Klankmeter - Arduino: 10 stappe (met foto's)

2025 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2025-01-23 12:53

In hierdie instruksies sal ek wys hoe u 'n klankmeter kan maak met 'n Arduino en nog 'n paar komponente.

Dit is 'n skoolprojek wat ek onlangs gedoen het, wat my 'n jaar geneem het om te voltooi; dit is gebaseer op die konstruksie van 'n klankmeter wat klankvlakke in desibel registreer. Die doel was om geraasbesoedeling te beklemtoon, 'n soort besoedeling wat minder bekend is, maar wat ons voortdurend in ons daaglikse lewens beïnvloed.

Stap 1: Voorrade

Elektronika:

• 1 - Arduino MEGA 2560
• 1 - SparkFun Sound Detector
• 1 - MicroSD -kaartmodule
• 1 - Standaard protobord
• 1 - Neopixel LED -strook
• 1 - LCD (20X4)
• 1 - RTC DS3231 (regte Tme -klok)
• 1 - Weergawe van sewe grade
• 2 - 9V batterye
• 1 - Buck -omskakelaar
• 12 - 220 Ω Weerstand
• 1 - 470 Ω Weerstand
• Kabels
• 2 - Skakelaars
• 1 - 1000 μF kondensator

3D druk:

• Anet A8
• Bq Swart PLA

Montage/gereedskap:

• Warm gom + Warm gom geweer
• Wondergom
• Skroewe 3 mm x verskillende lengtes
• Dubbelzijdige band
• Soldeerbout + Krimpbande
• Skroewedraaier
• Elektriese band

Stap 2: Kringdiagram

In hierdie prentjie kan u die diagram van die stroombaan sien, gedoen in Fritzing. Ek het probeer om 'n skematiese stroombaandiagram op te stel, maar ek het dit 'n bietjie deurmekaar gemaak, sodat ek uiteindelik hierdie meer 'visuele' een kon maak, hoewel ek dit nog 'n keer wou probeer.

Ek sal dit probeer verduidelik.

In die eerste plek is die Arduino MEGA die brein van die klankmeter, dit bevat die kode wat elke komponent beheer. Die rooi PCB is die SparkFun Sound Detector wat die amplitude van die golwe lees, later omgeskakel na dB. Hierdie maatreëls word saam met die dag op die MicroSD -kaart gestoor en op watter tydstip dit geneem is (RTC -module), en dit word ook op die sewe segment -skerm vertoon.

Ons het ook 'n Neopixel LED -strook, bestaande uit 37 individueel beheerde LED's, wat in verskillende kleure verlig word, afhangende van die desibellesings, verduidelik in die LCD (sien prent hierbo).

• Rooi: bo 120 dB, wat die pyndrempel is.
• Geel: tussen 65 en 120 dB.
• Groen: bo 30 dB, wat die minimum is wat die klankmeter kan opspoor.

Dit was ontwerp om soos 'n verkeerslig te lyk en was oorspronklik slegs 3 LED's (ek het selfs aan 'n enkele RGB LED gedink, maar dit was nie esteties aangenaam nie). Hierdie Neopixel LED -strook word aangedryf deur 'n 9V -battery, maar aangesien dit slegs 5V benodig, het ek 'n Buck -omskakelaar gebruik om die spanning te verlaag met 'n 1000 μF -kondensator en 'n weerstand van 470 Ω om die LED's nie te verbrand nie.

Die res van die komponente, insluitend die Arduino, word aangedryf deur 'n ander 9V -battery.

Daar is ook twee skakelaars: een vir die hoofelektronika (Arduino, ens.) En die ander slegs vir die LED -strook, as ek nie wil hê dat hulle moet brand nie.

OPMERKING: in die diagram om die verbindings makliker te sien, is daar 'n klein protobord, maar in die konstruksie het ek nie een gebruik nie.

