Ultrahangos intelligens műszer: 4 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Célja

Ez egy olyan műszer, amely ultrahangos érzékelővel méri a tárgy távolságát (ez lehet a keze). Ezzel egy hangot választunk játszani, különböző módokban a hangszer különböző dolgokat játszik le. Ez lehet egyetlen hang (a hangszer basszusgitárként való használatához), vagy több hangsor egymás után (szintetizátorként való használatra).

Azt javaslom, hogy ezt csak akkor készítse el, ha rendelkezik alapvető ismeretekkel az elektronikáról és a forrasztásról.

Eszközök:

- 3D nyomtató, minimális nyomtatási területe 12x8 cm- Lézervágó vagy CNC gép, minimális munkaterülettel 300x200 mm- Csiszolóberendezés- Forró ragasztópisztoly- Forrasztópáka- Drótvágó

Anyagok:

- Fa (MDF) 3 mm vastag A szükséges teljes méret 600x400 mm, de minden alkatrészt kivághat kisebb deszkákból, a minimális oldal akkor 300x200 mm (ez egy szükséges rész külső mérete, ezért ne feledje, hogy a külső nem le kell vágni, ha ezt a módszert használja)

- Hangszóró (5W 8Ohms 93mm külső átmérő), akkor valószínűleg módosítania kell a hangszórólyuk méreteit, mivel nem minden hangszóró egyforma - Arduino (UNO) - Dupont kábelek 20 és 10 cm 22x 10 cm férfi - férfi 10x 20 cm férfi - nő 4 x 20 cm nő - nő (10 cm -es kábelek) (20 cm -es kábelek)

- Huzal kb. 2x60 cm (2 mm vastag, de ez nem igazán számít)

- 2 ferritgyűrű (a zajcsökkentéshez, nem szükséges a funkcióhoz, de ajánlott)- 4 gomb (16 mm) (16 mm-es gombok)

- 1 zongorapedál- 20x4 LCD I2C adapterrel (20x4 LCD I2C adapterrel)

- TDA2030A audio erősítő modul (TDA 2030 audio erősítő modul)

- Arduino áramforrás 5V, vagy vágja le az USB-kábelt, hogy tápegységgel használja- 3,5 mm-es Audio Jack-port (3,5 mm-es Audio Jack-port (nem teljesen ugyanaz, mint én)) (2. opció)

- hőre zsugorodó cső (2 mm) (zsugorcső-készlet)- kicsi kenyérlap (opcionális, ahol a vezetékeket is forraszthatom, ahol ezt használom) (mini kenyértábla)

Tervezési folyamat és történelem

Ezt a hangszert egy iskolai projekthez készítettem, okos objektumot kellett terveznem és megépítenem. Némi ötletelés után jött az ötlet, hogy olyan hangszert készítsek, amely több hangot is játszana, amikor a felhasználó éppen a hangszert adta 1.

Amikor először megterveztem ezt a hangszert, egy kicsit máshogy nézett ki, és néhány más funkciója is volt, mint a végterméknek. Az első kritériumom ehhez a hangszerhez, ahol képesnek kell lennie különböző hangok (például zongora vagy gitár hang) lejátszására és akkordok lejátszására. Néhány felülvizsgálat után azonban nem tudtam rájönni, hogyan kell lejátszani a hangfájlokat SD -kártyáról, a hang folyamatosan összezavarodott. Így egy későbbi iterációban úgy döntöttem, hogy a hangszernek csak PWM jeleket kell játszania, amelyek szintén jól szólnak. Ez az a pont, ahol ez az ultrahangos érzékelővel ellátott zongorából a Theramin okos verziójává vált.

Amikor néhány más funkciót programoztam, rájöttem, hogy a projekt időtartama alatt nem fogok tudni egyszerre több hangot lejátszani egy hangszóróval. Ezért úgy döntöttem, hogy szintetizátort készítek belőle, amely ahelyett, hogy egyszerre több hangot játszott volna, játszott néhány hangot egymás után.

