صدا سنج - آردوینو: 10 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

در این دستورالعمل نحوه ساخت دستگاه سنجش صدا با استفاده از آردوینو و چند جزء دیگر را نشان خواهم داد.

این یک پروژه مدرسه ای است که اخیراً انجام دادم و یک سال طول کشید تا آن را تکمیل کنم ، این بر اساس ساخت دستگاه اندازه گیری صدا است که میزان صدا را در دسی بل ثبت می کند. هدف برجسته کردن آلودگی صوتی بود ، نوعی آلودگی که کمتر شناخته شده است ، اما دائماً در زندگی روزمره ما را تحت تأثیر قرار می دهد.

مرحله 1: لوازم

الکترونیک:

• 1 - آردوینو MEGA 2560
• 1 - آشکارساز صدا SparkFun
• 1 - ماژول کارت MicroSD
• 1 - صفحه اصلی استاندارد
• 1 - نوار LED Neopixel
• 1 - LCD (20X4)
• 1 - RTC DS3231 (ساعت واقعی TME)
• 1 - صفحه نمایش هفت رنگ
• 2 - باتری 9 ولت
• 1 - تبدیل باک
• 12 - مقاومت 220 Ω
• 1 - مقاومت 470 Ω
• کابل ها
• 2 - سوئیچ ها
• 1 - 1000 μF خازن

چاپ سه بعدی:

• آنت A8
• Bq Black PLA

مونتاژ/ابزار:

• چسب داغ + تفنگ چسب داغ
• چسب فوق العاده
• پیچ 3 میلی متر در طول های مختلف
• نوار دو طرفه
• لحیم کاری آهن + لوله های حرارتی کوچک
• پیچ گوشتی
• نوار الکتریکی

مرحله 2: نمودار مدار

در این تصویر می توانید نمودار مدار را که در Fritzing انجام شده است مشاهده کنید. من سعی کردم یک نمودار مدار شماتیک ایجاد کنم اما کمی آن را به هم ریختم بنابراین در نهایت این "بصری" را ساختم ، اگرچه می خواهم یکبار دیگر آن را امتحان کنم.

سعی می کنم توضیح دهم

اول از همه ، Arduino MEGA مغز دستگاه اندازه گیری صدا است ، دارای کد است که همه اجزا را کنترل می کند. PCB قرمز آشکارساز صدا SparkFun است که دامنه امواج را می خواند و بعداً به dB تبدیل می شود. این اقدامات به همراه روز در کارت MicroSD ذخیره می شود و در چه ساعتی انجام شده است (ماژول RTC) ، همچنین در صفحه هفت بخش نمایش داده می شود.

ما همچنین دارای یک نوار LED Neopixel ، متشکل از 37 LED جداگانه هستیم که بسته به خوانده های دسیبل ، در رنگهای مختلف روشن می شوند ، که در LCD توضیح داده شده است (تصویر بالا را ببینید).

• قرمز: بالای 120 دسی بل که آستانه درد است.
• زرد: بین 65 تا 120 دسی بل
• سبز: بالای 30 دسی بل ، که حداقل صوتی است که می تواند تشخیص دهد.

این طراحی شبیه به چراغ راهنمایی بود و در ابتدا فقط 3 LED طراحی شده بود (حتی به یک LED RGB هم فکر می کردم اما از نظر زیبایی خوشایند نبود). این نوار LED Neopixel از یک باتری 9 ولت تغذیه می کند ، اما از آنجا که فقط 5 ولت نیاز دارد ، من از یک مبدل Buck برای کاهش ولتاژ با خازن 1000 میکرو فارنهایت و مقاومت 470 Ω استفاده کردم تا LED ها را نسوزاند.

بقیه قطعات ، از جمله آردوینو ، از یک باتری 9 ولت دیگر تغذیه می کردند.

همچنین دو سوئیچ وجود دارد: یکی برای وسایل الکترونیکی اصلی (آردوینو و غیره) و دیگری فقط برای نوار LED ، در صورت عدم تمایل به روشن شدن آنها.

توجه: در نمودار برای سهولت دیدن پیوندها ، یک پیشخوان کوچک وجود دارد اما در ساخت از آن استفاده نکردم.

