Sistemi i alarmit të nivelit të pasigurt të zhurmës: 11 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:19

Kuzhina e Dizajnit Inxhinierik Oshman (OEDK) është hapësira më e madhe krijuese në Universitetin Rice, duke siguruar një hapësirë për të gjithë studentët për të hartuar dhe prototipuar zgjidhje për sfidat e botës reale. Për t'i shërbyer këtij qëllimi, OEDK strehon një numër mjetesh elektrike dhe makineri të mëdha që prodhojnë zhurma të larta, potencialisht të pasigurta. Ndërsa OEDK ka krijuar me sukses një kulturë sigurie rreth mbrojtjes së syve dhe dorezave, nuk ka qenë në gjendje të krijojë të njëjtën kulturë sigurie rreth mbrojtjes së dëgjimit, për shkak të faktit se përdoruesit nuk janë të sigurt kur kërkohet mbrojtje e dëgjimit.

Ekipi ynë, Ring the Decibels, synon ta zgjidhë këtë problem duke projektuar, ndërtuar dhe zbatuar një sistem alarmi që këshillon përdoruesit e OEDK të veshin mbrojtje të përshtatshme të dëgjimit në nivele të pasigurta të zërit.

Hapi 1: Vështrim i përgjithshëm

Kjo pajisje përdor një mikrokontrollues Arduino Uno. Të dhënat analoge të zërit merren nga një Matës i Nivelit të Tingullit të Gravitetit, mesatarizohen dhe më pas përdoren për të shkaktuar një dalje dixhitale të shiritit LED. Ekranet vizuale përfshijnë një gradient që shfaq në mënyrë të vazhdueshme nivelin mesatar të decibelit dhe një grup kufjesh që ndizen të kuq sapo të arrihet një prag decibel i paracaktuar.

Zorra është bërë nga dy pllaka kompensatë të ndara nga dy pllaka kompensatë rrethore të ndara nga shtresat e aluminit. Ekranet e gradientit dhe kufjeve janë krijuar me akrilik të mbuluar me brymë Të gjithë përbërësit elektronikë janë montuar në pllakën e pasme.

Nga lëndët e para deri tek montimi në mur, kjo pajisje kërkon vetëm më pak se 2 orë për tu përfunduar. Mësuam shumë për zbutjen e të dhënave dhe kontrollin e shiritave LED përmes këtij projekti dhe shpresojmë që të argëtoheni duke i ndërtuar ato!

Hapi 2: Përbërësit dhe mjetet e nevojshme

Kostoja totale për materialet për këtë pajisje është pak më pak se 100 dollarë. Meqenëse ekipi ynë po ndërton këtë pajisje në masë, ne ishim në gjendje të blinim disa materiale me shumicë për të ulur koston. Gjithashtu, meqenëse ne po ndërtojmë këtë pajisje për dhe në një hapësirë krijuese inxhinierike, ne kishim qasje në shumë përbërës dhe mjete tashmë.

Sasitë e përbërësve të listuar më poshtë janë për një pajisje.

Komponentët

• 1x Arduino Uno (ose mikrokontrollues i ngjashëm) me kabllo USB
• 1x Prototyping Breadboard
• 1x Perfboard (opsionale)
• 2x tela të kuq meshkuj-meshkuj bluzë
• 2x tela të kuq Mashkull-Femër Jumper
• 2x Tela bluzë meshkuj-meshkuj të zi
• 2x tela bluzë meshkuj-femra të zeza
• 3x Tela bluzë Mashkull-Mashkull Jumper
• 2x Tela bluzë meshkuj-femra bluzë
• Përshtatës energjie 1x 5V 1A
• 1x Njehsor analoge i nivelit të tingullit të gravitetit
• 1x Rrip LED RGB LED WS2812B individualisht i adresueshëm (të paktën 20 LED)
• 6x Kunja Kreu Mashkull-Mashkull
• 2x 330 Ohm Rezistorë
• 24 "x 12" nga 1/4 "Kompensë thupre
• 7 "x 9" nga 1/4 "Akrilik
• 9 "x 9" nga 1/8 "Akrilik (gjerësia mund të ndryshojë)
• 3x 1/4 "Hex / 2" 6-32 Ngecje Alumini Femra-Femra
• 6x 1/4 "Hex/1 1/4" 6-32 Ngecje Alumini Femra-Femër
• 18x 3/4 "6-32 Vida me kokë të sheshtë
• 18x Nr. 6 Rondele
• Ngecje najloni 8x 10mm M2.5 Femra-Femra
• Ngecje najloni 4x 25mm M2.5 Femra-Femra
• Ngecje najloni 4x 18mm M2.5 Mashkull-Femër
• Vida 24x 6mm M2.5

