Sound Meter - Arduino: 10 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Sa Instructable na ito ipapakita ko kung paano gumawa ng isang Sound Meter gamit ang isang Arduino at ilan pang mga bahagi.

Ito ay isang proyekto sa paaralan na ginawa ko kamakailan na tumagal sa akin ng isang taon upang makumpleto, batay ito sa pagbuo ng isang Sound Meter na nagrerehistro ng mga antas ng tunog sa mga decibel. Ang layunin ay ang pag-highlight ng polusyon sa ingay, isang uri ng polusyon na hindi gaanong kilala, ngunit patuloy na nakakaapekto sa amin sa ating pang-araw-araw na buhay.

Hakbang 1: Mga Panustos

Elektronikong:

• 1 - Arduino MEGA 2560
• 1 - SparkFun Sound Detector
• 1 - Modyul ng MicroSD Card
• 1 - Karaniwang protoboard
• 1 - Neopixel LED Strip
• 1 - LCD (20X4)
• 1 - RTC DS3231 (Real Tme Clock)
• 1 - Pitong degment display
• 2 - 9V Baterya
• 1 - Buck Converter
• 12 - 220 Ω Resistor
• 1 - 470 Ω Resistor
• Mga kable
• 2 - Mga switch
• 1 - 1000 μF Capacitor

Pag-print ng 3D:

• Anet A8
• Bq Black PLA

Assembly / tool:

• Mainit na pandikit + Mainit na baril na pandikit
• Super Pandikit
• Mga tornilyo na 3mm x iba't ibang haba
• Double sided tape
• Panghinang na Bakal + Mga tubong nagpapababa ng init
• Screwdriver
• Electrical tape

Hakbang 2: Diagram ng Circuit

Sa larawang ito maaari mong makita ang diagram ng circuit, tapos sa Fritzing. Sinubukan kong lumikha ng isang diagram ng eskematiko circuit ngunit ginulo ko ito nang kaunti kaya't natapos ko ang paggawa ng higit na "visual" na ito, kahit na nais kong subukan ito.

Susubukan kong ipaliwanag ito.

Una sa lahat, ang Arduino MEGA ay utak ng Sound Meter, mayroon itong code na kumokontrol sa bawat bahagi. Ang pulang PCB ay ang SparkFun Sound Detector na binabasa ang malawak ng mga alon, kalaunan ay na-convert sa dB. Ang mga hakbang na ito ay nakaimbak sa MicroSD Card kasama ang araw at kung anong oras sila kinuha (RTC Module), ipinapakita rin ang mga ito sa pitong segment na pagpapakita.

Mayroon din kaming Neopixel LED strip, na binubuo ng 37 na indibidwal na kinokontrol na LED, na ilaw sa iba't ibang kulay depende sa decibel readings, ipinaliwanag sa LCD (tingnan ang larawan sa itaas).

• Pula: sa itaas 120 dB na kung saan ay ang threshold ng sakit.
• Dilaw: sa pagitan ng 65 at 120 dB.
• Green: sa itaas ng 30 dB, na kung saan ay ang minimum na maaaring makita ng Sound Meter.

Ito ay disenyo upang maging katulad ng isang ilaw ng trapiko at orihinal na binalak na maging 3 LEDs lamang (naisip ko pa rin ang isang solong RGB LED ngunit hindi ito kaaya-aya sa aesthetically). Ang Neopixel LED Strip na ito ay pinalakas ng isang 9V na baterya ngunit, dahil nangangailangan lamang ito ng 5V, gumamit ako ng isang Buck Converter upang babaan ang boltahe gamit ang isang 1000 μF capacitor at isang 470 Ω resistor na hindi masunog ang mga LED.

Ang natitirang bahagi, kasama ang Arduino ay pinalakas ng isa pang 9V na baterya.

Mayroon ding dalawang switch: isa para sa pangunahing electronics (Arduino, atbp.) At ang iba pa ay para sa LED Strip, kung hindi ko nais na mag-ilaw ang mga ito.

TANDAAN: Sa diagram upang gawing mas madali upang makita ang mga koneksyon mayroong isang maliit na protoboard ngunit sa pagbuo hindi ako gumamit ng isa.

Hakbang 3: Code

"loading =" tamad"

Nagkaroon ako ng aking Anet A8 para sa halos 4 na taon ngayon (Gustung-gusto KO ITO) at palagi kong ginagamit ang TinkerCAD, na isang online na libreng programa ng CAD na hinahayaan kang magdisenyo saanman gusto mo! Ito ay napaka-intuitive at natutunan ko sa pamamagitan ng tinkering (Ang Internet ay maraming impormasyon, natutunan kong mag-code at gumawa ng mga proyekto sa Arduino salamat dito at ang kamangha-manghang forum ng Arduino. Ngunit lahat din ngayon mula sa 3D Printers. Kaya't nagpasya akong gumawa ang post na ito at ibahagi ang aking karanasan).