Stap 3: Kodeer

"laai =" lui"

Ek het my Anet A8 nou al ongeveer 4 jaar (ek is mal daaroor) en ek het nog altyd TinkerCAD gebruik, 'n aanlyn gratis CAD -program waarmee u kan ontwerp wat u wil! Dit is baie intuïtief en ek het geleer deur te knoei (die internet is baie inligting, ek het geleer om te kodeer en projekte te doen met Arduino danksy die wonderlike Arduino -forum. Maar ook alles wat ek nou van 3D -printers het. Daarom het ek besluit om te maak hierdie plasing en deel my ervaring).

Vir hierdie projek het ek oorgeskakel na Fusion 360 omdat TinkerCAD 'n paar ontwerpbeperkings het, oorspronklik het ek Fusion gekry voordat ek aan die projek gedink het, omdat u dit vir stokperdjies kon kry (regtig gaaf as u dit net af en toe gebruik om u klein skeppings te ontwerp), Ek het dit egter nie gebruik totdat ek besluit het om die Sound Meter te maak nie.

Danksy die basiese kennis wat ek uit my vorige TinkerCAD -avonture gehad het, het ek vinnig die basiese beginsels geleer en die eerste weergawe van die saak geskep (sien eerste prentjie), ek het daarvan gehou en dit gebruik om te sien hoe die klankmeter werk en 'n paar eksperimente (proef) en fout). Maar ek het gedink ek kan 'n mooier ontwerp, en daarom het ek weergawe 2 (en die laaste een), die swart en krom omhulsel, geskep.

In hierdie laaste ontwerp het ek 'n paar dinge verbeter om dit funksioneler en mooier te maak:

• Die grootte verminder
• Neopixel LED -strook
• Beter organisasie
• Knurl maklik om die bokant af te haal.
• Swart filament (meer elegant;))

Albei is in stukke verdeel om in die Anet A8 -bed te pas. In weergawe 2 is daar 26 stukke, en u kan die bokant uittrek en die ingewande van die masjien sien; ek het dit ook ontwerp om die Arduino nie te hoef los te skroef wanneer u dit aan die rekenaar koppel nie.

Besonderhede

Hierdie ontwerp het 'n paar besonderhede wat ek wil uitlig:

1. Die knurl -ontwerp Om meer greep te gee en die boonste deel te help lig (derde prentjie). Ek het ook die ingang van LED -kabels verberg wat dit met elektriese band bedek het.
2. SD -kaart het 'n groef om dit makliker te maak om op te tel (4de foto).
3. Gids Om die boonste gedeelte op sy plek te hou, het ek 'n driehoekige gids (5de prentjie) ontwerp.
4. Silikoon kleefstop stop onder die onderste stuk.

Stap 5: 3D -drukwerk

Beide weergawes het lank geneem om te druk.

Ek gaan praat oor die finale weergawe. Ek het die Cura -snyer gebruik en my parameters was:

• Die meeste stukke het geen steun nodig nie
• Ek het 'n romp in sommige van hulle gebruik omdat hulle lank of klein was om hulle te help om by die bed te bly.
• Temperatuur = 205º
• Bed = 60º
• Waaier Ja
• 0,2 mm
• Spoed = 35 mm/s. (hang af van die stuk). Alhoewel die eerste laag 30 m/s is.
• Vul 10 - 15% in (dit hang ook af van die stuk).

Een van die foto's toon 'n paar stukke.

Stap 6: Montering

Op die foto's kan die verskil met betrekking tot orgnisering waardeer word.

Soos altyd fokus ek op die finale weergawe, die swart weergawe. Ek het ongelukkig geen foto's van die gebou nie, maar ek hoop dat hierdie foto's kan wys hoe dit alles opgestel is.

Albei batterye het twee kompartemente om hulle te hou en die vervanging daarvan makliker te maak. Ek het dit met dubbelzijdige band vasgeplak. Ek het ook JTS -verbindings gebruik (ek dink dit is die universele naam, want daar is verskillende soorte, maar ek het ook 'n foto bygevoeg van die wat ek gebruik het), dit maak dit ook makliker om die batterye uit te haal.

