Mfumo wa Tahadhari ya Kelele isiyo salama: Hatua 11 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Jikoni ya Uhandisi ya Oshman (OEDK) ndio nafasi kubwa zaidi katika Chuo Kikuu cha Rice, ikitoa nafasi kwa wanafunzi wote kubuni na kutoa suluhisho la changamoto za ulimwengu wa kweli. Ili kutimiza kusudi hili, OEDK ina vifaa kadhaa vya umeme na mashine kubwa ambazo hutoa kelele kubwa, ambazo zinaweza kuwa salama. Wakati OEDK imefanikiwa kuanzisha utamaduni wa usalama karibu na kinga ya macho na kinga, haikuweza kuanzisha utamaduni sawa wa usalama karibu na ulinzi wa kusikia, kwa sababu ya ukweli kwamba watumiaji hawajui ni lini ulinzi wa kusikia unahitajika.

Timu yetu, Piga Decibel, inakusudia kutatua shida hii kwa kubuni, kujenga, na kutekeleza mfumo wa tahadhari ambao unashauri watumiaji wa OEDK kuvaa kinga inayofaa ya kusikia katika viwango vya sauti visivyo salama.

Hatua ya 1: Muhtasari

Kifaa hiki hutumia mdhibiti mdogo wa Arduino Uno. Takwimu za sauti za Analog hupokelewa kutoka kwa Mita ya Kiwango cha Sauti ya Gravity, wastani, na kisha kutumika kuchochea pato la mkondo wa dijiti ya LED. Maonyesho ya kuona ni pamoja na gradient ambayo inaendelea kuonyesha kiwango cha wastani cha decibel na seti ya vichwa vya sauti ambavyo vinaangaza nyekundu mara tu kizingiti kilichopangwa tayari cha decibel kinafikiwa.

Kesi hiyo imetengenezwa kutoka kwa sahani mbili za plywood zilizotengwa na sahani mbili za plywood za mviringo zilizotengwa na viunzi vya alumini. Maonyesho ya gradient na vichwa vya sauti huundwa na akriliki iliyohifadhiwa. Vipengele vyote vya elektroniki vimewekwa kwenye sahani ya nyuma.

Kuanzia malighafi hadi kuwekwa ukutani, kifaa hiki huchukua tu chini ya masaa 2 kukamilisha. Tulijifunza mengi juu ya kulainisha data na kudhibiti vipande vya LED kupitia mradi huu na tunatumahi kuwa utafurahiya kuijenga!

Hatua ya 2: Vipengele na Zana zinahitajika

Gharama ya jumla ya vifaa vya kifaa hiki ni kidogo chini ya $ 100. Kwa kuwa timu yetu inaunda kifaa hiki kwa wingi, tuliweza kununua vifaa kwa wingi ili kupunguza gharama. Pia, kwa kuwa tunaunda kifaa hiki kwa na katika nafasi ya uhandisi, tulikuwa na ufikiaji wa vifaa na zana nyingi tayari.

Kiasi cha vifaa vilivyoorodheshwa hapa chini ni kwa kifaa kimoja.

Vipengele

• 1x Arduino Uno (au mdhibiti mdogo sawa) na Kebo ya USB
• 1x Kuweka ubao wa mkate
• 1x Ubao wa pajani (hiari)
• 2x Nyekundu za Kiume na Kiume Jumper waya
• Waya 2x Nyekundu za Kiume na Kike
• 2x Nyeusi za Kiume na Kiume Jumper waya
• 2x Nyeusi za Mwanamume na Mwanamke Jumper waya
• 3x Waya wa Kiume na Kiume wa Jumper
• 2x waya za Jumper za Kiume na za Kike
• 1x 5V 1A Adapter ya Nguvu
• Mita ya Kiwango cha Sauti ya Mvuto wa 1x
• 1x Binafsi inayojibiwa na RGB LED WS2812B Strip (angalau 20 LEDs)
• Pini za Kichwa cha Kiume na Kiume 6x
• 2x 330 Wapinzani wa Ohm
• 24 "x 12" ya 1/4 "Plywood ya Birch
• 7 "x 9" ya 1/4 "Akriliki
• 9 "x 9" ya 1/8 "Akriliki (upana unaweza kutofautiana)
• 3x 1/4 "Hex / 2" 6-32 Kusimama kwa Aluminium ya Kike na Kike
• 6x 1/4 "Hex / 1 1/4" 6-32 Kusimama kwa Aluminium ya Kike na Kike
• 18x 3/4 "6-32 Viwambo vya kichwa Tambarare
• 18x No. 6 Washers
• 8x 10mm M2.5 Kusimama kwa Nylon Kike na Kike
• 4x 25mm M2.5 Kusimama kwa Nylon Kike na Kike
• 4x 18mm M2.5 Kusimama kwa Nylon ya Kiume na Kike
• Screws 24x 6mm M2.5

