Измервател на аплодисменти: 8 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

От някъде около 2001 г. започнах да ходя на уроци по барабани. След десет години, през 2011 г., се присъединих към първата си концертна група и бях увлечен. Правенето на музика заедно и свиренето на концерт е вълнуващо. Сега съм в различна концертна група вече повече от 5 години. Имаме два концерта годишно и няколко комисионни отстрани.

Като тема на нашия новогодишен концерт искахме да проведем церемония по награждаване на най-добрите песни, които сме свирили. Настройката беше, че пускахме по две песни във всяка категория. Например „Лед срещу огън“, за който изиграхме комбинация от „Замръзнал“и една от „Как да обучим дракона си“. Публиката трябва да гласува за най -добрата песен, която след това ще бъде наградена с персонализирана 3D печатна награда.

По време на мозъчната атака по време на подготовката имахме много идеи как да накараме публиката да гласува - от хартиени гласове до приложения. Но всички тези предложения изискват шоуто да бъде спряно за всяка награда, като същевременно разсейва сериозно публиката. Когато беше предложен измервател на аплодисменти, всички знаехме, че ударихме злато. Но някои търсения онлайн не разкриха истинско готово решение. Така че смело се изправих, обявих се за начинаещ производител и твърдих, че лесно мога да направя такъв от нулата за доста малък бюджет.

О, момче, бях неподготвен за заешката дупка, в която ще попадна.

Консумативи

Инструменти

• Любимата ви акумулаторна бормашина
• Кръгова свредло и други накрайници
• отвертки
• 3D принтер (по избор)

Дело

• Шперплат. (Избирам 8 мм мултиплекс, но в крайна сметка трябваше да отида за 12 мм или дори по -дебел)
• 4 X Магнитно захващане на вратата (по избор с поглед назад)
• Винтове

Електроника (5V)

• Arduino Nano
• Електретен микрофонен усилвател - MAX4466 с регулируемо усилване (или подобно, каквото отговаря на вашите нужди)
• 2 X 5V 8 -канален релеен модул
• 220V до 5V трансформатор
• проводници, много къси и един четирижилен проводник от няколко метра за „дистанционното“управление
• два превключвателя

Електроника (220V)

• стандартни електрически кабели (остатъците от строителството на къщи са идеални, но най -гъвкави)
• Защитен контакт с променлив ток (по избор, но силно препоръчително)
• Крушки по ваш избор
• Гнезда за крушки

Стъпка 1: 5V схема: Arduino

Има три основни части на тази конструкция: (1) 5V електрониката, която ще направи „трудното мислене“: слушане и вземане на решение кога и кои светлини да се включат; (2) корпусът, за да приляга добре всичко, скрива всички „престъпления“и (3) 220V веригата, която се управлява от 5V веригата.

Нека започнем с 5V схема, тъй като можем да изградим това в малък мащаб.

Намирането на онлайн ресурси не беше лесна задача. Представих си десет светлини, които светнаха според силата на аплодисментите, но изглежда никой не е правил това преди. И така, започнах с малък; На tinkerCAD изграждам онлайн симулация на това как искам да изглеждат 5V електронните части. Можете да намерите моя много елементарен дизайн с код тук: https://www.tinkercad.com/things/8mnCXXKIs9M или по -долу на тази страница като файл „Applause_1.0.ino“.

Изработката на черновата версия онлайн и изпробването на няколко кода на Arduino на тази симулация наистина ми помогна да получа по -добър поглед върху това, което е необходимо за тази компилация. По този начин експериментирах с добавяне на начин за контрол на поведението на програмата: В крайна сметка получих два превключвателя. Един превключвател включва и изключва измерването, другият връща резултата обратно на 0/10.

Ресурсирах всички необходими компоненти: Някои светодиоди, резистори, Arduino и най -важното съвместим с Arduino микрофон.

Изградих веригата и изпробвах всичко на следващата репетиция, но осъзнах, че закупеният от мен микрофон е чувствителен за моята употреба. Само един плясък в разумна близост или просто свиренето на групата ще насити микрофона, давайки оценка 10/10. Това ме накара да потърся микрофон с променлива печалба. Най -накрая се спрях на микрофонния усилвател Electret - MAX4466. Той има много малък винт отзад, с който можете да настроите усилването. (странична бележка: Също така смених Arduino uno за Arduino Nano без особена причина).