Mjetet

• Arduino IDE
• Hekuri për saldim (HAKKO FM-204) me Solder
• Fluksi i Rosinës
• Prerës Laser (EPILOG Fusion M2 40)
• Ngjitës akrilik
• Sandblaster (opsionale)
• Letër zmerile
• Epoksi 2-pjesësh
• Stërvitje pa kabllo
• 5/32 "Stërvitja
• Gropë stërvitje 1/8"
• 1/2 "82º Bit kundërsulmues
• Shtypi i stërvitjes
• #5 Kundërsulm Bit
• Kaçavida
• Armë ngjitëse e nxehtë me shkopinj ngjitës

Hapi 3: Përgatitni LED -të

Pritini dy shirita të shiritave LED të adresueshëm individualisht në shenjat në shirit. Ju mund të shkurtoni çdo numër LED që dëshironi, vetëm sigurohuni që të ri-inicializoni numrin e LED-ve në kod më vonë. Ne përdorëm 10 LED për shirit.

Koka e saldimit ngjitet në secilën prej 3 lidhjeve, një nga shiritat LED. Sigurohuni që të lidhni në fund të futjes së të dhënave (DI). Përsëriteni për shiritin tjetër LED. Ne përdorëm pak fluks kolofoni të krehur në lidhëset e shiritit LED për ta bërë më të lehtë bashkimin.

Përkulni dhe palosni njërën nga shiritat LED në një formë të ngjashme me harkun për t'iu përshtatur kurbës së pjesës së gradientit. Ne e arritëm këtë duke krijuar një model të valëzuar me shiritin LED që mund të përkulej në vetvete. Duke përdorur të njëjtën teknikë, formoni shiritin tjetër LED për të ndjekur kurbën e pjesës së kufjeve.

Hapi 4: Mblidhni qarkun

Filloni duke lidhur pinin Arduino 5V me shinën e energjisë në dërrasën e bukës. Pastaj, lidhni pinin e grupit Arduino me hekurudhën tokësore në dërrasën e bukës.

Lidhja e shiritave LED

Lidhni pinin dixhital Arduino 5 me lidhësin e hyrjes së të dhënave (DI) në një shirit LED, duke shtuar një rezistencë 330 Ohm midis pin 5 dhe lidhësit DI. Lidhni hekurudhën e rrymës së bukës në panelin e bukës me kunjin e lidhësit 5V në shiritin LED dhe lidhni hekurudhën e tokës së bukës me lidhësin GND në shiritin LED. Kjo do të jetë shiriti LED për ekranin e gradientit.

Lidhni pinin dixhital Arduino 6 në lidhësin DI në shiritin tjetër LED, duke shtuar një rezistencë 330 Ohm midis pin 6 dhe lidhësit DI. Lidhni shiritin e rrymës së bukës në panelin e bukës me kunjin e lidhësit 5V në shiritin LED dhe lidhni hekurudhën e tokës së bukës me lidhësin GND në shiritin LED. Kjo do të jetë shiriti LED për ekranin e kufjeve.

Lidhja e njehsorit të nivelit të tingullit të gravitetit (mikrofoni)

Lidhni pinin analog Arduino A0 me portën analoge në Matësin e Nivelit të Tingullit të Gravitetit. Lidhni hekurudhën e rrymës së bukës në tryezën e bukës me portin VCC në tabelën e Gravitetit dhe hekurudhën tokësore të bukës me portën GND në tabelën e Gravitetit.

Transferimi i Qarkut në Pllakën Perf (opsionale)

Për t'i mbajtur të gjithë përbërësit elektronikë në vend më gjatë, ekipi ynë vendosi të lëvizë qarkun tonë në një tabelë perf. Qarku ynë nuk është shumë kompleks, kështu që ne përdorëm një sharrë hekuri për të prerë një pllakë prej 4cm x 6cm në një dërrasë 4cm x 3cm dhe shpuam vrima të reja montimi në të me një bit 1/8 . Ky hap është plotësisht opsional.

Hapi 5: Ndryshoni dhe Ngarkoni Kodin

Shkarkoni kodin dhe hapeni atë në Arduino IDE.

Kontrolloni që vlera e përcaktuar për numrin e LED -ve në çdo shirit (NUM_LEDS_1 dhe NUM_LEDS_2) përputhet me numrin e LED -ve që keni prerë për shiritin e parë LED (gradienti) dhe shiritin e dytë LED (kufjet). Nëse këto vlera nuk përputhen, ndryshoni numrin në kod.

Verifikoni dhe ngarkoni kodin në bordin tuaj Arduino.

Hapi 6: Përgatitni zorrën prej druri

Shkarkoni skedarin e prerjes me lazer të drurit.

