo 5 a 6 a uspořádal relé na sousedních místech nahoře a dole.

Uvědomil jsem si, že skrz otvory v Arduino nano by nešly žádné šrouby do dřeva. To je rychle vyřešeno pájením některých samičích záhlaví na pájecí desce chleba. Záhlaví pojme Arduino a některé vyvrtané otvory v desce s plošnými spoji přijmou vruty do dřeva bez stížností. Tato pájitelná deska bude také obsahovat záhlaví pro připojení mikrofonu, konektory (s kabely) pro relé a dlouhý kabel pro skříň dálkového ovládání.

O vzdáleném boxu; Potřeboval jsem dva přepínače na konci velmi velmi dlouhého kabelu. Jsem úplně vzadu na pódiu jako perkusionista, zatímco metr by byl úplně v přední části pódia. Koupil jsem 20 m 4 lankového drátu, který se obvykle používá k pájení LED pásků. Pro umístění dvou přepínačů jsem navrhl a 3D vytiskl jednoduchou krabici (soubory STL a F360 níže), ale jakoukoli obdélníkovou krabici s některými výřezy pro komponenty a vodiče zvládne.

Poté, co jsem změřil vzdálenost mezi součástmi a na tuto vzdálenost jsem vzal velkorysý přebytek, zahřál jsem páječku a začal pájet pryč.

Pájení všech spojů vyžaduje určitou trpělivost a především určitou koncentraci, aby bylo vše provedeno správně. Zahrnul jsem schéma zapojení, které jsem použil k provedení všech připojení, ale uvědomte si, že vaše zapojení se může trochu lišit, pokud použijete různé komponenty. (Nebo pokud jsem ve svém diagramu udělal chybu)

Nakonec moje zapojení vypadalo, jako by se tam ptáček pokoušel uhnízdit. Přesto jako zázrakem nedošlo k žádným chybám a při zapnutí napájení nic nekouřilo.

Se vším připojeným jsem mohl přišroubovat každou desku s obvody na zadní panel na 3D tištěných distancích. Tyto odstupy plnily dvě funkce: (1) Vždy je dobré ponechat mezi deskami plošných spojů a deskou, na kterou je namontujete, určitý prostor. A (2) už jsem si stěžoval, že mám 16mm šrouby a 8mm překližku, a že mi tedy neustále hrozí šroubování šroubů přímo skrz dřevo? Ano, mezery také zajistily, aby se moje šrouby nedostaly na druhý konec překližkové krabice.

[POZNÁMKA] Zpětně bych ve skutečnosti doporučil použít 5 relé na reléový modul. Moje představa použití dvou 8kanálových reléových modulů byla umožnit rozbité relé, v takovém případě bych prostě musel změnit připojení a měřič potlesku by byl znovu v provozu. To by také rozdělilo připojení 220 V o něco lépe na dva moduly, takže správa kabelů bude o něco … lépe ovladatelná. (Žij a uč se)

Krok 6: Připojení komponent 220V

Se všemi součástmi nízkého napětí na místě je čas na seriózní práci a instalaci obvodu hlavního napětí.

Je samozřejmé, že při práci s vodiči je za žádných okolností NEPŘIPOJUJTE k elektrické síti !!!!!

Spolu s technikem, který by instaloval a řídil show-světla pro náš nadcházející koncert, jsme se rozhodli použít pojistkovou zásuvku jako napájecí zdroj pro potleskový měřič. Tím bylo zajištěno, že jakýkoli kabel jakékoli délky bude schopen pasovat a dodávat energii do našeho měřiče.

Také by to našemu nastavení přidalo jistou úroveň bezpečnosti: Tyto konektory jsou vybaveny pojistkou, která fouká nad určitou proudovou intenzitu a zajišťuje, že se nic neuloží, pokud by se nemělo.

K instalaci této zástrčky jsme potřebovali její přesná měření. Má však docela složitý tvar. Nejjednodušší věc, kterou jsem mohl přijít, je přitlačit napájecí zástrčku na kus lepenky a vysledovat obrysy zástrčky. Obrysové linie lze poté vyříznout a vytvořit šablonu, kterou lze přenést na dřevo.

Při označování a vyřezávání místa pro zástrčku mějte na paměti, že na vnitřní straně měřiče jsou již nainstalovány součásti, které již nelze přesouvat, což omezuje možná místa, kde může zástrčka vyčnívat z krabice. Totéž platí pro výstupní otvor 20 m dlouhého drátu pro „dálkové“ovládání.

Normálně byste vyřízli díru skládačkou, ale já takové zařízení nevlastním a byl jsem netrpělivý, takže jsem jednoduše vyvrtal otvory podél obrysů a ostrou čepelí jen vyřízl otvor. To funguje, ale nemohu to doporučit, protože jsem si téměř usekl prsty.

