Измервател на звука - Arduino: 10 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

В тази инструкция ще покажа как да направите звукомер с Arduino и някои други компоненти.

Това е училищен проект, който направих наскоро и ми отне една година за завършване, той се основава на изграждането на звукомер, който регистрира нивата на звука в децибели. Целта беше да се подчертае шумовото замърсяване, вид замърсяване, което е по -малко известно, но което постоянно ни засяга в ежедневието.

Стъпка 1: Консумативи

Електроника:

• 1 - Arduino MEGA 2560
• 1 - Звуков детектор SparkFun
• 1 - Модул за MicroSD карта
• 1 - Стандартна протоборд
• 1 - Неопикселова LED лента
• 1 - LCD (20X4)
• 1 - RTC DS3231 (часовник Real Tme)
• 1 - Седемграден дисплей
• 2 - 9V батерии
• 1 - Бак конвертор
• 12 - 220 Ω резистор
• 1 - 470 Ω резистор
• Кабели
• 2 - Превключватели
• 1 - 1000 μF кондензатор

3D печат:

• Анет А8
• Bq черен PLA

Монтаж/инструменти:

• Горещо лепило + Пистолет за горещо лепило
• Супер лепило
• Винтове 3 мм х различни дължини
• Двустранна касета
• Поялник + термосвиваеми тръби
• Отвертка
• Електрическо тиксо

Стъпка 2: Електрическа схема

На тази снимка можете да видите схемата на веригата, направена във Fritzing. Опитах се да създам схематична схема, но малко я обърках, така че в крайна сметка направих тази по -"визуална", въпреки че искам да опитам още веднъж.

Ще се опитам да го обясня.

На първо място, Arduino MEGA е мозъкът на Sound Meter, той има код, който контролира всеки компонент. Червената платка е SparkFun Sound Detector, който отчита амплитудата на вълните, по -късно преобразувана в dB. Тези мерки се съхраняват в MicroSD картата заедно с деня и по кое време са били предприети (RTC модул), също така се показват на седем сегментния дисплей.

Имаме и Neopixel LED лента, състояща се от 37 индивидуално контролирани светодиода, които светят в различни цветове в зависимост от показанията на децибелите, обяснени на LCD дисплея (вижте снимката по -горе).

• Червено: над 120 dB, което е прагът на болката.
• Жълто: между 65 и 120 dB.
• Зелено: над 30 dB, което е минимумът, който измервателят на звука може да открие.

Това беше дизайн, който да наподобява светофар и първоначално беше планиран да бъде само 3 светодиода (дори мислех за един RGB светодиод, но не беше естетически приятен). Тази неопикселова LED лента се захранва от 9V батерия, но тъй като се нуждае само от 5V, използвах Buck Converter, за да понижа напрежението с 1000 μF кондензатор и 470 Ω резистор, за да не изгоря светодиодите.

Останалите компоненти, включително Arduino, се захранват от друга 9V батерия.

Има и два превключвателя: единият за основната електроника (Arduino и т.н.), а другият само за LED лентата, в случай че не искам да светнат.

ЗАБЕЛЕЖКА: В диаграмата, за да улесните виждането на връзките, има малка протоборда, но в компилацията не я използвах.

Стъпка 3: Кодирайте

"loading =" мързелив"

Имам моя Anet A8 от около 4 години (ОБИЧАМ ГО) и винаги съм използвал TinkerCAD, която е онлайн безплатна CAD програма, която ви позволява да проектирате каквото искате! Той е много интуитивен и научих, като се занимавах (Интернет е пълен с информация, научих се да кодирам и да правя проекти с Arduino благодарение на него и невероятния форум на Arduino. Но и всичко, което сега получавам от 3D принтери. Затова реших да направя този пост и да споделя моя опит).

За този проект преминах към Fusion 360, тъй като TinkerCAD има някои ограничения в дизайна, първоначално получих Fusion, преди да помисля за проекта, защото можете да го получите за любители (наистина страхотно, ако го използвате само от време на време, за да проектирате малките си творения), въпреки че не го използвах, докато не реших да създам звукомера.

Благодарение на основните знания, които имах от предишните си приключения в TinkerCAD, бързо научих основите и създадох първата версия на кутията (вижте първата снимка), хареса ми и я използвах, за да видя как работи Sound Meter и някои експерименти (пробен период) и грешка). Но мислех, че мога да проектирам по -добре изглеждащ, затова създадох версия 2 (и последната), черния и извит корпус.

В този последен дизайн подобрих няколко неща, за да го направя по -функционален и красив:

• Намален размер
• Неопикселова LED лента
• По -добра организация
• Knurl patten за лесно сваляне на горната част.
• Черна нишка (по -елегантна;))

И двете са разделени на парчета, за да се поберат в леглото Anet A8. Във версия 2 има 26 части и можете да свалите горната част и да видите червата на машината, аз също така я проектирах така, че да не се налага да развивате Arduino, когато го свързвате с компютъра.