Zana

• Arduino IDE
• Chuma cha Soldering (HAKKO FM-204) na Solder
• Flux ya Rosin
• Laser Cutter (EPILOG Fusion M2 40)
• Gundi ya Acrylic
• Sandblaster (hiari)
• Sandpaper
• 2-Sehemu ya Epoxy
• Drill isiyo na waya
• 5/32 "Piga kidogo
• 1/8 "Piga kidogo
• 1/2 "82º Kukabiliana kidogo
• Piga vyombo vya habari
• # 5 Kidogo cha Dhibitisho
• Bisibisi
• Moto Gundi Bunduki na Vijiti vya Gundi

Hatua ya 3: Andaa LED

Kata vipande viwili vya vipande vya LED vinavyojibiwa kibinafsi kwenye alama kwenye ukanda. Unaweza kukata idadi yoyote ya LED ungependa, hakikisha tu kuanzisha tena idadi ya LED kwenye nambari baadaye. Tulitumia LEDs 10 kwa ukanda.

Pini za kichwa cha Solder kwenye kila kiunganisho 3 moja ya ukanda wa LED. Hakikisha kuuza kwenye mwisho wa kuingiza data (DI). Rudia ukanda mwingine wa LED. Tulitumia flux flux kidogo iliyopigwa kwenye viunganisho vya ukanda wa LED ili kufanya usafirishaji uwe rahisi.

Pindisha na pindisha moja ya vipande vya LED kwenye umbo linalofanana na arc ili kutoshea mzingo wa kipande cha gradient. Tulifanikiwa hii kwa kuunda muundo wa wavy na ukanda wa LED ambao unaweza kujikunja yenyewe. Kutumia mbinu hiyo hiyo, tengeneza ukanda mwingine wa LED kufuata mkuta wa kipande cha vipokea sauti.

Hatua ya 4: Kusanya Mzunguko

Anza kwa kuunganisha pini ya Arduino 5V kwenye reli ya umeme kwenye ubao wa mkate. Kisha, unganisha pini ya kikundi cha Arduino kwenye reli ya chini kwenye ubao wa mkate.

Kuunganisha Vipande vya LED

Unganisha pini ya dijiti ya Arduino 5 kwenye kiunganishi cha kuingiza data (DI) kwenye ukanda mmoja wa LED, ukiongeza kontena la 330 Ohm kati ya pini 5 na kiunganishi cha DI. Unganisha reli ya umeme kwenye ubao wa mkate na pini ya kontakt 5V kwenye ukanda wa LED na unganisha reli ya chini ya ubao wa mkate na kiunganishi cha GND kwenye ukanda wa LED. Huu utakuwa ukanda wa LED kwa onyesho la gradient.

Unganisha pini ya dijiti ya Arduino 6 kwa kiunganishi cha DI kwenye ukanda mwingine wa LED, ukiongeza kontena la 330 Ohm kati ya pini 6 na kiunganishi cha DI. Unganisha reli ya umeme kwenye ubao wa mkate na pini ya kontakt 5V kwenye ukanda wa LED na unganisha reli ya chini ya ubao wa mkate na kiunganishi cha GND kwenye ukanda wa LED. Hii itakuwa strip ya LED kwa onyesho la vichwa vya sauti.

Kuunganisha Mita ya Kiwango cha Sauti ya Mvuto (kipaza sauti)

Unganisha pini ya Analog ya Arduino A0 kwenye bandari ya Analog kwenye Mita ya Kiwango cha Sauti ya Mvuto. Unganisha reli ya umeme kwenye ubao wa mkate kwenye bandari ya VCC kwenye bodi ya Mvuto na reli ya ardhini ya mkate kwenye bandari ya GND kwenye bodi ya Mvuto.

Kuhamisha Mzunguko kwa Bodi ya Perf (hiari)

Ili kuweka vifaa vyote vya elektroniki kwa muda mrefu, timu yetu iliamua kuhamisha mzunguko wetu kwenye bodi ya manukato. Mzunguko wetu sio ngumu sana, kwa hivyo tulitumia hakiki kukata 4cm x 6cm bodi ya manukato ndani ya bodi ya 4cm x 3cm na kuchimba mashimo mapya ndani yake na 1/8 kidogo. Hatua hii ni ya hiari kabisa.

Hatua ya 5: Hariri na Pakia Nambari

Pakua nambari na uifungue kwenye Arduino IDE.

Angalia kuwa thamani iliyofafanuliwa kwa idadi ya LED kwenye kila ukanda (NUM_LEDS_1 na NUM_LEDS_2) inalingana na idadi ya LED ulizokata kwa ukanda wa kwanza wa LED (gradient) na ukanda wa pili wa LED (vichwa vya sauti). Ikiwa maadili haya hayalingani, badilisha nambari kwenye nambari.