MAX4466 се представи по-добре, но също и максимално, когато пляскаше в непосредствена близост, затова реших да включа и времето на пляскане като променлива към формулата, вместо само силата на аплодисментите. Написах и малко повече елегантен код за тази версия 2.0 на софтуера (дори и аз да го кажа). Ако прагът на силата на звука беше надвишен, щеше да светне само първата светлина, последвана от кратка пауза, по време на която никакви светлини не могат да се включат. След изчакване Arduino ще слуша, ако звукът е все още достатъчно силен, за да светне втората светлина, ако е така, тогава светлината се включва и следващият период на изчакване ще се задейства. Времето за изчакване ще се увеличава всеки път, когато се включи нова светлина. Аплодисментите ще трябва да продължат 22,5 секунди при пълен обем, за да покажат светлините 10/10. Можете да намерите кода на tinkerCAD https://www.tinkercad.com/things/lKgWlueZDE3 или по -долу като файл „Applause_2.0.ino“

Един бърз тест със свързаните релейни модули вместо светодиодите ме научи, че релетата са ВКЛЮЧЕНИ, когато сигналът е НИСКИ и ИЗКЛЮЧЕН, когато сигналът е ВИСОК. Няма проблем, просто изключихме някои ВКЛЮЧЕНИЯ и ИЗКЛЮЧЕНИЯ в кода и бяхме готови да тръгнем.

С всичко това подредено. Можех да започна да споявам всичко заедно. Но трябваше да знам колко дълги трябва да са всички връзки вътре в кутията. Така че нека първо изградим външната кутия и подредим всички компоненти в нея.

Стъпка 2: Проектиране на кутията

Втори аспект на тази конструкция беше нейната естетика. Измервателят на аплодисментите щеше да бъде в центъра на вниманието, така че поне трябваше да изглежда добре. Избрах да построя дървена кутия, тъй като имам основните инструменти за нея и е сравнително лесна.

След като научих на tinkerCAD, че експериментирането в дигиталния свят е изключително образователно, аз също проектирах кутията за аплодисменти в популярната 3D-CAD програма Fusion360, преди да закупя някой от необходимите материали.

В течение на няколко повторения най -накрая се спрях на този дизайн (вижте снимките). Това е проста правоъгълна кутия със светлини, стърчащи от кръгли отвори в предния панел.

Грозните винтове в предния панел бяха избегнати чрез добавяне на някои опорни пръти от вътрешната страна на предния панел, където по -късно щяха да се завинтват магнитни закопчалки за врати. Магнитната система за затваряне е по -скоро защитна характеристика, отколкото наистина необходима, тъй като щангите държат предната плоча само чрез триене, съвсем добре.

Добавих и електрониката към моя цифров дизайн. Това промени някои неща, така че вече се изплати, че за първи път го проектирах във Fusion360. Например кутията трябва да е малко по -широка от първоначалните 15 см, за да може релетата да се поберат отстрани. В крайна сметка стигнах до моделиране и 3D отпечатване на пластмасови държачи за светлинните гнезда, които от своя страна ще държат светлините на място. Струваше ми се, че това е вариантът, който ще ми даде достатъчно място за бързи грешки. (Знам, че тези притежатели също могат да бъдат закупени като такива, но това ми струваше три пъти повече и бях на бюджет)

Добавих файла F360 с окончателния си дизайн тук, за да можете да го препратите и да си поиграете.

Стъпка 3: Изграждане на кутията

С приключването на цифровия дизайн беше време да отидете в магазина за хардуер, да си купите голям лист шперплат и да започнете да режете. Тъй като аз всъщност не притежавах такива „изискани“инструменти, отидох при родителите ми един уикенд и нарязах дървесината по размер там.

Моят дизайн обаче в крайна сметка произведе доста екзотичен лист:

• 2 пъти 16,6x150 см за предната и задната част
• 2 пъти 16,6x10,2 см за горната и долната част
• 2 пъти 10,2x148,4 cm за страните

Опорите от вътрешната страна на предния панел бяха остатъци и бяха използвани като такива, в противен случай предпочитаната дължина би била 134 см и 12 см.

След като се прибрах, изложих всички части на пода и с помощта на някои (заети) ъглови скоби започнах предварително да пробивам дупки и да завинтвам дъските заедно. Не забравяйте, че винтовете вървят само в горната, долната и задната част на глюкомера за чисти естетични реакции.

Пилотното пробиване на отворите и завинтването на всички дъски заедно беше поставено в несигурна задача, тъй като шперплатът беше тънък само 8 мм, често се проклинах, че 8 мм ще бъде достатъчно дебел.

