Pengukur Suara - Arduino: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Dalam Instruksi ini saya akan menunjukkan cara membuat Pengukur Suara menggunakan Arduino dan beberapa komponen lainnya.

Ini adalah proyek sekolah yang saya lakukan baru-baru ini yang membutuhkan waktu satu tahun untuk saya selesaikan, ini didasarkan pada pembangunan Pengukur Suara yang mencatat tingkat suara dalam desibel. Tujuannya adalah menyoroti polusi suara, jenis polusi yang kurang dikenal, tetapi terus mempengaruhi kita dalam kehidupan sehari-hari.

Langkah 1: Persediaan

Elektronik:

• 1 - Arduino MEGA 2560
• 1 - Detektor Suara SparkFun
• 1 - Modul Kartu MicroSD
• 1 - Protoboard standar
• 1 - Strip LED Neopiksel
• 1 - LCD (20X4)
• 1 - RTC DS3231 (Jam Waktu Nyata)
• 1 - Tampilan tujuh derajat
• Baterai 2 - 9V
• 1 - Konverter Uang
• 12 - 220 Resistor
• 1 - 470 Resistor
• Kabel
• 2 - Saklar
• 1 - 1000 F Kapasitor

Pencetakan 3D:

• Anet A8
• Bq Hitam PLA

Perakitan/alat:

• Lem panas + Pistol lem panas
• Lem super
• Sekrup 3mm x berbagai panjang
• Pita dua sisi
• Besi Solder + tabung Heat-shrink
• Obeng
• Pita listrik

Langkah 2: Diagram Sirkuit

Dalam gambar ini Anda dapat melihat diagram rangkaian, dilakukan di Fritzing. Saya mencoba membuat diagram sirkuit skematik tetapi saya sedikit mengacaukannya sehingga saya akhirnya membuat ini lebih "visual", meskipun saya ingin mencobanya lagi.

Saya akan mencoba menjelaskannya.

Pertama-tama, Arduino MEGA adalah otak dari Sound Meter, ia memiliki kode yang mengontrol setiap komponen. PCB merah adalah Detektor Suara SparkFun yang membaca amplitudo gelombang, kemudian diubah menjadi dB. Langkah-langkah ini disimpan dalam Kartu MicroSD bersama dengan hari dan jam berapa diambil (Modul RTC), juga ditampilkan di layar tujuh segmen.

Kami juga memiliki strip LED Neopixel, yang terdiri dari 37 LED yang dikontrol secara individual, yang menyala dalam berbagai warna tergantung pada pembacaan desibel, dijelaskan di LCD (lihat gambar di atas).

• Merah: di atas 120 dB yang merupakan ambang nyeri.
• Kuning: antara 65 dan 120 dB.
• Hijau: di atas 30 dB, yang merupakan minimum yang dapat dideteksi oleh Pengukur Suara.

Ini dirancang menyerupai lampu lalu lintas dan awalnya direncanakan hanya 3 LED (saya bahkan memikirkan satu LED RGB tetapi secara estetika tidak menyenangkan). Strip LED Neopixel ini ditenagai oleh baterai 9V tetapi, karena hanya membutuhkan 5V, saya menggunakan Buck Converter untuk menurunkan tegangan dengan kapasitor 1000 F dan resistor 470 agar tidak membakar LED.

Komponen lainnya, termasuk Arduino ditenagai oleh baterai 9V lainnya.

Ada juga dua sakelar: satu untuk elektronik utama (Arduino, dll.) dan yang lainnya hanya untuk Strip LED, jika saya tidak ingin mereka menyala.

CATATAN: Dalam diagram untuk memudahkan melihat koneksi ada protoboard kecil tetapi dalam build saya tidak menggunakannya.

Langkah 3: Kode

"memuat = "malas"

Saya sudah memiliki Anet A8 selama sekitar 4 tahun sekarang (I LOVE IT) dan saya selalu menggunakan TinkerCAD, yang merupakan program CAD online gratis yang memungkinkan Anda mendesain apa pun yang Anda inginkan! Ini sangat intuitif dan saya belajar dengan mengutak-atik (Internet penuh dengan info, saya belajar membuat kode dan mengerjakan proyek dengan Arduino berkat itu dan forum Arduino yang luar biasa. Tetapi juga semua yang saya sekarang dari 3D Printers. Itu sebabnya saya memutuskan untuk membuat posting ini dan berbagi pengalaman saya).

