Applausmåler: 8 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Siden et sted rundt år 2001 begynte jeg å ta trommeleksjoner. Etter ti år, i 2011, ble jeg med i mitt første konsertband, og jeg ble hekta. Å lage musikk sammen og spille på en konsert er spennende. Nå er jeg på et annet konsertband i mer enn 5 år. Vi har to konserter per år og flere oppdrag på siden.

Som tema for vår nyttårskonsert ønsket vi å holde en prisutdeling for de beste sangene vi har spilt. Oppsettet var at vi spilte to sanger i hver kategori. For eksempel "Ice versus fire" som vi spilte en medley fra "Frozen" og en fra "How to train your dragon". Publikum bør deretter stemme på den beste sangen, som deretter vil bli tildelt en tilpasset 3D -trykt pris.

Mens vi brainstormet under forberedelsene, hadde vi mange ideer om hvordan vi fikk publikum til å stemme, fra papirstemmer til apper. Men alle disse forslagene krever at showet stoppes for hver pris, mens det distraherer publikum alvorlig. Da det ble foreslått en applausmåler, visste vi alle at vi traff gull. Men noen søk på nettet avslørte ingen virkelig klar-til-gå-løsning. Så jeg sto tappert opp, erklærte meg som en nybegynner og hevdet at jeg lett kunne bygge en fra bunnen av for et ganske lite budsjett.

Oh gutt var jeg uforberedt på kaninhullet jeg ville falle i.

Rekvisita

Verktøy

• Din favoritt batteridrevne boremaskin
• Sirkulær borekrone og andre biter
• skrutrekkere
• 3D -skriver (valgfritt)

Sak

• Kryssfiner. (Jeg velger 8 mm multiplex, men i ettertid burde jeg ha gått 12 mm eller enda tykkere)
• 4 X magnetisk dørlås (valgfritt i ettertid)
• Skruer

Elektronikk (5V)

• Arduino Nano
• Electret mikrofonforsterker - MAX4466 med justerbar forsterkning (eller lignende, alt som passer dine behov)
• 2 X 5V 8 kanals relemodul
• 220V til 5V transformator
• ledninger, mange korte, og en firestrenget ledning på flere meter for den "eksterne" kontrollen
• to brytere

Elektronikk (220V)

• standard elektriske kabler (rester fra husbygging er ideelle, men best fleksible)
• Sikret vekselstrømkontakt (valgfritt, men anbefales på det sterkeste)
• Valgbare lyspærer
• Lyspærer

Trinn 1: 5V kretser: Arduino

Det er tre hoveddeler i denne konstruksjonen: (1) 5V -elektronikken som vil gjøre den "harde tenkningen": å lytte og bestemme når og hvilke lys som skal slås på; (2) foringsrøret for å passe alt godt inn, skjuler alle "forbrytelsene", og (3) 220V -kretsen som styres av 5V -kretsene.

La oss starte med 5V -kretsene siden vi kan bygge dette i liten skala.

Det var ikke en lett oppgave å finne ressurser på nettet. Jeg så for meg ti lys, som lyste i henhold til høylyden i applausen, men ingen så ut til å ha gjort dette før. Så, jeg begynte i det små; På tinkerCAD bygger jeg en online simulering av hvordan jeg ønsket at 5V elektroniske deler skulle se ut. Du finner min veldig rudimentære design med kode her: https://www.tinkercad.com/things/8mnCXXKIs9M eller nedenfor på denne siden som "Applaus_1.0.ino" -fil.

Å lage en utkastversjon online og teste flere Arduino -koder på denne simuleringen hjalp meg virkelig med å få et bedre overblikk over hva som var nødvendig for denne bygningen. På denne måten eksperimenterte jeg med å legge til en måte å kontrollere oppførselen til programmet på: Jeg endte opp med to brytere. Den ene bryteren slår målingen på og av, den andre tilbakestiller poengsummen til 0/10.

Jeg hadde alle nødvendige komponenter: Noen LED -er, motstander, en Arduino og viktigst en Arduino -kompatibel mikrofon.

