Аюултай дуу чимээний түвшний дохиоллын систем: 11 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Oshman Engineering Design Kitchen (OEDK) нь Райс их сургуулийн хамгийн том үйлдвэрлэгч орон зай бөгөөд бүх оюутнуудад бодит сорилтуудыг шийдвэрлэх, загварчлах орон зайг бий болгодог. Энэ зорилгын үүднээс OEDK нь чанга, аюултай дуу чимээ гаргадаг олон тооны цахилгаан хэрэгсэл, том машин механизмтай. OEDK нь нүдний хамгаалалт, бээлийний аюулгүй байдлын соёлыг амжилттай бий болгосон боловч хэрэглэгчид сонсголын хамгаалалт шаардлагатай эсэхийг сайн мэдэхгүй байгаа тул сонсголын хамгаалалтын аюулгүй байдлын соёлыг бий болгож чадаагүй байна.

Манай баг Ring Decibels нь OEDK -ийн хэрэглэгчдэд сонсголын хамгаалалтыг аюулгүй дууны түвшинд зүүхийг зөвлөдөг дохиоллын системийг зохион бүтээх, бүтээх, хэрэгжүүлэх замаар энэ асуудлыг шийдвэрлэх зорилготой юм.

Алхам 1: Тойм

Энэ төхөөрөмж нь Arduino Uno микроконтроллер ашигладаг. Аналог дууны өгөгдлийг хүндийн хүчний дууны түвшин хэмжигчээс хүлээн авч, дунджаар аваад дижитал LED зурвасын гаралтыг идэвхжүүлдэг. Харааны дэлгэц нь децибелийн дундаж түвшинг тасралтгүй харуулдаг градиент ба урьдчилан тогтоосон децибелийн босго хүрэхэд улаан анивчдаг чихэвчний багцыг агуулдаг.

Суултын яндан нь хөнгөн цагаан бэхэлгээгээр тусгаарлагдсан хоёр дугуй фанер хавтангаар тусгаарлагдсан хоёр фанер хавтангаар хийгдсэн. Градиент ба чихэвчний дэлгэцийг царцсан акрилаар бүтээсэн бөгөөд бүх электрон эд ангиудыг арын хавтан дээр суурилуулсан болно.

Түүхий эдээс эхлээд хананд бэхлэх хүртэл энэ төхөөрөмжийг дуусгахад ердөө 2 цаг хүрэхгүй хугацаа шаардагдана. Энэхүү төслийн хүрээнд бид өгөгдлийг тэгшлэх, LED туузыг хянах талаар маш их зүйлийг олж мэдсэн бөгөөд үүнийг бүтээх нь танд таалагдах болно гэж найдаж байна!

Алхам 2: Шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүд багаж хэрэгсэл

Энэ төхөөрөмжийн материалын нийт өртөг 100 доллараас арай бага байна. Манай багийнхан энэхүү төхөөрөмжийг бөөнөөрөө бүтээж байгаа тул бид зардлаа бууруулахын тулд зарим материалыг бөөнд нь худалдаж авах боломжтой болсон. Түүнчлэн, бид энэ төхөөрөмжийг инженерийн орон зайд зориулан бүтээж байгаа тул бид маш олон бүрэлдэхүүн хэсэг, багаж хэрэгсэлд хандах боломжтой болсон.

Доор жагсаасан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тоо хэмжээ нь нэг төхөөрөмжид зориулагдсан болно.