Thibitisha na upakie nambari kwenye bodi yako ya Arduino.

Hatua ya 6: Andaa Kitanda cha Mbao

Pakua faili ya kukata laser ya kuni.

Laser-kata mabamba ya mbele na nyuma na taa 6 za msaada kutoka kwa plywood ya 1/4 ukitumia mipangilio inayofaa kwenye kipasuli chako cha laser. Jisikie huru kubadilisha nembo iliyochomwa kwenye bamba la mbele kuwa muundo wowote ambao ungependa.

Kwenye kipunguzi chetu cha laser (EPILOG Fusion M2 40), tulitumia mipangilio ifuatayo:

• 4 kasi, nguvu 100, 10 frequency kwa vector-cut
• 50 kasi, nguvu 100, 300 DPI kwa raster-engrave

Tulitumia cutter laser kwa sababu tunaweza kupata moja kwenye OEDK, lakini pia unaweza kupakua faili za kutumia kama muhtasari wa kukata vipande na router ya CNC au bandsaw.

Piga mashimo 3 na kipande cha 5/32 "kwenye bamba la mbele katika maeneo yaliyoonyeshwa na X nyekundu kwenye picha. Inapaswa kuwa na shimo moja kati ya gradient na vichwa vya sauti, moja chini ya kichwa cha kulia, na moja chini ya nembo. Countersink mashimo haya kutoka mbele. Mashimo haya yatakuwa ya "kusimama kwa 2".

Weka sahani ya mbele juu ya bamba la nyuma hivi kwamba zote zinaelekezwa kwenye mwelekeo kama inavyoonekana kwenye faili ya kukata laser. Ukiwa na penseli, fuatilia kidogo muhtasari wa nafasi za gradient na vichwa vya kichwa, shimo la kipaza sauti na mashimo 3 tu yaliyotobolewa kwenye bamba la mbele kwenye bamba la nyuma.

Piga mashimo 3 na kipande cha 5/32 kwenye bamba la nyuma katika maeneo ambayo yamehamishwa kutoka kwa bamba la mbele. Zuia mashimo haya kutoka nyuma.

Hatua ya 7: Andaa Vipande vya Akriliki

Pakua 1/4 "faili ya akriliki ya kukata akriliki na 1/8" ya kukata laser.

Laser-kata vipande vya kuingiza mbele kutoka 1/4 "akriliki na vipande vya kuunga mkono kutoka kwa akriliki 1/8" ukitumia mipangilio inayofaa kwenye mkataji wako wa laser. Kwenye kipunguzi chetu cha laser (EPILOG Fusion M2 40), tulitumia mipangilio ifuatayo:

• 2 kasi, nguvu 100, masafa 100 kwa akriliki 1/4"
• 4 kasi, nguvu 100, masafa 100 kwa 1/8 "akriliki

Tulitumia cutter laser kwa sababu tunaweza kupata moja kwenye OEDK, lakini pia unaweza kupakua faili za kutumia kama muhtasari wa kukata vipande na router ya CNC au bandsaw. Kwa kuongezea, vipande vya kuunga mkono vinaweza kukatwa kutoka kwa akriliki ya upana wowote, lakini tumepata 1/8 au wakondefu walifanya kazi vizuri vya kutosha kwa kushikamana na kuni wakati wa kupunguza uzito.

Gundi kila kipande cha kuunga mkono cha akriliki kwa kipande chake cha kuingiza cha mbele na gundi ya akriliki kama wakati vipande vya kuingiza mbele vimewekwa kwenye bamba la mbele, tabo kwenye vipande vya kuunga mkono zinasukuma nyuma ya uso wa mbele.

Baada ya kuweka gundi (angalau dakika 30), baridi mbele na nyuma ya vipande vya akriliki vilivyojiunga ili kueneza mwanga vizuri. Tulitumia sandblaster kwa hili, lakini sandpaper nzuri-grit (600 grit au zaidi) na grisi ya kiwiko itafanya kazi pia.

Hatua ya 8: Ambatisha Vipande vya Akriliki kwenye Kitanda cha Mbao

Weka sahani ya mbele chini na kauka vizuri vipande vya akriliki katika nafasi zao zinazofanana. Ikiwa vipande vya akriliki vinapata shida kufaa, panga kingo za ndani za sahani ya mbele hadi vipande vya akriliki vitoshe.

Mara kifafa kizuri kinapopatikana, toa vipande vya akriliki kutoka kwa bamba la mbele na upake epoxy ya sehemu mbili kwa uso wa tabo za vipande vya kuunga mkono ambavyo vinagusa kuni. Weka vipande vya akriliki katika nafasi zao, bonyeza chini, na wacha epoxy ikauke kabisa.

