Onveilige alarmstelsel vir geraasvlak: 11 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Die Oshman Engineering Design Kitchen (OEDK) is die grootste vervaardigersruimte aan die Rice-universiteit, en bied ruimte vir alle studente om oplossings vir werklike uitdagings te ontwerp en te prototipe. Om hierdie doel te bereik, huisves die OEDK 'n aantal elektriese gereedskap en groot masjinerie wat harde, moontlik onveilige geluide produseer. Alhoewel die OEDK 'n veiligheidskultuur rondom oogbeskerming en handskoene suksesvol gevestig het, kon hy nie dieselfde veiligheidskultuur rondom gehoorbeskerming vestig nie, omdat gebruikers nie seker is wanneer gehoorbeskerming nodig is nie.

Ons span, Ring the Decibels, is daarop gemik om hierdie probleem op te los deur 'n waarskuwingstelsel te ontwerp, te bou en te implementeer wat OEDK -gebruikers aanraai om gepaste gehoorbeskerming te dra op onveilige klankvlakke.

Stap 1: Oorsig

Hierdie toestel gebruik 'n Arduino Uno -mikrobeheerder. Analoog klankdata word van 'n Gravity Sound Level Meter ontvang, gemiddeld, en dan gebruik om 'n digitale LED -strookuitset te aktiveer. Die visuele skerms bevat 'n gradiënt wat voortdurend die gemiddelde desibelvlak vertoon en 'n stel koptelefoon wat rooi flikker sodra 'n voorafbepaalde desibel -drempel bereik is.

Die omhulsel is gemaak van twee laaghoutplate wat geskei is deur twee sirkelvormige laaghoutplate, geskei deur aluminium -afstande. Die gradient- en koptelefoonvertonings is gemaak met matte akriel Alle elektroniese komponente word op die agterplaat aangebring.

Van grondstowwe tot aan die muur, dit neem slegs minder as 2 uur om hierdie toestel te voltooi. Ons het baie geleer oor die gladstryking van data en die beheer van LED -stroke deur hierdie projek, en ons hoop dat u dit baie sal geniet!

Stap 2: Komponente en gereedskap benodig

Die totale materiaalkoste vir hierdie toestel is 'n bietjie minder as $ 100. Aangesien ons span hierdie toestel massaal bou, kon ons 'n paar materiale in grootmaat koop om die koste te verminder. Aangesien ons hierdie toestel vir en in 'n ingenieursvervaardigingsruimte bou, het ons reeds toegang tot baie komponente en gereedskap.

Die hoeveelhede van die onderstaande komponente is vir een toestel.

Komponente

• 1x Arduino Uno (of soortgelyke mikrobeheerder) met USB -kabel
• 1x prototipe broodpan
• 1x Perfboard (opsioneel)
• 2x Rooi man-man trui
• 2x Rooi man-vroulike trui
• 2x Swart man-man trui
• 2x Swart man-vroulike springdrade
• 3x Blou manlike-manlike trui
• 2x Blou manlike-vroulike trui
• 1x 5V 1A kragadapter
• 1x gravitasie analoog klankvlakmeter
• 1x Individueel aanspreekbare RGB LED WS2812B -strook (ten minste 20 LED's)
• 6x kop-penne vir mans en mans
• 2x 330 Ohm weerstande
• 24 "x 12" van 1/4 "berk laaghout
• 7 "x 9" van 1/4 "akriel
• 9 "x 9" van 1/8 "akriel (breedte kan wissel)
• 3x 1/4 "Hex / 2" 6-32 vroulike-vroulike aluminium afstande
• 6x 1/4 "hex/1 1/4" 6-32 vroulike-vroulike aluminium afstande
• 18x 3/4 "6-32 platkopskroewe
• 18x nr. 6 wassers
• 8x 10 mm M2.5 vroulike-vroulike nylonstandpunte
• 4x 25 mm M2.5 vroulike-vroulike nylonstandpunte
• 4x 18 mm M2.5 manlike-vroulike nylonstandpunte
• 24x 6 mm M2,5 skroewe