Бүрэлдэхүүн хэсгүүд

• USB кабель бүхий 1x Arduino Uno (эсвэл үүнтэй төстэй микроконтроллер)
• 1х прототип хийх талхны самбар
• 1x Perfboard (заавал биш)
• 2х улаан эр-эрэгтэй холбогч утас
• 2х улаан эрэгтэй-эмэгтэй холбогч утас
• 2x Хар эрэгтэй-эрэгтэй холбогч утас
• 2х хар эрэгтэй эмэгтэй холбогч утас
• 3х цэнхэр эрэгтэй эрэгтэй холбогч утас
• 2х цэнхэр эрэгтэй-эмэгтэй холбогч утас
• 1х 5В 1А цахилгаан адаптер
• 1x хүндийн хүчний аналог дууны түвшин хэмжигч
• 1х тус тусдаа хаяглах боломжтой RGB LED WS2812B зурвас (хамгийн багадаа 20 LED)
• 6х эрэгтэй, эрэгтэй толгойн зүү
• 2x 330 Ом эсэргүүцэл
• 1/4 "хус фанерын 24" x 12"
• 1/4 "нийлэг 7" x 9"
• 1/8 "нийлэг 9" x 9 "нийлэг (өргөн нь өөр байж болно)
• 3x 1/4 "Hex / 2" 6-32 Эмэгтэй-Эмэгтэй хөнгөн цагааны зогсолт
• 6x 1/4 "Hex/1 1/4" 6-32 Эмэгтэй-Эмэгтэй хөнгөн цагаан зогсолт
• 18х 3/4 "6-32 хавтгай толгойтой шураг
• 18х № 6 угаагч
• 8х 10 мм-ийн M2.5 эмэгтэй-эмэгтэй Nylon зогсолт
• 4х25 мм хэмжээтэй M2.5 эмэгтэй-эмэгтэй Nylon-ийн зогсолт
• 4х18 мм хэмжээтэй M2.5 эрэгтэй, эмэгтэй Nylon-ийн зогсолт
• 24х6 мм хэмжээтэй M2.5 эрэг

Багаж хэрэгсэл

• Arduino IDE
• Гагнуурын машин (HAKKO FM-204)
• Росин урсгал
• Лазер таслагч (EPILOG Fusion M2 40)
• Нийлэг цавуу
• Элс цэвэрлэгч (заавал биш)
• Зүлгүүр
• 2 хэсэг эпокси
• Утасгүй өрөм
• 5/32 "өрмийн
• 1/8 "өрмийн
• 1/2 "82º эсрэг таг
• Өрмийн машин
• #5 Counterbore бит
• Халив
• Цавуугаар хийсэн халуун цавуу буу

Алхам 3: LED -ийг бэлтгэ

Туузан дээрх тэмдэглэгээн дээр тус тусад нь хаядаг LED туузны хоёр туузыг хайчилж ав. Та хүссэн тооны LED-ээ багасгаж болно, дараа нь код дахь LED тоог дахин эхлүүлэхээ мартуузай. Бид нэг туузанд 10 LED ашигладаг.

Гагнуурын толгой нь LED туузны 3 холболт тус бүрт бэхлэгддэг. Өгөгдлийн оролт (DI) төгсгөлд гагнахаа мартуузай. Бусад LED туузыг давтана уу. Бид гагнуурыг хөнгөвчлөхийн тулд LED туузны холбогч дээр жаахан сарнайн урсгалыг ашигласан.

Градиент хэсгийн муруйд тааруулахын тулд LED туузны аль нэгийг нь нуман хэлбэртэй хэлбэрээр нугалж нугална. Бид LED муруй туузаар өөрөө муруйж чаддаг долгион хэлбэрийг бий болгосноор үүнд хүрсэн. Үүнтэй ижил техникийг ашиглан бусад LED туузыг чихэвчний муруй дагуу хий.

Алхам 4: Хэлхээ угсрах

Arduino 5V зүүг талхны самбар дээрх цахилгаан төмөр замд холбож эхлээрэй. Дараа нь Arduino бүлгийн зүүг талхны тавцан дээрх газардуулгатай холбоно уу.

LED туузыг холбох

Arduino дижитал зүү 5 -ийг нэг LED туузан дээрх өгөгдлийн оролт (DI) холбогч руу холбож, 5 -р pin ба DI холбогчийн хооронд 330 Ом эсэргүүцэл нэмнэ. Талхны самбар дээрх цахилгаан дамжуулах хоолойг LED туузан дээрх 5V холбогч зүүтэй холбож, талхны хавтангийн газрын төмөр замыг LED туузан дээрх GND холбогчтой холбоно. Энэ нь градиент дэлгэцийн LED зурвас байх болно.