Предният панел се нуждаеше от внимателно разположени отвори с диаметър около 5 см. Маркирах централната линия на предната дъска и започнах от едната страна. Центърът на първия отвор беше на 8 мм (дебелината на материала) + 75 мм (половината от 150 мм) от ръба на дъската. Всички останали отвори са на 150 мм една от друга. В крайна сметка бях изключен само с 2 мм, когато маркирах десетата дупка … беше добър ден!

Единствената кръгла бормашина, която можех да взема назаем, беше 51 мм, повече от достатъчно близо, за да започна с щастие да пробивам.

Водачите на предната плоча бяха залепени на място от вътрешната страна на предната плоча с просто лепило за дърво.

Стъпка 4: Инсталиране на гнездата в кутията

Първите компоненти, които се монтират в нашата новоизградена кутия, са държачите за гнезда за светлина. Причината за това е, че държачите трябва да бъдат разположени центрирани под всеки отвор в предната плоча. Тъй като държачът държи гнездата за светлина на място, което на свой ред ще закрепи крушките към тях, а крушките буквално са единственото нещо, което стърчи от предния панел и по този начин са единственото нещо, което не може да се премести друга позиция в нашата кутия. Тъй като позицията им е фиксирана, те трябва първо да влязат, за да се уверят, че по -късно не правя глупава грешка.

Както споменах по -рано, има налични в търговската мрежа светлинни гнезда с интегрирана скоба, които да ги монтират перпендикулярно на стена, но те струват 4 пъти повече от обикновените, които са направени просто да висят от тавана, без дори да правят слаб опит да изглеждат красиви. Така че, аз отидох за евтин и 3D отпечатан държач за гнездата. (STL файл по -долу). Когато правех 3D дизайна, се уверих, че ще има достатъчно място за „размахване“, за да поставите гнездата на различни дълбочини.

Отпечатах само един държач, за да проверя дизайна. След това отпечатах 9 държача наведнъж, като напълно запълних цялата си плоча за изграждане и продължих повече от 50 часа.

Аз произволно маркирах горната и долната част на предната плоча и кутията (не забравяйте, че имам огромно 2 мм отклонение между цифровия дизайн и реалността). След това започнах досадния процес на центриране на един държач с поставен капак, внимателно повдигане отпред, маркиране на позицията му с молив и преминаване към следващия държач. Когато всичко беше казано и направено, проверих отново всяка позиция, преди накрая да ги завинтвам в задната плоча.

Забележка относно винтовете: моят дизайн на държача има доста дебела основа, това е направено нарочно, за да се гарантира, че моите 16 мм дълги винтове не излизат отзад на моята 8 мм задна плоча. Още една причина да отидете за по -дебел шперплат. (Забравете „живей, обичай, смей се“, това е „на живо, обичай и се учи“).

Както и да е, светлинните контакти бяха следващите. Избрах предпочитаната височина, на която исках крушките да стърчат над предния панел, и след това измерих дълбочината, в която трябва да са гнездата, отново като внимателно позиционирам всичко, докато предната част е затворена и го повдигам и измервам. Една малка подробност: Първо трябваше да развия и откъсна парче от края на кабела на всички гнезда, които служеха за облекчаване на напрежението на кабелите, когато ужасно висяха от тавана, но тъй като ги монтирах в държачи с печат по поръчка, те не ми изпълняваха никаква функция. Още по -лошото е, че облекчението на опъването накара кабелите да издържат на стегнатия завой, в който ги принудих, като по този начин си свърши работата перфектно, … така че облекчението на напрежението трябваше да бъде елиминирано, за да могат гнездата да се поберат в държачите по начина, по който исках.

Залепих всички гнезда в държачите и ги оставих да се стегнат за една нощ с ластици, задържащи натиск. Разбира се, аз приказно забравих, че съм купил 9 нормални крушки и една дебела за десетата светлина, тази по -голяма светлина е по -сферична, а не крушовидна, което изисква гнездо, което е поставено по -близо до предната част на кутията от всички останали светлини.(Живей и учи)

Затова бях принуден да счупя лепилото (само леко да счупя 3D отпечатването), за да освободя гнездото и да го разместя отново. След изобилие от повече лепило, за да фиксирате държача и да го свържете към гнездото на правилната височина, монтажът на гнездата беше извършен.

Завих и конекторите на светлинните гнезда към една от страните на задната плоча.

Стъпка 5: Запояване на електрониката с ниско напрежение

Следващият ред на работа е "сухо монтиране" на цялата електроника за ниско напрежение в кутията, за да добиете представа колко дълго трябва да са запоените връзки между частите.