Nyní jde jen o to, propojit vše dohromady. Pro snadnou orientaci jsem vytvořil schéma zapojení obvodu 220 V. Horký vodič je připojen ke všem světlům paralelně, zatímco neutrální vodič je přerušen relé před připojením ke světlům. Je to tak jednoduché. Jen se ujistěte, že připojíte správné světlo ke správnému relé, nebo budete muset znovu připojit buď ovládací konec 5V, nebo vodiče 220v, abyste chybu opravili.

Existuje návod, jak připojit vodiče k pojistkové zásuvce, který vše vysvětluje lépe, než jsem kdy mohl, takže skočte tam, ale nezapomeňte se vrátit sem (https://www.instructables.com/id/Wire- Up-a-Fused-AC-Male-Power-Socket/)

[POZNÁMKA] Abych připojil neutrální vodiče k centrálně umístěným relé, připojil jsem jeden vodič k pojistkové zásuvce a před připojením k relé jej rozdělil na deset. Plánoval jsem projít neutrálními kabely u relé a propojit každý vstup relé paralelně. Reléové svorky však nepřijaly více než jeden kabel, což mě přinutilo přijít s jiným řešením. Chcete -li provést toto rozdělení, doporučujeme použít nějaký konektor. To jsem neměl (a byl jsem netrpělivý) a jen jsem svázal všechny kabely dohromady v jeden velký uzel, než jsem to sakra izoloval. Tento „uzel“nedoporučuji z důvodů elektrické bezpečnosti. ZVLÁŠTĚ kvůli jeho těsné blízkosti k desce Arduino. Zdá se však, že to funguje dobře.

Krok 7: Magnetické patentky (volitelně)

Tento krok je zcela volitelný, protože vedení předního panelu dostatečně drží přední desku pouhým třením samotným. Rozhodl jsem se zacvaknout patentky jen jako bezpečnostní prvek, aby se přední panel neuvolnil, aniž bych chtěl, aby se uvolnil

Mnoho nocí jsem ležel vzhůru a přemýšlel o tom, jaký by byl nejlepší způsob, jak držet přední panel krabice tam, kam patřil. Nakonec jsem přišel na používání magnetických zavíračů dveří. Pochybuji, že je to oficiální termín pro tato šikovná zařízení, ale hned je poznáte. Magnetické západky se nejčastěji používají k zavření dveří skříně bez použití zámku.

Magnetickou část jsem připevnil na vnější plášť měřiče potlesku (horní, dolní, levý nebo pravý panel). To bylo provedeno pomocí vlastní 3D vytištěné vložky a šroubů (yadda yadda yadda, dlouhé šrouby, tenké dřevo, příběh už znáte ☺)

Kovové desky byly přišroubovány ke dřevu vodítek. Bylo to také poprvé, kdy bylo dřevo skutečně dostatečně silné, aby nevyužilo mezery (jo). Měl jsem však nějaké problémy s určováním polohy kovových desek. Přišel jsem s řešením:

1. Připojte magnetickou část k krabici
2. umístěte kovovou destičku na magnet v její dokonalé poloze
3. na otvory v talíři položte malou kouli „Pritt-kámo“(druh lepidla typu žvýkaček pro připevnění plakátů na stěny bez špendlíků, běžná žvýkačka by pravděpodobně také fungovala)
4. fixou na alkohol udělejte tečku na Pritt-buddyho kouli v místě, kde jsou otvory
5. zavřete víko, čímž přenesete část značkovací barvy do dřeva
6. Zvedněte víko a tadaa! Trochu jste označili, kam by měly vaše šrouby směřovat
7. vyjměte kamarády a talíř a našroubujte jej do správné polohy, nejprve to zkuste
8. krok 8: zisk

Do krabice jsem umístil čtyři magnetické patentky: jeden dole, jeden nahoře, jeden uprostřed vlevo, jeden uprostřed vpravo.

Snappery, které jsem si vybral, měly pevnost držení 6 kg. Se čtyřmi z nich poskytly dostatek síly, aby téměř zvedly celý box pouze na předním panelu.

Krok 8: Co bych udělal jinak

Při tvorbě tohoto potleskového měřiče jsem často proklínal svoji minulost za hloupá rozhodnutí, zde uvedu nejdůležitější lekce, které jsem se naučil:

• POUŽÍVEJTE Tlustší PLYWOOD. Vážně, vyrobit krabici z 8mm překližky je možné, ale přináší mnoho výzev a vynucuje určité kompromisy, které je třeba udělat.

  • Zaprvé, pilotní vrtání všech otvorů pro šrouby je výzvou, protože neexistuje tolerance pro nesprávně zahnuté vrtáky.
  • Za druhé, šrouby, které jsem měl, byly 16 mm (zmínil jsem se o tom již dříve?). To mě donutilo při šroubování do dřeva udělat nějaké mezery, aby se zabránilo vystrkování šroubů na druhou stranu, ale zároveň to znamenalo, že šrouby nepronikly dostatečně hluboko, aby získaly dostatečnou trakci, aby udržely některé součásti.
  • ….
  • stačí použít silnější dřevo