Arduino дижитал 6 -р зүүг бусад LED туузан дээрх DI холбогчтой холбож, 6 -р зүү ба DI холбогчийн хооронд 330 Ом эсэргүүцэл нэмнэ. Талхны самбар дээрх цахилгаан дамжуулах хоолойг LED туузан дээрх 5V холбогч зүүтэй холбож, талхны хавтангийн газрын төмөр замыг LED туузан дээрх GND холбогчтой холбоно уу. Энэ нь чихэвчний дэлгэцийн LED зурвас байх болно.

Хүндийн хүчний дууны түвшин хэмжигчийг холбох (микрофон)

Arduino аналог пин A0 -ийг Gravity Sound Level Meter дээрх аналог порт руу холбоно уу. Талхны талхны талхны цахилгаан дамжуулах замыг Таталцлын тавцан дээрх VCC порт руу, талхны хавтангийн газрын төмөр замыг Гравитацийн самбар дээрх GND порт руу холбоно уу.

Хэлхээг Perf Board руу шилжүүлэх (заавал биш)

Бүх электрон эд ангиудыг удаан хугацаанд хадгалахын тулд манай баг хэлхээгээ самбар дээр шилжүүлэхээр шийдсэн. Манай хэлхээ нь тийм ч төвөгтэй биш тул бид 4см х 6см хэмжээтэй хавтанг 4 см х 3 см хэмжээтэй хавтангаар хайчилж, 1/8 битээр шинэ бэхэлгээний цооног өрөмдсөн. Энэ алхам нь бүрэн сонголт биш юм.

Алхам 5: Кодыг засварлаж, байршуулна уу

Кодыг татаж аваад Arduino IDE дээр нээнэ үү.

Туузан тус бүрийн LED тоонуудын хувьд тодорхойлсон утга (NUM_LEDS_1 ба NUM_LEDS_2) нь эхний LED тууз (градиент) болон хоёр дахь LED тууз (чихэвч) дээр хайчилж авсан LED тоонуудтай тохирч байгаа эсэхийг шалгаарай. Хэрэв эдгээр утгууд таарахгүй байвал код дээрх дугаарыг өөрчилнө үү.

Кодыг шалгаад Arduino самбартаа байршуулна уу.

Алхам 6: Модон бүрхүүл бэлтгэх

Модон лазер хайчлах файлыг татаж аваарай.

Лазер таслагчийн тохирох тохиргоог ашиглан урд болон арын хавтан, 6 LED тулгуурыг 1/4 фанераас лазераар хайчилж аваарай. Урд талын хавтан дээрх растерласан логог хүссэн загвар болгон өөрчилж болно.

Манай лазер таслагч (EPILOG Fusion M2 40) дээр бид дараах тохиргоог ашигласан болно.

• 4 хурд, 100 хүч, вектор огтлох 10 давтамж
• Растер сийлбэр хийх 50 хурд, 100 хүч, 300 DPI

Бид лазер хайчлагчийг ашигласан, учир нь бидэнд OEDK дээр байгаа боловч та CNC чиглүүлэгч эсвэл хөрөө ашиглан хэсгүүдийг огтлохын тулд файлуудыг татаж авах боломжтой.

Зурагт улаан X -ээр харуулсан байршилд урд талын хавтан дээр 5/32 хэмжээтэй 3 цооног өрөмдөнө. Градиент ба чихэвчний хооронд нэг нүх, баруун чихэвчний доор, логоны доор нэг нүх байх ёстой. Эдгээр нүхнүүд урдаас. Эдгээр нүхнүүд нь 2 инчийн зогсолтод зориулагдсан болно.

Урд талын хавтанг арын хавтангийн дээд талд байрлуул, ингэснээр хоёулаа лазер хайчлах файлд үзүүлсэн шиг чиглэлд чиглэсэн байх ёстой. Харандаагаар градиент ба чихэвчний зай, микрофоны нүх, урд талын хавтан дээр дөнгөж өрөмдсөн 3 цооногийг арын хавтан дээр бага зэрэг зур.

Урд талын хавтангаас дөнгөж шилжүүлсэн байршилд арын хавтан руу 5/32 хэмжээтэй 3 цооног өрөмдөнө үү. Эдгээр нүхийг ар талаас нь эсрэгээр нь угаана.

