Güvenli Olmayan Gürültü Seviyesi Uyarı Sistemi: 11 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Oshman Engineering Design Kitchen (OEDK), Rice Üniversitesi'ndeki en büyük makerspace olup, tüm öğrencilere gerçek dünyadaki zorluklara çözümler tasarlama ve prototipleme alanı sağlar. Bu amaca hizmet etmek için OEDK, yüksek, potansiyel olarak güvenli olmayan sesler üreten bir dizi elektrikli el aleti ve büyük makineler barındırır. OEDK, göz koruması ve eldivenler konusunda başarılı bir güvenlik kültürü oluşturmuş olsa da, kullanıcıların işitme korumasının ne zaman gerekli olduğundan emin olamamaları nedeniyle, işitme koruması konusunda aynı güvenlik kültürünü oluşturamamıştır.

Desibelleri Çalın ekibimiz, OEDK kullanıcılarına güvenli olmayan ses seviyelerinde uygun işitme koruması kullanmalarını tavsiye eden bir uyarı sistemi tasarlayarak, inşa ederek ve uygulayarak bu sorunu çözmeyi amaçlamaktadır.

1. Adım: Genel Bakış

Bu cihaz bir Arduino Uno mikrodenetleyici kullanır. Analog ses verileri bir Yerçekimi Ses Seviyesi Ölçer'den alınır, ortalaması alınır ve daha sonra bir dijital LED şerit çıkışını tetiklemek için kullanılır. Görsel ekranlar, ortalama desibel seviyesini sürekli olarak gösteren bir gradyan ve önceden belirlenmiş bir desibel eşiğine ulaşıldığında kırmızı renkte yanıp sönen bir kulaklık seti içerir.

Kasa, alüminyum ayırıcılarla ayrılmış iki dairesel kontrplak levhayla ayrılmış iki kontrplak levhadan yapılmıştır. Degrade ve kulaklık ekranları buzlu akrilikten yapılmıştır Tüm elektronik bileşenler arka plakaya monte edilmiştir.

Hammaddeden duvara monte edilmesine kadar, bu cihazın tamamlanması sadece 2 saatten az sürer. Bu proje aracılığıyla veri yumuşatma ve LED şeritlerini kontrol etme hakkında çok şey öğrendik ve umarız bunu yaparken eğlenirsiniz!

2. Adım: Gerekli Bileşenler ve Araçlar

Bu cihaz için toplam malzeme maliyeti 100 doların biraz altında. Ekibimiz bu cihazı toplu halde ürettiğinden, maliyeti düşürmek için bazı malzemeleri toplu olarak satın alabildik. Ayrıca, bu cihazı bir mühendislik maker alanı için ve içinde oluşturduğumuz için, zaten birçok bileşene ve araca erişimimiz vardı.

Aşağıda listelenen bileşenlerin miktarları bir cihaz içindir.

Bileşenler

• USB Kablolu 1x Arduino Uno (veya benzeri mikrodenetleyici)
• 1x Prototipleme Breadboard
• 1x Perfboard (isteğe bağlı)
• 2x Kırmızı Erkek-Erkek Jumper Telleri
• 2x Kırmızı Erkek-Dişi Jumper Telleri
• 2x Siyah Erkek-Erkek Jumper Telleri
• 2x Siyah Erkek-Dişi Jumper Telleri
• 3x Mavi Erkek-Erkek Jumper Telleri
• 2x Mavi Erkek-Dişi Jumper Telleri
• 1x 5V 1A Güç Adaptörü
• 1x Yerçekimi Analog Ses Seviyesi Ölçer
• 1x Bireysel Adreslenebilir RGB LED WS2812B Şerit (en az 20 LED)
• 6x Erkek-Erkek Başlık Pimleri
• 2x 330 Ohm Dirençler
• 24" x 12" 1/4" Huş Kontrplak
• 7" x 9" 1/4" Akrilik
• 9" x 9" 1/8" Akrilik (genişlik değişebilir)
• 3x 1/4" Altıgen / 2" 6-32 Dişi-Dişi Alüminyum Ayağı
• 6x 1/4" Altıgen / 1 1/4" 6-32 Dişi-Dişi Alüminyum Ayağı
• 18x 3/4" 6-32 Düz Başlı Vidalar
• 18x 6 No'lu Pullar
• 8x 10mm M2.5 Dişi-Dişi Naylon Karşıtlıklar
• 4x 25mm M2.5 Dişi-Dişi Naylon Karşıtlıklar
• 4x 18mm M2.5 Erkek-Dişi Naylon Karşıtlıklar
• 24x 6mm M2.5 Vidalar