Para sa proyektong ito lumipat ako sa Fusion 360 dahil ang TinkerCAD ay may ilang mga limitasyon sa disenyo, orihinal na nakuha ko ang Fusion bago isipin ang tungkol sa proyekto dahil maaari mo itong makuha para sa mga hobbyist (talagang cool kung ginamit mo lang ito minsan sa isang disenyo upang idisenyo ang iyong maliliit na nilikha), kahit na hindi ko ito ginamit hanggang sa nagpasya akong lumikha ng Sound Meter.

Salamat sa pangunahing kaalaman na mayroon ako mula sa aking dating mga pakikipagsapalaran sa TinkerCAD Mabilis kong natutunan ang mga pangunahing kaalaman at nilikha ang unang bersyon ng kaso (tingnan ang unang larawan), nagustuhan ko ito at ginamit ko ito upang makita kung paano gumana ang Sound Meter at ilang mga eksperimento (pagsubok at error). Ngunit naisip ko na maaari akong magdisenyo ng isang mas mahusay na hitsura, kaya lumikha ako ng bersyon 2 (at ang panghuli), ang itim at kurbadong kaso.

Sa huling disenyo na ito ay pinagbuti ko ang ilang mga bagay upang gawin itong mas functional at maganda:

• Nabawasan ang laki
• Neopixel LED strip
• Mas mahusay na samahan
• Knurl patten upang madaling alisin ang tuktok.
• Itim na filament (mas matikas;))

Parehong nahahati sa mga piraso upang magkasya sa Anet A8 bed. Sa bersyon 2 mayroong 26 na piraso, at maaari mong alisin ang tuktok at makita ang lakas ng loob ng makina, dinisenyo ko rin ito para hindi mai-unscrew ang Arduino kapag kumokonekta ito sa computer.

Mga Detalye

Ang disenyo na ito ay may ilang mga detalye na nais kong i-highlight:

1. Ang disenyo ng knurl Upang magdagdag ng higit pang mahigpit na pagkakahawak at makatulong na iangat ang tuktok na bahagi (ika-3 larawan). Itinago ko rin ang pasukan ng mga LED cable na tinatakpan ito ng electrical tape.
2. Ang SD card ay mayroon itong uka upang gawing mas madali itong kunin (ika-4 na larawan).
3. Patnubay Upang matulungan na mapanatili ang tuktok na bahagi sa lugar na dinisenyo ko ang isang tatsulok na gabay (ika-5 larawan).
4. Ang silicone adhesive bump ay humihinto sa ilalim ng ilalim na piraso.

Hakbang 5: Pag-print sa 3D

Ang parehong bersyon ay tumagal ng mahabang panahon upang mai-print.

Magsasalita ako tungkol sa huling bersyon. Ginamit ko ang Cura slicer at ang aking mga parameter ay:

• Karamihan sa mga piraso ay hindi nangangailangan ng mga suporta
• Gumamit ako ng palda sa ilan sa kanila sapagkat sila ay matangkad o maliit, upang matulungan silang dumikit sa kama.
• Temperatura = 205º
• Kama = 60º
• Tagahanga Oo
• 0.2 mm
• Bilis = 35 mm / s aprox. (nakasalalay sa piraso). Bagaman ang unang layer ay 30 m / s.
• Mag-infill ng 10 - 15% (Nakasalalay din ito sa piraso).

Ipinapakita ng isa sa mga larawan ang ilan sa mga piraso.

Hakbang 6: Assembly

Sa mga larawan ay maaaring maging aprecciated ang pagkakaiba tungkol sa orgnization.

Tulad ng dati ay nakatuon ako sa pangwakas na bersyon, ang itim. Sa kasamaang palad, wala akong anumang mga larawan ng pagbuo, ngunit inaasahan kong ipakita sa mga larawang ito kung paano ito naka-set up.

Ang parehong mga baterya ay may dalawang mga compartmens upang hawakan ang mga ito at gawing mas madali ang kanilang kapalit, nilagyan ko sila ng dobleng panig na tape. Gumamit din ako ng mga konektor ng JTS (sa palagay ko iyon ang pang-unibersal na pangalan, sanhi na may iba't ibang mga uri, ngunit nagdagdag din ako ng isang larawan ng mga ginamit ko) pinapadali din nila ang pagkuha ng mga baterya.

Tinakpan ko ang lahat ng mga lugar na pinaghinang ako ng mga tubong nagpapababa ng init.

