Sound Meter - Arduino: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Dalam Instructable ini saya akan menunjukkan cara membuat Sound Meter menggunakan Arduino dan beberapa komponen lagi.

Ini adalah projek sekolah yang saya buat baru-baru ini yang memerlukan satu tahun untuk disiapkan, ia berdasarkan pembinaan Sound Meter yang mencatat tahap bunyi dalam desibel. Objektifnya adalah menyoroti pencemaran bunyi, sejenis pencemaran yang kurang dikenali, tetapi yang selalu mempengaruhi kita dalam kehidupan seharian.

Langkah 1: Bekalan

Elektronik:

• 1 - Arduino MEGA 2560
• 1 - Pengesan Bunyi SparkFun
• 1 - Modul Kad MicroSD
• 1 - Papan tulis standard
• 1 - Jalur LED Neopixel
• 1 - LCD (20X4)
• 1 - RTC DS3231 (Jam Tme Sebenar)
• 1 - Paparan tujuh degmentasi
• Bateri 2 - 9V
• 1 - Penukar Buck
• 12 - 220 Ω Perintang
• 1 - 470 Ω Perintang
• Kabel
• 2 - Suis
• Kapasitor 1 - 1000 μF

Percetakan 3D:

• Anet A8
• Bq Hitam PLA

Pemasangan / alat:

• Gam panas + Senapang panas
• Lem Super
• Skru 3mm x pelbagai panjang
• Pita dua sisi
• Soldering Iron + Tiub pengecutan panas
• Pemutar skru
• Pita elektrik

Langkah 2: Rajah Litar

Dalam gambar ini anda dapat melihat gambarajah litar, yang dilakukan di Fritzing. Saya cuba membuat gambarajah litar skematik tetapi saya mengacaukannya sedikit sehingga akhirnya saya membuat yang lebih "visual" ini, walaupun saya ingin mencubanya lagi.

Saya akan cuba menerangkannya.

Pertama sekali, Arduino MEGA adalah otak Sound Meter, ia mempunyai kod yang mengawal setiap komponen. PCB merah adalah SparkFun Sound Detector yang membaca amplitud gelombang, kemudian ditukar menjadi dB. Langkah-langkah ini disimpan dalam Kad MicroSD bersamaan dengan hari dan jam berapa ia diambil (Modul RTC), juga ditunjukkan dalam paparan tujuh segmen.

Kami juga mempunyai jalur LED Neopixel, yang terdiri daripada 37 LED yang dikendalikan secara individu, yang menyala dalam warna yang berbeza bergantung pada bacaan desibel, yang dijelaskan dalam LCD (lihat gambar di atas).

• Merah: melebihi 120 dB yang merupakan ambang kesakitan.
• Kuning: antara 65 dan 120 dB.
• Hijau: melebihi 30 dB, minimum yang dapat dikesan oleh Sound Meter.

Ini adalah reka bentuk untuk menyerupai lampu isyarat dan pada asalnya dirancang hanya 3 LED (saya bahkan memikirkan LED RGB tunggal tetapi ia tidak menyenangkan secara estetik). Jalur LED Neopixel ini dikuasakan oleh bateri 9V tetapi, kerana ia hanya memerlukan 5V, saya menggunakan Buck Converter untuk menurunkan voltan dengan kapasitor 1000 μF dan perintang 470 Ω untuk tidak membakar LED.

Selebihnya komponen, termasuk Arduino dikuasakan oleh bateri 9V yang lain.

Terdapat juga dua suis: satu untuk elektronik utama (Arduino, dll.) Dan satu lagi hanya untuk Jalur LED, sekiranya saya tidak mahu mereka menyala.

CATATAN: Dalam rajah untuk mempermudah melihat sambungan terdapat protoboard kecil tetapi dalam binaannya saya tidak menggunakannya.

Langkah 3: Kod

"memuat =" malas"

Saya telah menggunakan Anet A8 saya selama lebih kurang 4 tahun sekarang (SAYA SUKA) dan saya selalu menggunakan TinkerCAD, yang merupakan program CAD percuma dalam talian yang membolehkan anda merancang apa sahaja yang anda mahukan! Ia sangat intuitif dan saya belajar dengan bermain-main (Internet adalah maklumat yang sangat baik, saya belajar membuat kod dan melakukan projek dengan Arduino terima kasih dan forum Arduino yang menakjubkan. Tetapi juga semua yang saya sekarang dari Pencetak 3D. Itulah sebabnya saya memutuskan untuk membuat kiriman ini dan kongsi pengalaman saya).