Aletler

• Arduino IDE'si
• Lehimli Havya (HAKKO FM-204)
• reçine akısı
• Lazer Kesici (EPILOG Fusion M2 40)
• Akrilik Tutkal
• Kum püskürtme makinesi (isteğe bağlı)
• zımpara kağıdı
• 2 Parçalı Epoksi
• Akülü Matkap
• 5/32" Matkap Ucu
• 1/8" Matkap Ucu
• 1/2" 82º Havşa Bit
• Matkap basın
• #5 Havşa Ucu
• Tornavidalar
• Tutkal Çubukları ile Sıcak Tutkal Tabancası

Adım 3: LED'leri hazırlayın

Şerit üzerindeki işaretlerden ayrı ayrı adreslenebilir LED şeritlerinin iki şeridini kesin. İstediğiniz sayıda LED'i kesebilirsiniz, yalnızca koddaki LED'lerin sayısını daha sonra yeniden başlattığınızdan emin olun. Şerit başına 10 LED kullandık.

Lehim başlığı, LED şeridinden birinin 3 bağlantısının her birine takılır. Veri girişi (DI) ucunda lehim yaptığınızdan emin olun. Diğer LED şerit için tekrarlayın. Lehimlemeyi kolaylaştırmak için LED şerit konektörlerine fırçalanmış bir miktar reçine akı kullandık.

Degrade parçanın eğrisine uyması için LED şeritlerinden birini bükün ve yay benzeri bir şekle katlayın. Bunu, kendi üzerine kıvrılabilen LED şerit ile dalgalı bir desen oluşturarak başardık. Aynı tekniği kullanarak, kulaklık parçasının eğrisini takip etmek için diğer LED şeridini şekillendirin.

Adım 4: Devreyi Birleştirin

Arduino 5V pinini breadboard üzerindeki güç rayına bağlayarak başlayın. Ardından Arduino grup pinini breadboard üzerindeki toprak rayına bağlayın.

LED Şeritlerin Bağlanması

Arduino dijital pin 5'i, pin 5 ile DI konektörü arasına 330 Ohm'luk bir direnç ekleyerek bir LED şeridindeki veri girişi (DI) konektörüne bağlayın. Breadboard üzerindeki devre tahtası güç rayını LED şeridindeki 5V konektör pimine bağlayın ve devre tahtası toprak rayını LED şeridindeki GND konektörüne bağlayın. Bu, degrade ekranın LED şeridi olacaktır.

Arduino dijital pin 6'yı diğer LED şeridindeki DI konektörüne bağlayın, pin 6 ile DI konektörü arasına 330 Ohm'luk bir direnç ekleyin. Breadboard üzerindeki devre tahtası güç rayını LED şeridindeki 5V konektör pimine bağlayın ve devre tahtası toprak rayını LED şeridindeki GND konektörüne bağlayın. Bu, kulaklık ekranı için LED şerit olacaktır.

Yerçekimi Ses Seviyesi Ölçer'in (mikrofon) bağlanması

Arduino analog pimi A0'ı Yerçekimi Ses Seviyesi Ölçer üzerindeki analog bağlantı noktasına bağlayın. Breadboard üzerindeki devre tahtası güç rayını Yerçekimi panosundaki VCC bağlantı noktasına ve yerçekimi panosundaki GND bağlantı noktasına da devre tahtası toprak rayını bağlayın.

Devreyi Perf Board'a Aktarma (opsiyonel)

Tüm elektronik bileşenleri daha uzun süre yerinde tutmak için ekibimiz devremizi mükemmel bir panoya taşımaya karar verdi. Devremiz çok karmaşık değil, bu yüzden 4cm x 6cm'lik bir perf tahtayı 4cm x 3cm'lik bir tahtaya kesmek için bir demir testeresi kullandık ve içine 1/8 bit ile yeni montaj delikleri açtık. Bu adım tamamen isteğe bağlıdır.

Adım 5: Kodu Düzenleyin ve Yükleyin

Kodu indirin ve Arduino IDE'de açın.

Her şeritteki (NUM_LEDS_1 ve NUM_LEDS_2) LED sayısı için tanımlanan değerin, ilk LED şeridi (gradyan) ve ikinci LED şeridi (kulaklıklar) için kestiğiniz LED sayısıyla eşleştiğini kontrol edin. Bu değerler uyuşmuyorsa, koddaki numarayı değiştirin.