Ek bedek al die plekke waar ek met hitte-krimpbuise gesoldeer is.

Die LCD het ook 'n dubbelzijdige band. En sommige dele word vasgehou met skroewe met 'n deursnee van 3 mm en verskillende lengtes, behalwe die MicroSD -module, met kleiner gate, sodat ek dit vasgehou het met 'n paar wat ek rondgelê het en die regte grootte het.

Die skakelaars en die sewe segment -skerm was toegedraai in elektriese band, sodat dit nie nodig was om warm gom of supergom te gebruik nie, want dit pas op hul onderskeie plekke.

Stap 7: Kalibrasie

Die beste manier kan wees met 'n ander klankmeter, maar ek het dit nie, so ek het 'n app op my foon gebruik. En hierdie fisiese formule om die desibel te verkry.

Stap 8: Resultaat

Dit is dus die eindresultaat van beide gevalle. Ek het foto's van beide aangeheg, maar al die komponente van die eerste weergawe is op die laaste een, wat die eintlike resultaat is, maar ek wil nie die ander een vergeet nie, want dit was ook deel van die skeppingsproses.

OPMERKING: dit is 'n werk wat nog aan die gang is; ek kan sommige dinge verander, soos om die kalibrasie meer te verduidelik of 'n video by te voeg wat wys hoe dit werk.

Stap 9: Gevolgtrekking

Ek het 'n paar plekke gemeet met die klankmeter wat ek gebou het om te sien met hoeveel geraasbesoedeling ons leef, en ek het 'n paar grafika in Excel gemaak wat wys hoe dit wissel en die maksimum en minimum dB pieke.

1. Dit is in die verandering van klasse in my skool.
2. As 'n binnenshuise partytjie in Oujaarsaand, het ek opgemerk dat die laagste desibel in die verandering van 'n liedjie was.
3. In 'n bioskoop wat 1917 kyk. Ek weet presies in watter deel van die film die toenemende desibel aan die begin is, maar ek sal niks sê nie, hoewel ek nie dink dat dit 'n spoiler is nie.

Let wel: elke getoonde maatreël is maande voor die pandemie wat deur die COVID-19-siekte veroorsaak is, getref

Stap 10: Probleme ondervind

By die oprigting van hierdie projek het ek probleme ondervind waaroor ek wil praat, omdat dit deel uitmaak van elke skepper van die vervaardiger.

1. Neopixel LED -strookkode: Die grootste probleem met die kode was die LED -strook en die vertragings in die animasie, wat die hele programme beïnvloed het (insluitend die verversingsfrekwensie van die sewe segment -vertoning). Ek het millis gebruik, maar het nog steeds alles beïnvloed, en ek het uiteindelik 'n kode wat ek gemaak het, vertrek wat die res van die komponente nie beïnvloed het nie, maar die animasie het nie in die eerste LED begin nie; dit sou lukraak begin (ek doen dit nie) Ek weet nie hoekom nie), maar dit lyk nog steeds cool. Ek het baie gesoek, en die probleem met die kleurveeg -animasie lyk onoplosbaar.
2. Dit is nie 'n groot probleem nie; die SparkFun -sensor wat ek gekoop het, het nie koptekste gehad nie, so ek het dit gekoop en gesoldeer, maar dit belemmer die plaas van die sensor in die 3D -gedrukte omhulsel. Maar omdat ek nie die beste is om te soldeer nie, het ek dit so gelos en is dit effens misplaas.
3. By die samestelling van die finale omhulsel het ek gevind dat dit moeilik was om die 3D -gedrukte krommes van die sye korrek te plaas, sodat ek 'n ander stuk ontwerp het om dit te plaas en dit reg te plak.

Ek is 'n perfeksionis (soms is dit erg), maar ek dink daar is baie ruimte vir verbetering.

Ek het ook daaraan gedink om 'n ESP8266 Wi-Fi-module by te voeg om ook toegang te verkry via 'n telefoon, rekenaar, ens.