Untuk projek ini, saya beralih ke Fusion 360 kerana TinkerCAD mempunyai beberapa batasan reka bentuk, pada asalnya saya mendapat Fusion sebelum memikirkan projek tersebut kerana anda boleh mendapatkannya untuk penggemar (sangat keren jika anda menggunakannya sekali-sekala untuk merancang ciptaan kecil anda), walaupun saya tidak menggunakannya sehingga saya memutuskan untuk membuat Sound Meter.

Berkat pengetahuan asas yang saya perolehi dari pengembaraan TinkerCAD sebelumnya, saya dengan cepat mempelajari asas-asasnya dan membuat versi pertama kes (lihat gambar pertama), saya menyukainya dan saya menggunakannya untuk melihat bagaimana Sound Meter berfungsi dan beberapa eksperimen (percubaan dan ralat). Tetapi saya fikir saya boleh merancang yang lebih cantik, jadi saya membuat versi 2 (dan yang terakhir), kotak hitam dan melengkung.

Dalam reka bentuk terakhir ini, saya memperbaiki beberapa perkara untuk menjadikannya lebih berfungsi dan cantik:

• Mengurangkan saiz
• Jalur LED Neopixel
• Organisasi yang lebih baik
• Knurl patten dengan mudah mengambil bahagian atas.
• Filamen hitam (lebih elegan;))

Kedua-duanya terbahagi dua untuk dipasang di katil Anet A8. Dalam versi 2 terdapat 26 keping, dan anda boleh melepaskan bahagian atasnya dan melihat mesinnya tidak enak, saya juga merancangnya kerana tidak perlu melepaskan Arduino semasa menyambungkannya ke komputer.

Perincian

Reka bentuk ini mempunyai beberapa perincian yang ingin saya ketengahkan:

1. Reka bentuk knurl Untuk menambah cengkaman dan membantu mengangkat bahagian atas (gambar ke-3). Saya juga menyembunyikan pintu masuk kabel LED yang menutupnya dengan pita elektrik.
2. Kad SD ia mempunyai alur untuk lebih mudah mengambilnya (gambar ke-4).
3. Panduan Untuk memastikan bahagian atas tetap di tempat saya merancang panduan segitiga (gambar ke-5).
4. Benjolan pelekat silikon berhenti di bawah bahagian bawah.

Langkah 5: Percetakan 3D

Kedua-dua versi memerlukan masa yang lama untuk dicetak.

Saya akan bercakap mengenai versi akhir. Saya menggunakan alat pemotong Cura dan parameter saya adalah:

• Sebilangan besar kepingan tidak memerlukan sokongan
• Saya menggunakan rok di beberapa di antaranya kerana tinggi atau kecil, untuk menolong mereka melekat di tempat tidur.
• Suhu = 205º
• Katil = 60º
• Kipas Ya
• 0.2 mm
• Kelajuan = 35 mm / s aproks. (bergantung pada bahagian). Walaupun lapisan pertama ialah 30 m / s.
• Isi 10 - 15% (Ini juga bergantung pada bahagiannya).

Salah satu gambar menunjukkan beberapa kepingan.

Langkah 6: Perhimpunan

Di dalam gambar-gambar dapat diketahui perbezaan berkaitan dengan orgnisasi.

Seperti biasa saya akan fokus pada versi terakhir, yang hitam. Sayangnya, saya tidak mempunyai gambar binaan, tetapi saya harap gambar ini menunjukkan bagaimana semuanya siap.

Kedua-dua bateri mempunyai dua kompartemen untuk menahannya dan memudahkan penggantiannya, saya melekatkannya dengan pita dua sisi. Saya juga menggunakan penyambung JTS (saya rasa itu adalah nama universal, kerana terdapat pelbagai jenis, tetapi saya juga telah menambahkan gambar yang saya gunakan) mereka juga lebih mudah mengeluarkan baterinya.