Gereedskap

• Arduino IDE
• Soldeerbout (HAKKO FM-204) met soldeer
• Rosin Flux
• Lasersnyer (EPILOG Fusion M2 40)
• Akriel gom
• Sandblaser (opsioneel)
• Skuurpapier
• Tweedelige epoksie
• Draadlose boor
• 5/32 "boor
• 1/8 "boor
• 1/2 "82º versinkbits
• Boorpers
• #5 Teenboring
• Skroewedraaiers
• Warmlijmpistool met gomstokkies

Stap 3: Berei die LED's voor

Sny twee stroke van die individueel adresseerbare LED -stroke by die merke op die strook. U kan 'n aantal LED's sny wat u wil hê, maar u moet later die aantal LED's in die kode herinitialiseer. Ons het 10 LED's per strook gebruik.

Soldeer kopstukke op elk van die 3 verbindings een van die LED strook. Maak soldeer aan die einde van die data -invoer (DI). Herhaal vir die ander LED -strook. Ons het 'n bietjie rosynvloei gebruik wat op die LED -strookverbindings geborsel is om die soldering makliker te maak.

Buig en vou een van die LED-stroke in 'n boogvormige vorm om by die kromme van die gradiëntstuk te pas. Ons het dit bereik deur 'n golwende patroon te skep met die LED -strook wat op sigself kan buig. Gebruik dieselfde tegniek en vorm die ander LED -strook om die kromme van die koptelefoonstuk te volg.

Stap 4: Monteer die stroombaan

Koppel die Arduino 5V -pen aan die kragrail op die broodbord. Koppel dan die Arduino -groeppen aan die grondrail op die broodbord.

Verbind die LED Strips

Koppel die Arduino digitale pen 5 aan die data -invoer (DI) -aansluiting op een LED -strook en voeg 'n 330 Ohm -weerstand tussen pen 5 en die DI -aansluiting by. Koppel die broodbord -kragrail op die broodbord aan die 5V -aansluitpen op die LED -strook en koppel die broodbord grondrail aan op die GND -aansluiting op die LED -strook. Dit sal die LED -strook vir die gradiëntvertoning wees.

Koppel die Arduino digitale pen 6 aan die DI -aansluiting op die ander LED -strook en voeg 'n weerstand van 330 Ohm tussen pen 6 en die DI -aansluiting by. Koppel die broodbord -kragrail op die broodbord aan die 5V -aansluitpen op die LED -strook en koppel die broodbord grondrail aan op die GND -aansluiting op die LED -strook. Dit sal die LED -strook vir die koptelefoonvertoning wees.

Koppel die Gravity Sound Level Meter (die mikrofoon)

Koppel die Arduino analoog pen A0 aan die analoogpoort op die Gravity Sound Level Meter. Koppel die broodbord -kragrail op die broodbord aan die VCC -poort op die Gravity -bord en die broodbord -grondrail aan die GND -poort op die Gravity -bord.

Die oordrag van die kring na Perf Board (opsioneel)

Om al die elektroniese komponente langer op hul plek te hou, het ons span besluit om ons kring na 'n perfekte bord te skuif. Ons stroombaan is nie baie kompleks nie, daarom gebruik ons 'n ystersaag om 'n perf board van 4 x 6 cm in 'n bord van 4 x 3 cm te sny en nuwe bevestigingsgate daarin te boor met 'n 1/8 bit. Hierdie stap is heeltemal opsioneel.

Stap 5: Wysig en laai die kode op

Laai die kode af en maak dit oop in die Arduino IDE.

Kontroleer of die waarde wat gedefinieer is vir die aantal LED's op elke strook (NUM_LEDS_1 en NUM_LEDS_2) ooreenstem met die aantal LED's wat u sny vir die eerste LED -strook (die gradiënt) en die tweede LED -strook (die koptelefoon). As hierdie waardes nie ooreenstem nie, verander die nommer op die kode.

Verifieer en laai die kode op na u Arduino -bord.