Pllaka të përparme dhe të pasme të prera me lazer dhe 6 mbështetëse LED nga kompensatë 1/4 duke përdorur cilësimet e duhura në prerësin tuaj me lazer. Mos ngurroni të ndryshoni logon e rasterizuar në pllakën e përparme në çdo dizajn që dëshironi.

Në prerësin me lazer (EPILOG Fusion M2 40), ne përdorëm cilësimet e mëposhtme:

• 4 shpejtësi, 100 fuqi, 10 frekuencë në prerje vektoriale
• 50 shpejtësi, 100 fuqi, 300 DPI për të gdhendur në raster

Ne përdorëm një prerës me lazer sepse kemi qasje në një në OEDK, por gjithashtu mund të shkarkoni skedarët për t'i përdorur si një skicë për të prerë pjesët me një ruter CNC ose sharrë brezi.

Shponi 3 vrima me një bit 5/32 "në pllakën e përparme në vendet e treguara nga X -të e kuqe në imazh. Duhet të ketë një vrimë midis gradientit dhe kufjeve, një nën kufjen e djathtë dhe një nën logon. këto vrima nga përpara. Këto vrima do të jenë për ngërçet 2 ".

Vendoseni pllakën e përparme në pjesën e sipërme të pllakës së pasme në mënyrë që të dyja të jenë të orientuara në drejtimin siç shihet në skedarin e prerjes me lazer. Me një laps, gjurmoni lehtë skicën e hapësirave të gradientit dhe kufjeve, vrimën e mikrofonit dhe 3 vrimat e sapo shpuara në pllakën e përparme në pllakën e pasme.

Stërvitni 3 vrima me një bit 5/32 në pllakën e pasme në vendet e sapo transferuara nga pllaka e përparme. Kundërvini këto vrima nga mbrapa.

Hapi 7: Përgatitni Copat Akrilike

Shkarkoni skedarin akrilik të prerjes me lazer 1/4 "dhe skedarin e prerjes me lazer 1/8".

Prerë me lazer pjesët e futjes së përparme nga akriliku 1/4 "dhe pjesët e pasme nga akriliku 1/8" duke përdorur cilësimet e duhura në prerësin tuaj me lazer. Në prerësin me lazer (EPILOG Fusion M2 40), ne përdorëm cilësimet e mëposhtme:

• 2 shpejtësi, 100 fuqi, 100 frekuencë për akrilik 1/4"
• 4 shpejtësi, 100 fuqi, 100 frekuencë për akrilik 1/8"

Ne përdorëm një prerës me lazer sepse kemi qasje në një në OEDK, por gjithashtu mund të shkarkoni skedarët për t'i përdorur si një skicë për të prerë pjesët me një ruter CNC ose sharrë brezi. Për më tepër, pjesët mbështetëse mund të priten nga akriliku të çdo gjerësie, por ne zbuluam se 1/8 ose më e hollë ka punuar mjaft mirë për t'u ngjitur në dru ndërsa zvogëlon peshën.

Ngjiteni secilën pjesë mbështetëse akrilike në pjesën e saj përkatëse të pjesës së përparme të futjes me ngjitës akrilik, në mënyrë që kur pjesët e para të futen në pllakën e përparme, skedat në pjesët e pasme të jenë të barabarta me pjesën e pasme të fytyrës së përparme.

Pasi të jetë fiksuar zamja (të paktën 30 minuta), lyeni pjesën e përparme dhe të pasme të pjesëve të bashkuara akrilike për të shpërndarë më mirë dritën. Ne përdorëm një rërë zmerile për këtë, por letër zmerile e hollë (600 copëza ose më e lartë) dhe disa yndyrat e bërrylave do të funksionojnë gjithashtu.

Hapi 8: Bashkojini Copat Akrilike në Shtresën e Drurit

Shtrojeni pllakën e përparme me fytyrë poshtë dhe thajini pjesët akrilike në hapësirat e tyre përkatëse. Nëse pjesët akrilike kanë probleme me montimin, fshijini skajet e brendshme të pllakës së përparme derisa pjesët akrilike të përshtaten.

Sapo të arrihet një përshtatje e mirë, hiqni copat akrilike nga pllaka e përparme dhe aplikoni një epoksi me dy pjesë në faqen e skedave të pjesëve mbështetëse që prekin drurin. Vendosni pjesët akrilike në hapësirat e tyre, shtypni poshtë dhe lërini epoksin të thahet plotësisht.