Saya meliputi semua tempat di mana saya disolder dengan tiub pengecutan panas.

LCD juga dipegang dengan beberapa pita dua sisi. Dan beberapa bahagian dipegang di tempat dengan skru berdiameter 3mm dan pelbagai panjang kecuali Modul MicroSD, yang mempunyai lubang yang lebih kecil sehingga saya memegangnya di tempat dengan beberapa yang saya letakkan di sekelilingnya dan ukurannya betul.

Suis dan paparan tujuh segmen dibungkus dengan pita elektrik sehingga tidak perlu menggunakan lem panas atau lem super kerana dipasang sesuai ke tempat masing-masing.

Langkah 7: Penentukuran

Cara terbaik adalah dengan Sound Meter yang lain tetapi saya tidak memilikinya jadi saya menggunakan aplikasi di telefon saya. Dan formula fisika ini untuk mendapatkan desibel.

Langkah 8: Hasilnya

Jadi ini adalah hasil akhir dari kedua-dua kes tersebut. Saya telah melampirkan gambar keduanya tetapi semua komponen versi pertama adalah yang terakhir, yang merupakan hasil akhir yang sebenar tetapi saya tidak mahu melupakan yang lain kerana ia juga merupakan bahagian dari proses penciptaan.

CATATAN: Ini adalah catatan yang masih dalam proses, saya mungkin mengubah beberapa perkara, seperti menjelaskan lebih banyak penentukuran atau menambahkan video yang menunjukkan ia berfungsi.

Langkah 9: Kesimpulannya

Saya mengukur beberapa tempat dengan Sound Meter yang saya buat untuk melihat berapa banyak pencemaran bunyi yang kita jalani dan saya membuat beberapa grafik di Excel yang menunjukkan bagaimana ia berfluktuasi dan puncak dB maksimum dan minimum.

1. Ini adalah perubahan klausa di sekolah saya.
2. Pesta dalaman di Malam Tahun Baru, saya perhatikan bahawa desibel terendah di mana ketika dalam pertukaran lagu.
3. Di pawagam menonton tahun 1917. Saya agak tahu di bahagian mana filem yang meningkatkan desibel pada awalnya tetapi saya tidak akan mengatakan apa-apa, walaupun saya tidak fikir ia adalah spoiler.

Catatan: setiap ukuran yang ditunjukkan dibuat beberapa bulan sebelum pandemi yang disebabkan oleh penyakit COVID-19

Langkah 10: Masalah Yang Dialami

Semasa membuat projek ini, saya menghadapi beberapa masalah yang ingin saya bicarakan kerana mereka adalah sebahagian daripada setiap penciptaan pembuat.

1. Kod jalur LED Neopixel: Masalah terbesar dengan kod ini ialah jalur LED dan kelewatan animasi, yang mempengaruhi keseluruhan program (termasuk kadar penyegaran paparan tujuh segmen). Saya menggunakan millis tetapi masih mempengaruhi semua jadi saya akhirnya meninggalkan kod yang saya buat yang tidak mempengaruhi komponen yang lain tetapi animasi tidak bermula pada LED pertama, ia akan bermula secara acak (saya tidak ' tidak tahu mengapa), tetapi masih kelihatan keren. Saya banyak mencari dan masalah animasi colourwipe nampaknya tidak dapat diselesaikan.
2. Ini bukan masalah besar, sensor SparkFun yang saya beli tidak mempunyai tajuk, jadi saya membelinya dan menyoldernya tetapi mereka menghalang pemasangan sensor dalam cetakan 3D. Tetapi, kerana saya bukan yang terbaik dalam pematerian, saya meninggalkannya seperti itu dan agak salah tempat.
3. Semasa memasang bekas terakhir, saya mendapati sukar meletakkan lengkung cetak 3D sisi dengan betul, jadi saya merancang bahagian lain untuk meletakkan dan melekatkannya dengan betul.

Kira saya perfeksionis (kadang-kadang buruk) tetapi saya rasa ada banyak ruang untuk diperbaiki.

Saya juga terfikir untuk menambahkan Modul Wi-fi ESP8266 untuk mengakses melalui telefon, PC, dan lain-lain untuk melihat pembacaan daripada mematikan Sound Meter dan mengambil kad MicroSD.