Hatua ya 9: Panda Bodi za Elektroniki kwa Casing Wood

Kutumia muhtasari uliofuatiliwa wa shimo la kipaza sauti kwenye bamba la nyuma, weka Mita ya Kiwango cha Sauti ya Mvuto kwenye bamba la nyuma ili kipaza sauti iendane na muhtasari wake. Alama ambapo mashimo manne yanayopanda kwenye bodi ya Mvuto iko kwenye bamba la nyuma.

Ukiacha mita ya kiwango cha Sauti ya Mvuto kwenye bamba la nyuma, panga bodi ya Arduino na bodi ya manukato kwenye bamba la nyuma. Elekeza bodi ya Adruino ili kituo cha umeme kielekeze chini na kuacha angalau nafasi ya 1/4 kati ya kila bodi. Uwekaji halisi wa bodi hizi haujalishi kwa muda mrefu tu kama bodi haziingiliani au muhtasari wa gradient na vichwa vya sauti. Tulichagua kuweka bodi ya Arduino kushoto kwa bodi ya Mvuto na bodi ya manukato juu ya bodi ya Mvuto.

Weka alama mahali ambapo mashimo yanayowekwa ni ya Arduino na bodi za manukato kwenye bamba la nyuma.

Ondoa vifaa vya elektroniki kutoka kwenye bamba la nyuma na utobolee mashimo yote yaliyowekwa alama ya 1/8 ya kuchimba visima. Kwa kuwa screws zetu za M2.5 zilihitaji shimo lililoshonwa ili kukaa na bamba la nyuma, tulipinga sahani ya nyuma kutoka kwa uso wa nyuma tukitumia vyombo vya habari vya kuchimba.

Ambatisha Mita ya Kiwango cha Sauti ya Mvuto kwenye ubao wa nyuma ukitumia vizuizi vya screws za M2.5 na vis. Kipaza sauti inapaswa kuwa karibu na bamba la mbele, kwa hivyo kuinua bodi kadiri inavyowezekana, tulitumia mkazo wa 25mm wa kike na wa kike na 18mm ya wanaume na wanawake.

Ambatisha ubao wa Arduino na marashi kwenye bati la nyuma ukitumia M2.5 kukwama kwa kike na kike. Urefu wa kusimama sio muhimu, kwa muda mrefu kama kusimama zote zinazotumiwa kwa bodi moja zina urefu sawa na ni fupi za kutosha kuweka bodi ndani ya kifaa. Tulitumia migao 10mm ya kike na kike.

Ikiwa mzunguko wako unatumia ubao wa mkate badala ya ubao wa manukato, weka tu ubao wa mkate na uungwaji mkono wake wa wambiso badala ya kutumia visu na visu.

Mara tu umeme unapowekwa, waya mzunguko juu.

Hatua ya 10: Ambatisha Msaada wa LED

Kwenye bamba la nyuma, chora nukta 3 ndani ya muhtasari uliochorwa kidogo wa gradient kama inavyoonyeshwa na Xs nyekundu. Inapaswa kuwa na shimo moja kila mwisho wa gradient na moja katikati. Rudia hii ndani ya muhtasari wa vichwa vya sauti kama inavyoonyeshwa na Xs nyekundu.

Piga mashimo na kipande cha 5/32 "ambapo nukta 6 zilichorwa tu. Zuia mashimo haya kutoka nyuma. Mashimo haya yatakuwa ya kusimama kwa 1 1/4" kusaidia vipande vya LED.

Piga mashimo na kipande cha 5/32 kwa upande mmoja wa kila moja ya vifaa 6 vya LED. Zuia mashimo haya.

Ambatisha msaada wa LED kwenye bamba la nyuma kwenye kila moja ya mashimo 6 ndani ya gradient na vichwa vya kichwa kutumia muhtasari wa 1 1/4. Tumia washer kila upande wa kusimama kati ya kusimama na kuni. Pangilia taa za LED ili ukanda wa LED umewekwa kwenye mwisho ambao haujachimbwa kwa msaada, ukanda wa LED utazingatia gradient au vichwa vya sauti.

Hatua ya 11: Mkutano wa Mwisho na Kupanda

Tumia gundi ya moto kushikamana na vipande vya LED kwenye vifaa vya LED. Waya za kuingiza kwa vipande vya LED zinapaswa kuelekezwa chini ya kifaa.

Unganisha vipande vya LED kwenye mzunguko na unganisha adapta ya nguvu ya 5V kwenye kebo ya USB huko Arduino.

Ambatisha bamba la mbele kwenye bamba la nyuma ukitumia 2 standoffs, washers 6-32, na screws 6-32, kuweka washers kati ya standoffs na kuni.

Weka kifaa kwenye ukuta ukitumia shimo linalowekwa kwenye bamba la nyuma. Unaweza kutumia screw ya kuni ukutani au tumia ndoano ya Amri.

Chomeka kifaa na upate kinga yako ya kusikia!