Подробности

Този дизайн има някои детайли, които искам да подчертая:

1. Дизайнът на ръбовете За да добавите повече сцепление и да помогнете за повдигането на горната част (3 -та снимка). Скрих и входа на LED кабели, покривайки го с електрическа лента.
2. SD картата има жлеб за по -лесно вземане (4 -та снимка).
3. Ръководство За да поддържа горната част на място, проектирах триъгълен водач (5 -та снимка).
4. Силиконовата лепилна спирачка спира под долната част.

Стъпка 5: 3D печат

Отпечатването на двете версии отне много време.

Ще говоря за окончателната версия. Използвах резачката Cura и параметрите ми бяха:

• Повечето парчета не се нуждаят от опори
• Използвах пола в някои от тях, защото бяха високи или малки, за да им помогна да се придържат към леглото.
• Температура = 205º
• Легло = 60º
• Вентилатор Да
• 0,2 мм
• Скорост = 35 mm/s прибл. (зависи от парчето). Въпреки че първият слой е 30 m/s.
• Напълнете 10 - 15% (зависи и от парчето).

Една от снимките показва някои от парчетата.

Стъпка 6: Монтаж

На снимките може да се оцени разликата по отношение на организацията.

Както винаги ще се съсредоточа върху крайната версия, черната. За съжаление нямам снимки на конструкцията, но се надявам, че тези снимки показват как е настроено всичко.

И двете батерии имат две отделения, за да ги държат и да улеснят смяната им, залепих ги с двустранна лента. Използвах и JTS конектори (мисля, че това е универсалното име, защото има различни видове, но добавих и снимка на тези, които използвах) те също улесняват изваждането на батериите.

Покрих всички места, където бях запоен с термосвиваеми тръби.

LCD също се държи с някаква двустранна лента. И някои части се държат на място с винтове с диаметър 3 мм и различна дължина, с изключение на модула MicroSD, който имаше по -малки отвори, така че го задържах на място с някои, които бях поставил наоколо и бяха с правилния размер.

Превключвателите и седемсегментният дисплей бяха увити в електрическа лента, така че нямаше нужда да се използва горещо лепило или супер лепило, защото те се монтираха плътно в съответните си места.

Стъпка 7: Калибриране

Най -добрият начин би могъл да бъде с друг звукомер, но нямам такъв, затова използвах приложение в телефона си. И тази физична формула за получаване на децибели.

Стъпка 8: Резултат

Така че това е крайният резултат и в двата случая. Прикачих снимки и на двете, но всички компоненти на първата версия са на последната, което е истинският краен резултат, но не искам да забравя другата, защото също беше част от процеса на създаване.

ЗАБЕЛЕЖКА: Това е все още незавършена публикация, може да променя някои неща, като например да обясня повече калибрирането или да добавя видеоклип, показващ работата му.

Стъпка 9: Заключение

Измерих някои места със звукомера, който построих, за да видя с какво шумово замърсяване живеем и направих графики в Excel, показващи как те се колебаят и максималните и минималните dB пикове.

1. Това е в промяната на клаузите в моето училище.
2. На закрито парти в навечерието на Нова година забелязах, че най -ниските децибели, когато при смяната на песен.
3. В кино, гледащо 1917 г. Някак си знам в коя част на филма е това увеличаване на децибелите в началото, но няма да кажа нищо, въпреки че не мисля, че е спойлер.

Забележка: всяка показана мярка е направена месеци преди пандемията, причинена от болестта COVID-19

Стъпка 10: Срещани проблеми

При създаването на този проект се сблъсках с някои проблеми, за които искам да говоря, защото те са част от създаването на всеки създател.

1. Код на LED лента Neopixel: Най -големият проблем с кода беше LED лентата и забавянето на анимацията, което се отрази на всички програми (включително честотата на опресняване на седем сегментния дисплей). Използвах милис, но все пак повлия на всичко, така че накрая напуснах с код, който направих, който не повлия на останалите компоненти, но анимацията не стартира в първия светодиод, а ще започне в произволен (не знам не знам защо), но все пак изглежда готино. Търсих много и проблемът с анимацията с цвят на цвят изглежда нерешим.
2. Това не е основен проблем, сензорът SparkFun, който купих, нямаше заглавки, затова купих такива и ги запоявах, но те пречат на поставянето на сензора в кутията с 3D печат. Но тъй като не съм най -добрият в запояването, оставих го така и е малко погрешно.
3. При сглобяването на последния корпус установих, че е трудно да се поставят правилно 3D отпечатаните криви на страните, затова проектирах друго парче, което да ги постави и залепи правилно.

Предполагам, че съм перфекционист (понякога е лошо), но мисля, че има много място за подобрения.

Мислех и за добавяне на Wi-Fi модул ESP8266, който също да има достъп през телефон, компютър и т.н., за да вижда показанията, вместо да изключва звукомера и да взема MicroSD картата.