مرحله 3: کد

"loading =" تنبل"

من حدود 4 سال است که Anet A8 خود را دارم (من آن را دوست دارم) و همیشه از TinkerCAD استفاده می کنم ، یک برنامه CAD آنلاین رایگان است که به شما امکان می دهد هر زمان که می خواهید طراحی کنید! این بسیار شهودی است و من با ترفند آموختم (اینترنت اطلاعات کاملی است ، من به لطف آن و انجمن فوق العاده آردوینو یاد گرفتم که کد نویسی کنم و پروژه هایی را با Arduino انجام دهم. اما همچنین همه چیزهایی که اکنون از چاپگرهای سه بعدی انجام می دهم. به همین دلیل تصمیم گرفتم این پست و تجربه من را به اشتراک بگذارید)

برای این پروژه ، من به Fusion 360 تغییر کردم زیرا TinkerCAD دارای محدودیت های طراحی است ، در ابتدا من Fusion را قبل از فکر کردن در مورد پروژه دریافت کردم زیرا می توانستید آن را برای علاقه مندان تهیه کنید (واقعاً عالی است اگر هر چند وقت یکبار از آن برای طراحی خلاقیت های کوچک خود استفاده کنید) ، هرچند تا زمانی که تصمیم به ایجاد Sound Meter گرفتم ، از آن استفاده نکردم.

با تشکر از دانش اولیه ای که در مورد ماجراهای قبلی TinkerCAD داشتم ، به سرعت اصول اولیه را آموختم و اولین نسخه مورد را ایجاد کردم (تصویر اول را ببینید) ، آن را دوست داشتم و از آن برای مشاهده نحوه عملکرد دستگاه اندازه گیری صدا و آزمایشات (آزمایش) استفاده کردم. و خطا) اما من فکر می کردم می توانم یک مدل زیبا تر طراحی کنم ، بنابراین نسخه 2 (و آخرین) ، قاب مشکی و خمیده را ایجاد کردم.

در این آخرین طراحی من چند مورد را بهبود بخشیدم تا کاربردی تر و زیبا تر شود:

• اندازه را کاهش داد
• نوار LED Neopixel
• سازماندهی بهتر
• Knurl patten برای برداشتن آسان بالا
• رشته سیاه (ظریف تر ؛))

هر دو قطعه شده اند تا در تخت Anet A8 جا شوند. در نسخه 2 26 قطعه وجود دارد ، و شما می توانید قسمت بالا را برداشته و دستگاه را ببینید ، من همچنین آن را طوری طراحی کردم که هنگام اتصال آن به کامپیوتر مجبور به شل کردن پیچ نشوید.

جزئیات

این طرح دارای جزئیاتی است که می خواهم برجسته کنم:

1. طراحی knurl برای افزودن چسبندگی بیشتر و کمک به بالا بردن قسمت بالا (تصویر سوم). من همچنین ورودی کابل های LED که آن را با نوار برقی پوشانده بود مخفی کردم.
2. کارت SD دارای شیار است تا راحت تر بتوانید آن را بردارید (تصویر چهارم).
3. راهنما برای کمک به حفظ قسمت بالای صفحه ، من یک راهنمای مثلثی طراحی کردم (تصویر پنجم).
4. برآمدگی چسب سیلیکونی در زیر قطعه پایینی متوقف می شود.

مرحله 5: چاپ سه بعدی

چاپ هر دو نسخه زمان زیادی برد.

من در مورد نسخه نهایی صحبت می کنم. من از برش دهنده Cura استفاده کردم و پارامترهای من عبارت بودند از:

• اکثر قطعات نیازی به پشتیبانی ندارند
• من در بعضی از آنها از دامن به دلیل بلند یا کوچک استفاده کردم تا به آنها در چسبیدن به تخت کمک کنم.
• دما = 205 درجه سانتی گراد
• تختخواب = 60º
• فن بله
• 0.2 میلی متر
• سرعت = 35 میلی متر بر ثانیه (بستگی به قطعه دارد). اگرچه لایه اول 30 متر بر ثانیه است.
• پر کردن 10 - 15 (بستگی به قطعه نیز دارد).

یکی از تصاویر برخی از قطعات را نشان می دهد.

مرحله ششم: مونتاژ

در تصاویر می توان تفاوت مربوط به گلدهی را تشخیص داد.

مثل همیشه ، من روی نسخه نهایی ، نسخه سیاه تمرکز می کنم. متأسفانه ، من هیچ تصویری از ساختمان ندارم ، اما امیدوارم این تصاویر نحوه تنظیمات آن را نشان دهد.

هر دو باتری دارای دو قسمت برای نگهداری و سهولت جایگزینی آنها هستند ، من آنها را با نوار دو طرفه چسباندم. من همچنین از کانکتورهای JTS استفاده کردم (فکر می کنم این نام جهانی است ، زیرا انواع مختلفی وجود دارد ، اما تصویری از مواردی که استفاده کردم را نیز اضافه کرده ام) همچنین خارج کردن باتری را آسان تر می کند.

تمام نقاطی که با لوله های کوچک کننده حرارتی لحیم شده بودند را پوشاندم.