Kodu doğrulayın ve Arduino kartınıza yükleyin.

Adım 6: Ahşap Kasayı Hazırlayın

Ahşap lazer kesim dosyasını indirin.

Lazer kesicinizdeki uygun ayarları kullanarak ön ve arka plakaları ve 1/4 kontrplaktan 6 LED desteğini lazerle kesin. Ön plakadaki raster logoyu istediğiniz herhangi bir tasarımla değiştirmekten çekinmeyin.

Lazer kesicimizde (EPILOG Fusion M2 40) aşağıdaki ayarları kullandık:

• 4 hız, 100 güç, vektör kesim için 10 frekans
• 50 hız, 100 güç, 300 DPI - raster kazıma

OEDK'da bir lazer kesiciye erişimimiz olduğu için bir lazer kesici kullandık, ancak parçaları bir CNC yönlendirici veya şerit testere ile kesmek için anahat olarak kullanmak üzere dosyaları da indirebilirsiniz.

Resimde kırmızı X'lerle gösterilen konumlarda ön plakaya 5/32" uçlu 3 delik açın. Degrade ve kulaklıklar arasında bir, sağ kulaklığın altında ve logonun altında bir delik olmalıdır. Havşa bu delikler önden. Bu delikler 2" zıtlıklar için olacaktır.

Ön plakayı, her ikisi de lazer kesim dosyasında görülen yöne bakacak şekilde arka plakanın üzerine yerleştirin. Bir kurşun kalemle, degrade ve kulaklık boşluklarının, mikrofon deliğinin ve ön plakada yeni açılan 3 deliğin ana hatlarını arka plakaya hafifçe çizin.

Ön plakadan yeni aktarılan konumlarda arka plakaya 5/32 uç ile 3 delik açın. Bu delikleri arkadan havşa açın.

Adım 7: Akrilik Parçaları Hazırlayın

1/4" akrilik lazer kesim dosyasını ve 1/8" lazer kesim dosyasını indirin.

Lazer kesicinizdeki uygun ayarları kullanarak ön ek parçalarını 1/4" akrilikten ve destek parçalarını 1/8" akrilikten lazerle kesin. Lazer kesicimizde (EPILOG Fusion M2 40) aşağıdaki ayarları kullandık:

• 1/4" akrilik için 2 hız, 100 güç, 100 frekans
• 1/8" akrilik için 4 hız, 100 güç, 100 frekans

OEDK'da bir lazer kesiciye erişimimiz olduğu için bir lazer kesici kullandık, ancak parçaları bir CNC yönlendirici veya şerit testere ile kesmek için anahat olarak kullanmak üzere dosyaları da indirebilirsiniz. Ek olarak, destek parçaları herhangi bir genişlikte akrilikten kesilebilir, ancak ağırlığı azaltırken ahşaba tutturmak için 1/8 veya daha incenin yeterince iyi çalıştığını gördük.

Her bir akrilik arkalık parçasını, akrilik yapıştırıcı ile karşılık gelen ön-ek parçasına yapıştırın, öyle ki, ön-ek parçaları ön plakaya yerleştirildiğinde, destek parçaları üzerindeki tırnaklar ön yüzün arkası ile aynı hizada olacaktır.

Tutkal sabitlendikten sonra (en az 30 dakika), ışığı daha iyi dağıtmak için birleştirilen akrilik parçaların önünü ve arkasını dondurun. Bunun için bir kumlama makinesi kullandık, ancak ince taneli zımpara kağıdı (600 kum veya daha yüksek) ve biraz dirsek gresi de işe yarayacaktır.

Adım 8: Akrilik Parçaları Ahşap Kasaya Takın

Ön plakayı yüzü aşağı bakacak şekilde yatırın ve akrilik parçaları karşılık gelen boşluklara kurulayın. Akrilik parçalar oturmakta güçlük çekiyorsa, akrilik parçalar oturana kadar ön plakanın iç kenarlarını zımparalayın.

İyi bir uyum sağlandığında, akrilik parçaları ön plakadan çıkarın ve arka parçaların ahşaba temas eden tırnaklarının yüzüne iki parçalı bir epoksi uygulayın. Akrilik parçaları boşluklarına yerleştirin, bastırın ve epoksinin tamamen kurumasını bekleyin.