Stap 6: Berei die houtomhulsel voor

Laai die houtlasersnyer af.

Lasersny die voor- en agterplate en 6 LED-ondersteuners van 1/4 laaghout met behulp van die toepaslike instellings op u lasersnyer. Verander die gerasterde logo op die voorplaat in enige ontwerp wat u wil.

Op ons lasersnyer (EPILOG Fusion M2 40) het ons die volgende instellings gebruik:

• 4 spoed, 100 krag, 10 frekwensies tot vektorsnit
• 50 spoed, 100 krag, 300 DPI om in raster te graveer

Ons het 'n lasersnyer gebruik omdat ons toegang tot een op die OEDK het, maar u kan ook die lêers aflaai om dit as 'n uiteensetting te gebruik om die stukke met 'n CNC-router of bandsaag te sny.

Boor 3 gate met 'n 5/32 "-boretjie in die voorplaat op die plekke wat deur die rooi X's op die prentjie aangedui word. Daar moet een gat tussen die gradiënt en die koptelefoon wees, een onder die regterkoptelefoon en een onder die logo. Versink hierdie gate van voor af. Hierdie gate is vir die 2 "standoffs.

Plaas die voorplaat bo -op die agterplaat sodat albei in die rigting gerig is, soos gesien in die lasersnyer. Trek met 'n potlood die buitelyn van die helling- en koptelefoonruimtes, die mikrofoongat en die drie gate wat pas in die voorplaat geboor is, op die agterplaat vas.

Boor 3 gate met 'n 5/32 bietjie in die agterplaat op die plekke wat net van die voorplaat oorgedra is. Versink hierdie gate van agter af.

Stap 7: Berei die akrielstukke voor

Laai die 1/4 "akriel-lasersny-lêer en die 1/8" laser-sny-lêer af.

Lasersny die voorste stukke van 1/4 duim akriel en die agterste stukke van 1/8 duim akriel met behulp van die toepaslike instellings op u lasersnyer. Op ons lasersnyer (EPILOG Fusion M2 40) het ons die volgende instellings gebruik:

• 2 spoed, 100 krag, 100 frekwensie vir die 1/4 "akriel
• 4 spoed, 100 krag, 100 frekwensie vir die 1/8 "akriel

Ons het 'n lasersnyer gebruik omdat ons toegang tot een op die OEDK het, maar u kan ook die lêers aflaai om dit as 'n uiteensetting te gebruik om die stukke met 'n CNC-router of bandsaag te sny. Daarbenewens kan die agterste stukke van akriel van enige breedte gesny word, maar ons het gevind dat 1/8 of dunner goed genoeg werk om aan die hout te heg terwyl u gewig verminder.

Plak elke agterkant van akriel aan die ooreenstemmende voorkant van die insetsel vas met akrielgom, sodat wanneer die voorste stukke in die voorplaat geplaas word, die oortjies op die agterkant gelyk is aan die agterkant van die voorkant.

Nadat die gom vasgemaak is (ten minste 30 minute), vries die voor- en agterkant van die saamgevoegde akrielstukke om lig beter te versprei. Ons het 'n sandblaster hiervoor gebruik, maar fyn skuurpapier (600 grit of hoër) en 'n bietjie elmboogvet sal ook werk.

Stap 8: Bevestig die akrielstukke aan die houtomhulsel

Lê die voorplaat na onder en pas die akrielstukke droog in die ooreenstemmende ruimtes. As die akrielstukke sukkel om aan te pas, skuur die binnekant van die voorplaat totdat die akrielstukke pas.

Sodra 'n goeie pasvorm bereik is, verwyder die akrielstukke van die voorplaat en dien 'n tweedelige epoksie op die voorkant van die oortjies van die agterkantstukke wat die hout raak, aan. Plaas die akrielstukke in hul spasies, druk dit neer en laat die epoxy heeltemal droog word.