Алхам 7: Нийлэг хэсгүүдийг бэлтгэ

1/4 "нийлэг лазер хайчлах файл, 1/8" лазер хайчлах файлыг татаж аваарай.

Лазер таслагчийн тохирох тохиргоог ашиглан урд талын хэсгийг 1/4 "нийлэг, арын хэсгийг 1/8" нийлэгээс лазераар хайчилж ав. Манай лазер таслагч (EPILOG Fusion M2 40) дээр бид дараах тохиргоог ашигласан болно.

• 1/4 инч нийлэг 2 хурд, 100 хүч, 100 давтамж
• 1/8 инч нийлэг 4 хурд, 100 хүч, 100 давтамж

Бид лазер хайчлагчийг ашигласан, учир нь бидэнд OEDK дээр байгаа боловч та CNC чиглүүлэгч эсвэл хөрөө ашиглан хэсгүүдийг огтлохын тулд файлуудыг татаж авах боломжтой. Нэмж дурдахад, арын хэсгийг ямар ч өргөн акрилаар хайчилж болно, гэхдээ жингээ хасахдаа модонд наалдуулахын тулд 1/8 инч буюу нимгэн хэсгийг хангалттай сайн ажилласан болохыг олж мэдэв.

Нийлэг арын хэсэг бүрийг харгалзах урд талын хэсэг рүү нийлэг цавуугаар нааж, урд талын хэсгүүдийг урд талын хавтан дээр байрлуулах үед арын хэсгүүдийн хавчуурууд нь урд талын нүүрний ар талтай ижилхэн байх ёстой.

Цавуу тавьсны дараа (дор хаяж 30 минут) гэрлийг илүү сайн сарниулахын тулд нийлэг хэсгүүдийн урд болон хойд хэсгийг хөлдөө. Үүний тулд бид элс цэвэрлэгч ашигласан боловч нарийн ширхэгтэй зүлгүүр (600 ба түүнээс дээш), тохойн тос нь бас үр дүнтэй байх болно.

Алхам 8: Нийлэг хэсгүүдийг модон бүрхүүлд бэхлээрэй

Урд талын хавтанг доош харуулан хэвтүүлж, нийлэг хэсгүүдийг зохих зайнд нь оруулна. Хэрэв нийлэг хэсгүүдийг холбоход асуудал гарвал урд талын хавтангийн дотор талын ирмэгийг нийлэг хэсэг таарах хүртэл зүлгэнэ.

Тохиромжтой болсны дараа урд талын хавтан дээрх нийлэг хэсгүүдийг аваад модонд хүрч буй арын хэсгүүдийн нүүрний хэсэгт хоёр хэсгээс бүрсэн эпокси түрхээрэй. Нийлэг хэсгүүдийг хоосон зайнд байрлуулж, дарж, эпокси бүрмөсөн хатаана.

Алхам 9: Электроникийн самбарыг модон бүрхүүлд холбоно

Арын хавтан дээрх микрофоны нүхний тоймыг ашиглан таталцлын дууны түвшний тоолуурыг арын хавтан дээр байрлуул. Таталцлын самбар дээрх дөрвөн бэхэлгээний нүхийг арын хавтан дээр хаана байгааг тэмдэглээрэй.

Таталцлын хүчний дууны түвшний тоолуурыг арын хавтан дээр үлдээж, Arduino болон perf хавтанг арын хавтан дээр байрлуул. Адруино самбарыг цахилгаан гаралтын цэг доош чиглүүлж, самбар бүрийн хооронд дор хаяж 1/4 зай үлдээхээр чиглүүлээрэй. Самбарууд хоорондоо давхцахгүй, эсвэл хоорондоо давхцахгүй бол эдгээр хавтангуудын яг байрлуулах нь тийм ч чухал биш юм. градиент ба чихэвчний тойм. Бид Arduino самбарыг Таталцлын самбарын зүүн талд, Графитацийн самбарын дээд хэсэгт байрлах самбарыг байрлуулахаар сонгосон.