Untuk proyek ini saya beralih ke Fusion 360 karena TinkerCAD memiliki beberapa keterbatasan desain, awalnya saya mendapatkan Fusion sebelum memikirkan proyek karena Anda bisa mendapatkannya untuk penggemar (sangat keren jika Anda hanya menggunakannya sesekali untuk mendesain kreasi kecil Anda), meskipun saya tidak menggunakannya sampai saya memutuskan untuk membuat Pengukur Suara.

Berkat pengetahuan dasar yang saya dapatkan dari petualangan TinkerCAD saya sebelumnya, saya dengan cepat mempelajari dasar-dasarnya dan membuat versi pertama kasing (lihat gambar pertama), saya menyukainya dan saya menggunakannya untuk melihat bagaimana Pengukur Suara bekerja dan beberapa percobaan (percobaan dan kesalahan). Tapi saya pikir saya bisa mendesain yang lebih bagus, jadi saya membuat versi 2 (dan yang terakhir), casing hitam dan melengkung.

Dalam desain terakhir ini saya memperbaiki beberapa hal agar lebih fungsional dan indah:

• Dikurangi ukurannya
• Strip LED Neopiksel
• Organisasi yang lebih baik
• Knurl patten untuk melepas bagian atas dengan mudah.
• Filamen hitam (lebih elegan;))

Keduanya dibagi menjadi beberapa bagian agar muat di tempat tidur Anet A8. Di versi 2 ada 26 buah, dan Anda bisa melepas bagian atas dan melihat nyali mesinnya, saya juga mendesainnya agar tidak harus melepas arduino saat menghubungkannya ke komputer.

rincian

Desain ini memiliki beberapa detail yang ingin saya soroti:

1. Desain knurl Untuk menambah pegangan dan membantu mengangkat bagian atas (gambar ke-3). Saya juga menyembunyikan pintu masuk kabel LED yang menutupinya dengan pita listrik.
2. SD card ada alur untuk memudahkan pengambilannya (gambar ke-4).
3. Panduan Untuk membantu menjaga bagian atas tetap di tempatnya, saya merancang panduan segitiga (gambar ke-5).
4. Benjolan perekat silikon berhenti di bawah bagian bawah.

Langkah 5: Pencetakan 3D

Kedua versi membutuhkan waktu lama untuk dicetak.

Saya akan berbicara tentang versi final. Saya menggunakan alat pengiris Cura dan parameter saya adalah:

• Sebagian besar potongan tidak membutuhkan dukungan
• Saya menggunakan rok di beberapa dari mereka karena mereka tinggi atau kecil, untuk membantu mereka menempel di tempat tidur.
• Suhu = 205º
• Tempat tidur = 60º
• Penggemar Ya
• 0,2 mm
• Kecepatan = 35 mm/s kira-kira. (tergantung potongannya). Meskipun lapisan pertama adalah 30 m/s.
• Isi 10 - 15% (Tergantung potongannya juga).

Salah satu gambar menunjukkan beberapa bagian.

Langkah 6: Perakitan

Pada gambar-gambar tersebut dapat dijelaskan perbedaan mengenai organisasi.

Seperti biasa saya akan fokus pada versi final, yang hitam. Sayangnya, saya tidak memiliki gambar bangunan, tetapi saya harap gambar ini menunjukkan bagaimana semuanya diatur.

Kedua baterai memiliki dua kompartemen untuk menahannya dan memudahkan penggantiannya, saya menempelkannya dengan selotip dua sisi. Saya juga menggunakan konektor JTS (saya pikir itu nama universal, karena ada berbagai jenis, tetapi saya juga menambahkan gambar yang saya gunakan) mereka juga lebih mudah mengeluarkan baterai.

Saya menutupi semua tempat yang saya solder dengan tabung heat-shrink.