Ez a projekt az első alkalom, hogy lézervágót használtam, és Adobe Illustrator -t kellett használnom, ezért remélem, hogy kellően el tudom magyarázni a munkámat.

1. lépés: Az alkatrészek összeszerelése (tesztelési fázis)

Mielőtt felépítenénk az egészet, tesztelni kell az összes alkatrészünket, hogy minden működjön.

Kezdje a forrasztást igénylő vezetékek forrasztásával, ezek a következők:- Az audio jack csatlakozó, ez 2 vezeték. Az egyik vezeték a föld, a másik egy jelvezeték. Valószínűleg több csatlakozás is rendelkezésre áll, mivel a sztereó jack dugó R és L jelű, mi csak egyet használunk. Az egyetlen módja annak, hogy ellenőrizze, melyikre van szüksége, ha teszteli a vezeték egyesével történő csatlakoztatását, és ellenőrizze, hogy az áramkör zárva van -e (ezt multiméterrel tesztelheti).

- 2 vezeték a hangszórón, pozitív és negatív. - A pozitív és negatív vezetékek a 4 nyomógombon. A dugaszoló vezeték végét a gombok érintkezőcsapjaiba illesztheti. A forrasztás befejezése után használja a hőre zsugorodó csöveket a vezetékek szigetelésére

Most itt az ideje, hogy csatlakoztassa a vezetékeket. Kövesse az ábrát és a fényképeket, hogy a megfelelő vezetékeket a megfelelő helyekre csatlakoztassa.

Ferrit gyűrűk Mivel az arduino nem hangra készült, felveszi az elektromágneses interferenciát. Hozzáadhat egy ferritgyűrűt az audiojel kábelhez és a hangszóró vezetékéhez. Ezt úgy teheti meg, hogy a vezetéket kétszer vagy háromszor körbeveszi egy ferritgyűrű körül. Ez segít csökkenteni vagy teljesen eltávolítani a sziszegő hangokat a műszerről.

(1. áramellátási lehetőség) külső áramforrás nem az Arduino -n keresztül Ha szeretné, csatlakoztassa a pozitív és negatív vezetékeket a külső áramforrásból a kenyérpult pozitív és negatív vonalához. Egy vezetéknek kell lennie a kenyértábla pozitív oldalától a Vin csaphoz (a GND csapok mellett) az arduino -n, és egy vezetéknek a negatív oldalról a GND csaphoz az arduino -n. (2. opció) Külső tápellátás Ha az arduino konnektorhoz csatlakoztatott adaptert szeretne használni, csatlakoztassa az arduino 5V -os vezetékét a kenyérsütőlap pozitív oldalához, és egy vezetéket a GND -tűtől a negatív oldalához.

Fájlok feltöltése Most csatlakoztassa az arduino -t a számítógépéhez, és töltse fel a programot. Ne feledje, hogy a code.ino és a pitches.h fájlokat a code nevű mappába kell helyeznie. Az arduino IDE -ben (a program) le kell töltenie a következő könyvtárakat, ha nem rendelkezik velük: LiquidCrystal_I2C Frank de BrabanderWire -ből az egyiket már beépíteni kell)

2. lépés: Az ügy elkészítése

Ha minden működik, elkészítheti a tokot. Lézervágás / CNC (lásd a videót) A vágás megkezdése előtt szükség lehet a hangszóró lyuk (ok) szerkesztésére, hogy illeszkedjen a hangszóróhoz. Van egy kis rácsos hangszóróm, amely a hangszórónyílás körüli 4 lyukat használja. Tehát először szerkessze ezt, ha szükséges.

Kezdje a fa vágásával lézervágóval vagy CNC -géppel. A fájl a Case_laser_cut.ai Miután megvannak az alkatrészek, amelyeket tesztelhet, illeszkedjen hozzájuk, ha nagyok, csak csiszolja őket egy kicsit, amíg össze nem illeszkednek. Mostantól ragaszthatja össze a fadarabokat faragasztóval. Nem szabad ragasztani a felső részt (a deszkát lyukakkal), mivel az összes alkatrészt be kell helyeznünk, és fel kell nyitnunk a tokot, ha probléma merül fel. ne feledje, hogy mindent össze kell húzni, amíg szárad (hagyja körülbelül 24 órát, hogy teljesen megszilárduljon).