Започнах с поставянето на Arduino в средата между светлина 5 и 6 и подреждането на релетата в съседните места отгоре и отдолу.

Разбрах, че никакви винтове за дърво няма да се поберат през отворите в Arduino nano. Това бързо се решава чрез запояване на някои женски заглавки върху спояваща дъска за хляб. Заглавките ще държат Arduino, а някои пробити отвори в платката ще приемат винтовете за дърво без оплаквания. Тази спояема платка също ще съдържа заглавки за свързване на микрофона, конекторите (с кабели) за преминаване към релетата и дългия кабел за кутията за дистанционно управление.

За дистанционната кутия; Имах нужда от два превключвателя в края на много дълъг кабел. Аз съм далеч в задната част на сцената като ударник, докато измервателният уред щеше да е в предната част на сцената. Купих 20 м от 4 жилни жици, които обикновено се използват за запояване на LED ленти. За да поместя двата превключвателя, аз проектирах и отпечатах 3D обикновена кутия (файлове STL и F360 по-долу), но всяка правоъгълна кутия с някои изрези за компонентите и проводниците ще свърши работа.

След като измерих разстоянието между компонентите и взех щедър излишък на това разстояние, нагрях поялника и започнах да запоявам.

Запояването на всички връзки изисква известно търпение и най -вече известна концентрация, за да го направите правилно. Включих схемата на окабеляване, която използвах за всички връзки, но имайте предвид, че вашето окабеляване може да е малко по -различно, ако използвате различни компоненти. (Или ако направих грешка в диаграмата си)

В крайна сметка окабеляването ми изглеждаше така, сякаш птица се опитва да се загнезди там. Въпреки това по чудо не бяха направени грешки и нищо не започна да пуши при включване на захранването.

С всичко свързано можех да завинтвам всяка платка към задния панел на 3D-отпечатани стойки. Тези противостояния изпълняват две функции: (1) Винаги е добра идея да оставите малко пространство между платките и плочата, върху която ги монтирате. И (2) оплаквал ли съм се вече, че имам 16 мм винтове и 8 мм шперплат и затова съм в постоянна опасност да завинтвам винтове направо през дървото? Да, противопоставянето също така гарантира, че винтовете ми няма да достигнат другия край на кутията с шперплат.

[ЗАБЕЛЕЖКА] В крайна сметка бих препоръчал да се използват 5 релета на релейни модули. Идеята ми да използвам два 8-канални релейни модула беше да разреша счупено реле, в този случай просто трябваше да променя връзките и измервателят на аплодисментите щеше да работи отново. Това също би разделило 220V връзките малко по -добре в двата модула, правейки управлението на кабела малко по -… управляемо. (Живей и учи)

Стъпка 6: Свързване на 220V компонентите

Когато всички компоненти за ниско напрежение са на място, е време за сериозна работа и инсталиране на главната верига за напрежение.

От само себе си се разбира, че докато работите с проводниците, НЕ при никакви обстоятелства не ги свързвайте към електрическата мрежа !!!!!

Заедно с техник, който ще инсталира и контролира светлините за предстоящия ни концерт, решихме да използваме разтопен контакт за захранване за измервател на аплодисменти. Това гарантира, че всеки кабел с всякаква дължина ще може да се побере и захранва нашия измервателен уред.

Също така това би добавило слой на безопасност към нашата настройка: Тези конектори са оборудвани с предпазител, който изгаря над определена сила на тока, като се уверява, че нищо не кешира, ако не трябва.

За да инсталираме този щепсел, се нуждаем от точните му измервания. Той обаче има доста сложна форма. И така, най -простото нещо, което мога да измисля, е да натисна захранващия щепсел върху парче картон и да проследя контурите на щепсела. След това контурните линии могат да бъдат изрязани, като се създаде шаблон, който може да се прехвърли върху дървото.

Когато маркирате и изрязвате мястото за щепсела, имайте предвид, че вече има инсталирани компоненти от вътрешната страна на глюкомера, които вече не могат да се преместват, ограничавайки възможните места, където щепселът може да излезе от кутията. Същото важи и за изходния отвор на 20 -метровия проводник за „дистанционното“управление.

Обикновено бихте изрязали дупката с мозайката, но аз не притежавам такова устройство и бях нетърпелив, затова просто пробих дупки по контурите и просто изрязах дупката с остър нож. Това работи, но не мога да го препоръчам, тъй като почти си отрязах пръстите.