LCD juga dipegang dengan selotip dua sisi. Dan beberapa bagian ditahan di tempatnya dengan sekrup berdiameter 3mm dan panjang yang berbeda-beda kecuali untuk Modul MicroSD, yang memiliki lubang lebih kecil jadi saya menahannya dengan beberapa yang telah saya letakkan dan ukurannya benar.

Sakelar dan layar tujuh segmen dibungkus dengan pita listrik sehingga tidak perlu menggunakan lem panas atau lem super karena sudah terpasang di tempatnya masing-masing.

Langkah 7: Kalibrasi

Cara terbaik bisa dengan Pengukur Suara lain tetapi saya tidak memilikinya, jadi saya menggunakan aplikasi di ponsel saya. Dan rumus fisika ini untuk mendapatkan desibel.

Langkah 8: Hasil

Jadi ini adalah hasil akhir dari kedua kasus. Saya telah melampirkan gambar keduanya tetapi semua komponen dari versi pertama ada di yang terakhir, yang merupakan hasil akhir yang sebenarnya tetapi saya tidak ingin melupakan yang lain karena itu juga merupakan bagian dari proses pembuatan.

CATATAN: Ini adalah posting yang masih dalam proses, saya mungkin mengubah beberapa hal, seperti menjelaskan lebih banyak tentang kalibrasi atau menambahkan video yang menunjukkannya berfungsi.

Langkah 9: Kesimpulan

Saya mengukur beberapa tempat dengan Pengukur Suara yang saya buat untuk melihat seberapa banyak polusi suara yang kita alami dan saya membuat beberapa grafik di Excel yang menunjukkan bagaimana fluktuasi dan puncak dB maksimum dan minimum.

1. Ini adalah perubahan kelas di sekolah saya.
2. Sebuah pesta dalam ruangan di Malam Tahun Baru, saya perhatikan bahwa desibel terendah di mana ketika dalam perubahan lagu.
3. Di sebuah bioskop yang sedang menonton 1917. Saya agak tahu di bagian mana dari film yang desibelnya meningkat di awal tapi saya tidak akan mengatakan apa-apa, meskipun saya tidak berpikir itu spoiler.

Catatan: setiap tindakan yang ditunjukkan dilakukan berbulan-bulan sebelum pandemi yang disebabkan oleh penyakit COVID-19

Langkah 10: Masalah yang Dihadapi

Dalam pembuatan proyek ini saya menghadapi beberapa masalah yang ingin saya bicarakan karena mereka adalah bagian dari setiap ciptaan pembuat.

1. Kode strip LED Neopixel: Masalah terbesar dengan kode tersebut adalah strip LED dan penundaan animasi, yang memengaruhi seluruh program (termasuk kecepatan refresh tampilan tujuh segmen). Saya menggunakan milis tetapi masih memengaruhi semuanya, jadi saya akhirnya pergi dengan kode yang saya buat yang tidak memengaruhi komponen lainnya tetapi animasi tidak dimulai pada LED pertama, itu akan dimulai secara acak (saya tidak ' Entah kenapa), tapi tetap terlihat keren. Saya banyak mencari dan masalah animasi colorwipe tampaknya tidak dapat diperbaiki.
2. Ini bukan masalah besar, sensor SparkFun yang saya beli tidak memiliki tajuk, jadi saya membeli dan menyoldernya, tetapi mereka menghalangi penempatan sensor dalam kasing cetak 3D. Tapi, karena saya bukan yang terbaik dalam menyolder, saya membiarkannya seperti itu dan sedikit salah tempat.
3. Saat merakit kasing terakhir, saya merasa sulit untuk menempatkan dengan benar kurva cetak 3D dari sisi-sisinya, jadi saya merancang bagian lain untuk menempatkan dan merekatkannya dengan benar.

Kurasa aku perfeksionis (terkadang buruk) tapi aku pikir ada banyak ruang untuk perbaikan.

Saya juga berpikir untuk menambahkan Modul Wi-fi ESP8266 untuk juga mengakses melalui telepon, PC, dll. untuk melihat bacaan daripada mematikan Pengukur Suara dan mengambil kartu MicroSD.