Hapi 9: Montoni tabelat elektronike në kasën e drurit

Duke përdorur skicën e gjurmuar të vrimës së mikrofonit në pllakën e pasme, vendosni Matësin e Nivelit të Tingullit të Gravitetit në pllakën e pasme të tillë që mikrofoni të përafrohet me skicën e tij. Shënoni se ku janë katër vrimat e montimit në tabelën e Gravitetit në pllakën e pasme.

Duke lënë Matësin e Nivelit të Tingullit të Gravitetit në pllakën e pasme, rregulloni tabelën Arduino dhe tabelën e perf në pllakën e pasme. Orientoni bordin Adruino ashtu që priza e energjisë do të drejtohet poshtë dhe do të lërë të paktën një 1/4 hapësirë midis secilës tabelë. Vendosja e saktë e këtyre dërrasave nuk ka veçanërisht rëndësi përderisa bordet nuk mbivendosen me njëra -tjetrën ose skicat e gradientit dhe kufjeve. Zgjodhëm të vendosim tabelën Arduino në të majtë të tabelës së Gravitetit dhe bordin perf mbi tabelën e Gravitetit.

Shënoni se ku janë vrimat e montimit për Arduino dhe pllakat e perfit në pllakën e pasme.

Hiqni pajisjet elektronike nga pllaka e pasme dhe shponi të gjitha vrimat e sapo shënuara me një stërvitje 1/8 . Meqenëse vidhat tona M2.5 kërkonin një vrimë të kundërt për t'u ulur me pllakën e pasme, ne kundërshtuam pllakën e pasme nga fytyra e pasme duke përdorur një shtyp stërvitje.

Bashkangjitni Matësin e Nivelit të Tingullit të Gravitetit në pllakën e pasme duke përdorur shtrëngime dhe vida najloni M2.5. Mikrofoni duhet të jetë afër pllakës së përparme, kështu që për të ngritur tabelën sa më shumë që të jetë e mundur, ne përdorëm një ngecje 25 mm femër-femër dhe një ngecje 18 mm meshkuj-femra.

Bashkangjiteni tabelën Arduino dhe perf në pllakën e pasme duke përdorur ngecje dhe vida M2.5 femra-femra. Gjatësia e bllokimit nuk është kritike, përderisa të gjitha prishjet e përdorura për një tabelë janë të njëjta gjatësi dhe janë mjaft të shkurtra për ta mbajtur bordin brenda pajisjes. Ne përdorëm ngërçet 10 mm femra-femra.

Nëse qarku juaj përdor një dërrasë buke në vend të një pllake perf, thjesht montoni tabelën e bukës me mbështetësin e saj ngjitës në vend që të përdorni shtrëngime dhe vida.

Pasi të jenë montuar pajisjet elektronike, lidhni qarkun.

Hapi 10: Bashkangjitni mbështetëset LED

Në pllakën e pasme, vizatoni 3 pika brenda skicës së vizatuar lehtë për gradientin siç tregohet nga X -të e kuqe. Duhet të ketë një vrimë në secilin skaj të gradientit dhe një në mes. Përsëriteni këtë brenda skicës për kufjet siç tregohet nga X -të e kuqe.

Stërvitni vrima me një bit 5/32 "ku 6 pikat sapo u vizatuan. Kundërvini këto vrima nga mbrapa. Këto vrima do të jenë për ndalesat 1 1/4" për të mbështetur shiritat LED.

Stërvitni vrima me një bit 5/32 në njërin skaj të secilës prej 6 mbështetëseve LED. Kundërndizni këto vrima.

Bashkangjitni një mbështetës LED në pllakën e pasme në secilën prej 6 vrimave brenda gradientit dhe kufjeve duke përdorur një bllokim 1 1/4 . Përdorni një rondele në secilën anë të ngërçit midis bllokimit dhe drurit. Rreshtoni mbështetëset LED në mënyrë që shiriti LED vendoset në skajin e pa shpuar të mbështetësit, shiriti LED do të jetë i përqendruar në gradientin ose kufjet.

Hapi 11: Montimi dhe montimi përfundimtar

Përdorni zam të nxehtë për të ngjitur shiritat LED në mbështetëset LED. Telat e hyrjes për shiritat LED duhet të orientohen drejt pjesës së poshtme të pajisjes.

Lidhni shiritat LED në qark dhe lidhni përshtatësin e energjisë 5V me kabllon USB në Arduino.

Bashkangjitni pllakën e përparme në pllakën e pasme duke përdorur fiksimet 2 , rondele 6-32 dhe 6-32 vida, duke i vendosur rondelet midis ndalesave dhe drurit.

Montoni pajisjen në një mur duke përdorur vrimën e montimit në pllakën e pasme. Ju mund të përdorni një vidë druri në mur ose të përdorni një grep Komandimi.

Lidhni pajisjen dhe merrni mbrojtjen tuaj të dëgjimit!