Stap 9: Monteer die elektroniese borde op die houtkas

Deur die omtrek van die mikrofoongat op die agterplaat te gebruik, lê die Gravity Sound Level Meter op die agterplaat sodat die mikrofoon in lyn is met sy buitelyn. Merk waar die vier bevestigingsgate op die Gravity -bord op die agterplaat is.

Laat die Gravity Sound Level Meter op die agterplaat, rangskik die Arduino -bord en perf -bord op die agterplaat. Plaas die Adruino -bord so dat die stopcontact afwaarts wys en ten minste 'n 1/4 ruimte tussen elke bord laat. Die presiese plasing van hierdie borde maak nie saak nie, solank die planke nie met mekaar oorvleuel nie. die buitelyne van die helling en koptelefoon. Ons het gekies om die Arduino -bord links van die Gravity -bord en die perf -bord bo die Gravity -bord te plaas.

Merk waar die monteergate is vir die Arduino en perf planke op die agterplaat.

Verwyder die elektronika van die agterplaat en boor al die gate wat net gemerk is met 'n 1/8 boorpunt. Aangesien ons M2.5 -skroewe 'n gat nodig het om gelyk met die agterplaat te sit, het ons die agterplaat van die agterkant afgeboor met behulp van 'n boorpers.

Heg die Gravity Sound Level Meter aan die agterplaat vas met behulp van M2.5 -nylonstandpunte en skroewe. Die mikrofoon moet naby die voorplaat wees, dus om die bord soveel as moontlik te verhoog, het ons 'n 25 mm-vroulike-vroulike afstandhouer en 'n 18 mm-man-vrou-afstandhouer gebruik.

Heg die Arduino- en perf-bord aan die agterplaat vas met behulp van M2.5 vroulike-vroulike afstande en skroewe. Die lengte van die afstand is nie van kritieke belang nie, solank al die afstande wat vir een bord gebruik word, dieselfde lengte het en kort genoeg is om die bord binne die toestel te hou. Ons het 10 mm vroulike-vroulike afstande gebruik.

As u kringbord 'n broodbord in plaas van 'n perfekbord gebruik, monteer die broodbord eenvoudig met sy kleefsteun in plaas van afstande en skroewe.

Sodra die elektronika gemonteer is, dra die kring om.

Stap 10: Heg die LED -ondersteunings aan

Teken op die agterplaat 3 kolletjies binne die liggies getekende buitelyn vir die helling soos getoon deur die rooi X's. Daar moet een gat aan elke kant van die helling wees en een in die middel. Herhaal dit binne die buitelyn van die koptelefoon soos aangedui deur die rooi X's.

Boor gate met 'n 5/32 "-boretjie waar die 6 kolletjies net getrek is. Versink hierdie gate van agter af. Hierdie gate sal vir die 1 1/4" -opstandpunte wees om die LED -stroke te ondersteun.

Boor gate met 'n 5/32 bit aan die een kant van elk van die 6 LED -ondersteuners. Versink hierdie gate.

Heg 'n LED -steun aan die agterplaat by elk van die 6 gate in die gradiënt en die koptelefoon se buitelyne met 'n 1 1/4 afstand. Gebruik 'n wasser aan elke kant van die afstand tussen die afstandhouer en hout. Rig die LED -steuners sodat As die LED-strook op die nie-geboorde kant van die steun geplaas word, sal die LED-strook in die helling of koptelefoon gesentreer wees.

Stap 11: Finale montering en montering

Gebruik warm gom om die LED -stroke aan die LED -stutte vas te maak. Die ingangdrade vir die LED -stroke moet op die onderkant van die toestel gerig wees.

Koppel die LED -stroke aan die kring en koppel die 5V -kragadapter aan die USB -kabel in die Arduino.

Bevestig die voorplaat aan die agterkant met behulp van die 2 afstande, 6-32 ringe en 6-32 skroewe, en plaas die ringe tussen die afstande en hout.

Monteer die toestel teen 'n muur met die bevestigingsgat op die agterplaat. U kan 'n houtskroef in die muur of 'n Command -haak gebruik.

Koppel die toestel aan en kry gehoorbeskerming!