Adım 9: Elektronik Kartları Ahşap Kasaya Monte Edin

Arka plakadaki mikrofon deliğinin izlenen dış hatlarını kullanarak Yerçekimi Ses Düzeyi Ölçer'i mikrofon anahattı ile hizalanacak şekilde arka plakaya yerleştirin. Yerçekimi kartındaki dört montaj deliğinin arka plaka üzerinde nerede olduğunu işaretleyin.

Yerçekimi Ses Seviyesi Ölçer'i arka plakada bırakarak, Arduino kartını ve mükemmel kartı arka plakaya yerleştirin. Adruino kartını, güç çıkışı aşağı bakacak ve her bir kart arasında en az 1/4 boşluk bırakacak şekilde yönlendirin. Kartlar birbiriyle örtüşmediği veya üst üste gelmediği sürece, bu kartların tam olarak yerleştirilmesi özellikle önemli değildir. gradyan ve kulaklıkların ana hatları. Arduino kartını Gravity board'un soluna ve perf board'u Gravity board'un üstüne koymayı seçtik.

Arduino ve perf kartları için montaj deliklerinin nerede olduğunu arka plakada işaretleyin.

Elektronik aksamı arka plakadan çıkarın ve 1/8 matkap ucuyla işaretlenmiş tüm delikleri delin. M2.5 vidalarımız arka plaka ile aynı hizada oturmak için havşalı bir delik gerektirdiğinden, arka plakayı kullanarak arka yüzden havşa açtık. bir matkap presi.

Yerçekimi Ses Seviyesi Ölçer'i M2.5 naylon ayırıcılar ve vidalar kullanarak arka plakaya takın. Mikrofon ön plakaya yakın olmalıdır, bu yüzden tahtayı mümkün olduğunca yükseltmek için 25 mm dişi-dişi ve 18 mm erkek-dişi ayrımı kullandık.

Arduino ve mükemmel kartı M2.5 dişi-dişi ayırıcılar ve vidalar kullanarak arka plakaya takın. Bir kart için kullanılan tüm ayırıcılar aynı uzunlukta olduğu ve kartı cihaz içinde tutacak kadar kısa olduğu sürece, mesafenin uzunluğu kritik değildir. 10 mm dişi-dişi zıtlıklar kullandık.

Devreniz mükemmel bir tahta yerine bir devre tahtası kullanıyorsa, ayırıcılar ve vidalar kullanmak yerine devre tahtasını yapışkan desteğiyle monte edin.

Elektronikler monte edildikten sonra devreyi bağlayın.

Adım 10: LED Desteklerini Takın

Arka plakada, kırmızı X'lerle gösterildiği gibi degrade için hafifçe çizilmiş anahat içine 3 nokta çizin. Degradenin her iki ucunda ve ortada birer delik olmalıdır. Bunu kırmızı X'lerle gösterildiği gibi kulaklıklar için anahat içinde tekrarlayın.

6 noktanın henüz çizildiği yerde 5/32" uçlu delikler açın. Bu delikleri arkadan havşalayın. Bu delikler LED şeritlerini desteklemek için 1 1/4" ayırıcılar için olacaktır.

6 LED desteğinin her birinin bir ucunda 5/32 bit ile delikler açın. Bu delikleri havşa açın.

1 1/4 ayırıcı kullanarak gradyan ve kulaklık anahatlarındaki 6 deliğin her birine arka plakaya bir LED desteği takın. Ayağın her iki tarafında ayırıcı ile ahşap arasında bir pul kullanın. LED desteklerini hizalayın. LED şerit desteğin delinmemiş ucuna yerleştirilir, LED şerit degrade veya kulaklıkta ortalanır.

Adım 11: Son Montaj ve Montaj

LED şeritlerini LED desteklere tutturmak için sıcak tutkal kullanın. LED şeritleri için giriş kabloları cihazın altına doğru yönlendirilmelidir.

LED şeritleri devreye bağlayın ve 5V güç adaptörünü Arduino'daki USB kablosuna bağlayın.

2 ayırıcılar, 6-32 rondelalar ve 6-32 vidaları kullanarak ön plakayı arka plakaya takın ve rondelaları ayırıcılar ile ahşap arasına yerleştirin.

Cihazı arka plakadaki montaj deliğini kullanarak duvara monte edin. Duvarda bir ahşap vida kullanabilir veya bir Komut kancası kullanabilirsiniz.

Cihazı prize takın ve işitme korumanızı alın!