Most kinyomtathatja az LCD-házat és a gombok feletti betűket (tok LCD.stl és letters.stl) Javaslom ezeket a beállításokat:- Rétegmagasság 0,1 mm- Sebesség 30 mm/s a betűkhöz és 60 mm/s az LCD-hez ház- Használjon réteges hűtőventilátort az LCD-házhoz, mivel sok túlnyúlása van- Támogatás nem szükséges Miután befejezte a nyomatokat, csiszolja le a széleket, hogy kissé sima legyen, és ha az LCD nem illik, próbálja meg még csiszolni. illeszkednie kell. Miután elkészült az eset és kinyomtatta az alkatrészeket, elkezdheti összeszerelni az összeset. Helyezze az LCD -t az LCD -házba, és tegye a pedál audiocsatlakozójának csatlakozóját a hátoldalon található lyukba.. Most ragassza fel az LCD -házat a fára, a ragasztót felhelyezheti az LCD -ház alján lévő ajakra. Most ragassza fel a gombok betűit a gombok tetejére. Attól függően, hogy milyen hangszóróval rendelkezik, ragaszthatja a helyére, legyen egy kis rácsos hangszórója, amely a hangszórónyílás körüli 4 lyukat használja. Attól függően, hogy hogyan szerkesztette a hangszóró hangszórónyílását, ez a lépés eltérő lehet az Ön számára. Ragassza az ultrahangos érzékelőt a helyére az alján található 2 lyuk segítségével. Ragaszthatja a kenyeretáblát (lemezeket), az Arduino -t és az audioerősítő modult is de ez nem felesleges. Csatlakoztasson újra mindent, és kész, kapcsolja be a készüléket és élvezze!

3. lépés: Ismert problémák és korlátozások

Ez a hangszer nem tökéletes Először is játék, nem termék! Az arduino nem műszerként való használatra készült, ezért ne gondolja, hogy az időzítés 100% -ig helyes lesz. A kódban a műveletek késése miatt lehetetlen pontos időzítéssel elkészíteni ezt a műszert. - Néha az ultrahangos érzékelő hibás, ami véletlenszerű hangok vagy pontatlan hangok lejátszását eredményezheti.

- A műszer használatakor azt javaslom, hogy használjon lapos tárgyat, például kartonlapot vagy fát az érzékelő fölé. Az ívelt felületek tükrözik az érzékelő jeleit, így pontatlan hangokat játszanak le. Használhatja a kezét, de tartsa a lehető leglaposabban és szilárdabban az érzékelő felett.- Ne kapcsoljon vissza az automatikus lejátszásról a bekapcsolásra. Ezt egy kódhiba okozza, amelyet még nem találtam. Megoldhatja az automatikus lejátszás gomb megnyomásával és egyidejűleg a pedál megnyomásával. Vagy ki- és bekapcsolhatja.

- Késés hangjegy lejátszásakor, ez azért van, mert az arduino kódja néhány ezredmásodpercet vesz igénybe, amelyet lehetetlen eltávolítani, mivel az arduino nem hangszerek készítésére készült.- néhány kód holland, ez azért van, mert holland vagyok és néhány angol szavak nem fértek el az LCD -n. Próbáltam minél többet angolul csinálni.

4. lépés: DIY fejlesztések

Ennek elkészítése után még nem fejezte be! Megpróbálhatja fejleszteni saját készségeit, és olyan funkciókat is hozzáadhat ehhez, amelyeket nem tudtam integrálni a rendelkezésemre álló időkeretbe. Amit kipróbálhat:

- több hang hozzáadása- több hang lejátszása egyszerre- több hangszóró hozzáadása- További stílusok hozzáadása!- A zenével táncoló LED-ek hozzáadása