Ang LCD ay gaganapin din sa ilang dobleng panig na tape. At ang ilang mga bahagi ay gaganapin sa mga tornilyo na 3mm ng diameter at iba't ibang haba maliban sa MicroSD Module, na may mas maliit na butas kaya't hinawakan ko ito sa ilang mga paglalagay ko at wastong laki.

Ang mga switch at ang pitong segment na display ay nakabalot sa electrical tape kaya hindi na kailangang gumamit ng mainit na pandikit o sobrang pandikit dahil nilagyan ang mga ito ng kani-kanilang lugar.

Hakbang 7: Pagkakalibrate

Ang pinakamahusay na paraan ay maaaring sa isa pang Sound Meter ngunit wala akong isa kaya gumamit ako ng isang app sa aking telepono. At ang pormula ng fisika na ito upang makuha ang mga decibel.

Hakbang 8: Resulta

Kaya't ito ang nagtatapos na resulta ng parehong mga kaso. Nag-attach ako ng mga larawan ng pareho ngunit ang lahat ng mga bahagi ng unang bersyon ay nasa huling isa, na kung saan ay ang tunay na huling resulta ngunit hindi ko nais na kalimutan ang isa pa dahil ito ay bahagi rin ng proseso ng paglikha.

TANDAAN: Gumagana pa rin ito sa post ng pag-usad, maaari kong baguhin ang ilang mga bagay, tulad ng ipaliwanag nang higit pa ang pagkakalibrate o magdagdag ng isang video na ipinapakita itong gumagana.

Hakbang 9: Konklusyon

Sinukat ko ang ilang mga lugar gamit ang Sound Meter na itinayo ko upang makita kung gaano ang polusyon sa ingay na nakatira kami at gumawa ako ng ilang mga graphic sa Excel na nagpapakita kung paano ito nagbabagu-bago at ang pinakamataas at minimum na mga taluktok ng dB.

1. Ito ay sa pagbabago ng mga clases sa aking paaralan.
2. Isang panloob na pagdiriwang sa Bisperas ng Bagong Taon, napansin ko na ang pinakamababang mga decibel kung saan kapag binago ang isang kanta.
3. Sa isang sinehan na nanonood noong 1917. Medyo alam ko kung aling bahagi ng pelikula ang nagdaragdag ng mga decibel sa simula ngunit hindi ko sasabihin, kahit na sa palagay ko ay hindi ito spoiler.

Tandaan: ang bawat ipinakitang panukalang-batas ay ginawa buwan bago ang pandemik na sanhi ng sakit na COVID-19

Hakbang 10: Mga Suliraning Naiharap

Sa paglikha ng proyektong ito naharap ko ang ilang mga problema na nais kong pag-usapan dahil bahagi sila ng bawat paggawa ng mga gumagawa.

1. Neopixel LED strip code: Ang pinakamalaking isyu sa code ay ang LED strip at ang mga pagkaantala ng animation, na nakakaapekto sa buong mga programa (kasama ang rate ng pag-refresh ng pitong segment na ipinakita). Gumamit ako ng millis ngunit nakakaapekto pa rin sa lahat kaya't natapos akong umalis na may isang code na ginawa ko na hindi nakakaapekto sa natitirang mga bahagi ngunit ang animasyon ay hindi nagsimula sa unang LED, magsisimula ito sa isang random (hindi ko t know why), ngunit mukhang cool pa rin. Marami akong naghanap at ang problema ng colourwipe na animasyon ay tila hindi maaayos.
2. Hindi ito isang pangunahing problema, ang SparkFun sensor na binili ko ay walang mga header kaya bumili ako ng mga iyon at hinanghin ang mga ito ngunit hadlangan nila ang paglalagay ng sensor sa naka-print na kaso ng 3D. Ngunit, dahil hindi ako ang pinakamagaling sa paghihinang iniwan ko ito ng ganoon at medyo nalagay sa lugar.
3. Kapag naipon ang pangwakas na kaso natagpuan ko ito upang mahirap ilagay nang tama ang naka-print na mga kurba ng 3D ng mga gilid kaya nagdisenyo ako ng isa pang piraso upang ilagay at idikit nang tama ang mga ito.

Hulaan na ako ay isang perpektoista (minsan masama ito) ngunit sa palagay ko maraming puwang para sa pagpapabuti.

Naisip ko rin ang pagdaragdag ng isang Modulo ng Wi-fi ng ESP8266 upang ma-access din sa pamamagitan ng isang telepono, PC, atbp upang makita ang mga pagbasa sa halip na patayin ang Sound Meter at kunin ang MicroSD card.