Сега остава само да свържем всичко заедно. Направих схема на окабеляване на веригата 220v за лесна справка. Горещият проводник е свързан към всички светлини паралелно, докато неутралният проводник е прекъснат от релетата преди свързването към светлините. Толкова е просто. Просто се уверете, че сте свързали правилната светлина към правилното реле, в противен случай ще трябва да свържете отново 5V управляващия край или 220v проводниците, за да поправите грешката си.

Има инструкции за това как да свържете проводниците си към разтопения контакт, който обяснява всичко по-добре от всякога, така че прескочете там, но не забравяйте да се върнете тук (https://www.instructables.com/id/Wire- Up-a-Fused-AC-Male-Power-Socket/)

[ЗАБЕЛЕЖКА] За да свържете неутралните проводници към централно разположените релета, свързах един проводник към контакта с предпазител и го разделих на десет, преди да го свържа към релетата. Планирах да премина през неутралните кабели на релетата, свързвайки всеки релеен вход паралелно един на друг. Релейните клеми обаче не приеха повече от един кабел, което ме принуди да измисля друго решение. За да направите това разделяне, се препоръчва да използвате някакъв конектор. Нямах това (и бях нетърпелив) и просто завързах всички кабели заедно в един голям възел, преди да го изолирам по дяволите. Не препоръчвам този „възел“поради съображения за електрическа безопасност. ОСОБЕНО поради близката си близост до дъската Arduino. Изглежда обаче, че работи добре.

Стъпка 7: Магнитни снапери (по избор)

Тази стъпка е напълно незадължителна, тъй като водачите на предния панел достатъчно държат предната плоча само чрез триене. Реших да включа снапърите само като функция за безопасност, така че предният панел да не се разхлаби, без да искам да се разхлаби

Лежах буден много нощи и мислех кой би бил най -добрият метод за държане на предния панел на кутията там, където му е мястото. В крайна сметка измислих да използвам магнитни затварящи устройства за врати. Съмнявам се, че това е официалният термин за тези изящни устройства, но ще ги разпознаете веднага. Магнитните закопчалки се използват най -често за затваряне на вратите на килера без използване на ключалка.

Прикрепих магнитната част към външната обвивка на аплодисмента (горен, долен, ляв или десен панел). Това беше направено с помощта на персонализиран 3D отпечатан дистанционер и винтове (yadda yadda yadda, дълги винтове, тънко дърво, вече знаете историята ☺)

Металните плочи бяха завинтени към дървото на водачите. Това беше и първият път, когато дървото всъщност беше достатъчно дебело, за да не използва никакви пространства (ей). Имах обаче някои проблеми с определянето на позицията на металните плочи. Измислих решение:

1. Прикрепете магнитната част към кутията
2. поставете металната плоча върху магнита в перфектното й положение
3. върху дупките в чинията поставете малко топче "Pritt-buddy" (нещо като лепило за дъвка, за да прикрепите плакати към стени без притискащи щифтове, обикновената дъвка вероятно също ще работи)
4. с маркер за алкохол направете точка върху топката на приятеля Прит на мястото, където са дупките
5. затворете капака, като по този начин прехвърлите част от маркерното мастило върху дървото
6. Повдигнете капака и тадаа! Направихте малка маркировка къде трябва да отидат винтовете ви
7. извадете приятелите и плочата и я завийте в правилното й положение, първо опитайте
8. стъпка 8: печалба

Поставих четири магнитни щипки в кутията: една отдолу, една отгоре, една в средата вляво, една в средата вдясно.

Снапърите, които избрах, имаха здравина на задържане 6 кг. С четири от тях те осигуриха достатъчно сила, за да вдигнат почти цялата кутия само от предния панел.

Стъпка 8: Какво бих направил по различен начин

Докато правех този аплодисмент, често проклинах миналото си за вземане на глупави решения, ще изброя тук най -важните уроци, които научих:

• ИЗПОЛЗВАЙТЕ ПО -ПЪЛНА ДЪРВА. Сериозно е възможно да се направи кутия от 8 мм шперплат, но това поставя много предизвикателства и налага някои компромиси.

  • Първо, пилотното пробиване на всички отвори за винтовете е предизвикателство, тъй като няма толерантност към неправилно наклонени свредла.
  • Второ, винтовете, които имах, бяха 16 мм (споменах ли това преди?). Това ме принуди да направя някои отклонения при завинтване в дървото, за да предотвратя винтовете да изпъкнат от другата страна, но в същото време това означаваше, че винтовете не проникват достатъчно дълбоко, за да получат достатъчно сцепление, за да задържат някои компоненти.
  • ….
  • просто използвайте по -дебело дърво