Arduino -ийн бэхэлгээний нүх хаана байгааг, арын хавтан дээрх perf самбарыг тэмдэглээрэй.

Цахилгаан хэрэгслийг арын хавтангаас салгаж, 1/8 инчийн өрмийн битээр тэмдэглэсэн бүх нүхийг өрөмдөнө. Манай M2.5 эрэг нь арын хавтантай зэрэгцэн суухын тулд эсрэг талын нүх шаарддаг тул бид арын хавтанг арын нүүрнээс нь буулгасан. өрмийн машин.

Таталцлын хүчний дууны түвшний тоолуурыг M2.5 нейлон бэхэлгээ ба эрэг ашиглан арын хавтан дээр холбоно уу. Микрофон нь урд талын хавтантай ойрхон байх ёстой тул самбарыг аль болох дээш өргөхийн тулд бид 25 мм-ийн эмэгтэй, 18 мм-ийн эрэгтэй, эмэгтэй зогсоолыг ашигласан.

Arduino болон perf самбарыг арын хавтан дээр M2.5 эмэгтэй, эмэгтэй боолт ашиглан бэхлээрэй. Нэг самбар дээр ашигласан бүх зогсолт нь ижил урттай, самбарыг төхөөрөмж дотор байлгахад хангалттай богино байвал зогсох хугацаа нь тийм ч чухал биш юм. Бид 10 мм-ийн эмэгтэй, эмэгтэй эсэргүүцлийг ашигласан.

Хэрэв таны хэлхээнд перф хавтангийн оронд талхны самбар ашигладаг бол боолт, боолт ашиглахын оронд талхны хавтанг наалдамхай дэвсгэрээр бэхлээрэй.

Электрон төхөөрөмжийг суурилуулсны дараа хэлхээг утсаар холбоно уу.

Алхам 10: LED тулгуурыг холбоно уу

Арын хавтан дээр улаан X -ээр харуулсан градиентийн хөнгөн зурсан тойм дотор 3 цэг зур. Градиентийн төгсгөл бүрт нэг нүх байх ёстой бөгөөд дунд нь нэг байх ёстой. Үүнийг улаан Xs -ийн үзүүлсэн шиг чихэвчний тойм дотор давтана уу.

6 цэгийг зурсан 5/32 "бит бүхий өрөмдлөгийн цооногууд. Эдгээр цооногуудыг ар талаас нь эсрэгээр нь угаана уу. Эдгээр нүхнүүд нь LED туузыг дэмжихийн тулд 1 1/4" хэмжээтэй байх болно.

6 LED тулгуур тус бүрийн нэг үзүүрт 5/32 бит бүхий нүх өрөмдөнө үү.

Градиент болон чихэвчний диагональ доторх 6 нүх тус бүрийн 1 1/4 инчийн зогсолтыг ашиглан арын хавтан дээр LED дэмжлэгийг бэхлээрэй. Зогсолт ба модны хоорондох тал тус бүрт угаагч ашиглана уу. LED тулгуурыг тэгшлээрэй. LED туузыг тулгуурын өрөмдөөгүй төгсгөлд байрлуулсан бөгөөд LED тууз нь градиент эсвэл чихэвчний дунд байх болно.

Алхам 11: Эцсийн угсралт ба суурилуулалт

LED туузыг LED тулгуур дээр бэхлэхийн тулд халуун цавуу ашиглана уу. LED туузны оролтын утас нь төхөөрөмжийн доод хэсэгт чиглэсэн байх ёстой.

LED туузыг хэлхээнд холбож, 5V хүчдэлийн адаптерийг Arduino дахь USB кабельд холбоно уу.

Урд талын хавтанг 2 инч, 6-32 угаагч, 6-32 эрэг ашиглан арын хавтан дээр холбож, угаагчийг модны хооронд байрлуулна.

Арын хавтан дээрх бэхэлгээний нүхийг ашиглан төхөөрөмжийг хананд бэхлээрэй. Та хананд модон шураг эсвэл Command дэгээ ашиглаж болно.

Төхөөрөмжийг залгаж, сонсголын хамгаалалтаа аваарай!