LCD نیز با نوار دو طرفه نگه داشته شده است. و برخی قطعات با پیچ هایی به قطر 3 میلی متر و طول های مختلف در جای خود نگه داشته می شوند به جز ماژول MicroSD ، که دارای سوراخ های کوچکتر بود ، بنابراین من آن را با برخی از قطعاتی که در اطراف آنها قرار داشتم و در اندازه مناسب بودند ، در جای خود نگه داشتم.

سوئیچ ها و صفحه نمایش هفت قسمتی با نوار برقی پیچیده شده بودند ، بنابراین نیازی به استفاده از چسب حرارتی یا چسب فوق العاده نبود زیرا آنها در مکان های مناسب خود چسبیده بودند.

مرحله 7: کالیبراسیون

بهترین راه می تواند با استفاده از Sound Meter دیگر باشد اما من آن را ندارم بنابراین از یک برنامه در تلفن خود استفاده کردم. و این فرمول ماهیگیری برای به دست آوردن دسی بل.

مرحله هشتم: نتیجه گیری

بنابراین این نتیجه نهایی هر دو مورد است. من تصاویر هر دو را ضمیمه کرده ام ، اما همه اجزای نسخه اول روی نسخه آخر است ، که نتیجه نهایی واقعی است ، اما نمی خواهم یکی دیگر را فراموش کنم زیرا این نیز بخشی از روند ایجاد بود.

توجه: این پست هنوز در حال انجام است ، ممکن است برخی موارد را تغییر دهم ، مانند توضیح بیشتر در مورد کالیبراسیون یا اضافه کردن یک ویدیو که نشان می دهد کار می کند.

مرحله 9: نتیجه گیری

برخی از مکانها را با دستگاه سنج اندازه گیری اندازه گیری کردم تا ببینم با چه میزان آلودگی صوتی زندگی می کنیم و در گرافیک در اکسل چگونگی نوسانات و حداکثر و حداقل قله های dB را نشان دادم.

1. این در تغییر کلاسها در مدرسه من است.
2. در مهمانی سرپوشیده در شب سال نو ، متوجه شدم که پایین ترین دسی بل در آنجا هنگام تغییر آهنگ است.
3. در سینمایی که در حال تماشای 1917 است. من به نوعی می دانم که افزایش دسی بل در ابتدا در کدام قسمت از فیلم است ، اما چیزی نمی گویم ، هرچند فکر نمی کنم اسپویل باشد.

توجه: هر اندازه گیری نشان داده شده ماه ها قبل از همه گیری ناشی از بیماری COVID-19 انجام شده است

مرحله دهم: مشکلات پیش آمده

در ایجاد این پروژه با مشکلاتی روبرو شدم که می خواهم در مورد آنها صحبت کنم زیرا آنها بخشی از هر سازنده ای هستند.

1. کد نوار LED Neopixel: بزرگترین مشکل کد ، نوار LED و تأخیرهای متحرک بود که بر کل برنامه ها (از جمله نرخ بازخوانی صفحه نمایش هفت بخش) تأثیر گذاشت. من از میلی استفاده کردم اما هنوز هم همه چیز را تحت تأثیر قرار داد ، بنابراین من با یک کد که ساختم و بقیه اجزای آن را تحت تأثیر قرار نداد ، ترک کردم اما انیمیشن در اولین LED شروع نشد ، به صورت تصادفی شروع می شود (من نمی دانم) نمی دانم چرا) ، اما هنوز هم جالب به نظر می رسد. من خیلی جستجو کردم و مشکل انیمیشن رنگ آمیزی غیر قابل حل است.
2. این یک مشکل اساسی نیست ، سنسور SparkFun که خریدم سربرگ نداشت ، بنابراین من آن ها را خریدم و آنها را لحیم کردم ، اما آنها مانع قرار دادن سنسور در قاب چاپ سه بعدی می شوند. اما ، از آنجا که من در لحیم کاری بهترین نیستم ، آن را همانطور گذاشتم و کمی اشتباه است.
3. هنگام مونتاژ مورد نهایی ، متوجه شدم که قرار دادن منحنی های چاپ سه بعدی کناره ها بسیار مشکل است ، بنابراین قطعه دیگری را برای قرار دادن و چسباندن صحیح آنها طراحی کردم.

حدس بزنید من یک فرد کمال گرا هستم (گاهی اوقات بد است) اما فکر می کنم فضای زیادی برای پیشرفت وجود دارد.

من همچنین در مورد افزودن یک ماژول Wi-Fi ESP8266 برای دسترسی به تلفن ، رایانه و غیره به منظور خاموش کردن Sound Meter و برداشتن کارت MicroSD فکر کردم.