Jeg bygde kretsen og testet alt ved neste øvelse, bare for å innse at mikrofonen jeg kjøpte var for sensitiv for min bruk. Bare ett klapp i rimelig nærhet, eller bare bandet som spiller, ville mette mikrofonen og gi en 10/10 score. Dette drev meg til å lete etter en mikrofon med variabel forsterkning. Til slutt bestemte jeg meg for Electret mikrofonforsterker - MAX4466. Den har en veldig liten skrue på baksiden som du kan stille gevinsten til. (sidemerk: Jeg endret også Arduino uno for en Arduino Nano uten noen spesiell grunn).

MAX4466 fungerte bedre, men ble også maksimert når hun klappet like ved, derfor bestemte jeg meg for å også inkludere klappetid som en variabel til formelen i stedet for bare applausens lydstyrke. Jeg skrev også litt mer av en elegant kode for denne versjonen 2.0 av programvaren (selv om jeg sier det selv). Hvis en terskel for lydstyrke ble overskredet, ville bare det første lyset tennes etterfulgt av en kort pause der ingen lys kunne tennes. Etter å ha ventet ville Arduino lytte hvis lyden fremdeles var høy nok til at det andre lyset skulle tennes, i så fall tennes lyset og neste ventetid vil utløses. Ventetiden vil øke hver gang et nytt lys tennes. En applaus må vare i 22,5 sekunder ved fullt volum for at lysene skal vise 10/10. Du finner koden på tinkerCAD https://www.tinkercad.com/things/lKgWlueZDE3 eller nedenfor som "Applaus_2.0.ino" -fil

En rask test med relemodulene tilkoblet i stedet for lysdiodene lærte meg at reléene var PÅ når signalet var LAVT og AV når signalet var HØYT. Ikke noe problem, bare bytte ut noen ON og OFF i koden, og vi var klare til å gå.

Med alt dette ordnet opp. Jeg kunne begynne å lodde alt sammen. Men jeg trengte å vite hvor lange alle tilkoblingene inne i esken skulle være. Så la oss først bygge ytterboksen og ordne alle komponentene i den.

Trinn 2: Design boksen

Et annet aspekt av denne bygningen var dens estetikk. Applausen ville være midt i oppmerksomheten, så den måtte i det minste se bra ut. Jeg valgte å bygge en trekasse siden jeg har de grunnleggende verktøyene for det, og det er relativt enkelt.

Etter å ha lært på tinkerCAD at eksperimentering i den digitale verden er svært lærerikt, designet jeg også applausmåleren i det populære 3D-CAD-programmet Fusion360 før jeg kjøpte noe av det nødvendige materialet.

I løpet av flere iterasjoner bestemte jeg meg endelig for dette designet (se bilder). Det er en enkel rektangulær boks med lysene som stikker ut av sirkulære hull i frontpanelet.

Stygge skruer i frontpanelet ble unngått ved å legge til noen støttestenger på innsiden av frontpanelet, hvor magnetiske dørklemmer senere skulle skrus inn. Det magnetiske lukkesystemet er i ettertid mer en sikkerhetsfunksjon enn en virkelig nødvendig, siden stengene holdt frontplaten på friksjon alene, helt fint.

Jeg la også til elektronikken i mitt digitale design. Dette endret noen ting, så det betalte seg allerede at jeg først designet det i Fusion360. For eksempel måtte boksen være litt bredere enn de første 15 cm for at reléene skulle passe sidelengs. Jeg endte også opp med modellering og 3D-utskrift av plastholdere for lysuttakene som igjen ville holde lysene på plass. Dette syntes jeg var alternativet som ville gi meg nok "vrikkerom" for fremtidige feil. (Jeg vet at disse innehaverne også kan kjøpes som sådan, men dette kostet meg tre ganger mer og jeg hadde et budsjett)

Jeg har lagt til F360 -filen med min endelige design her, slik at du kan referere til og leke med.

Trinn 3: Bygg boksen

Da den digitale designen var ferdig, var det på tide å gå til jernvarehandelen, kjøpe et stort kryssfinerark og begynne å kutte. Da jeg egentlig ikke eide slike "fancy" verktøy, dro jeg til foreldrenes sted en helg og hugget veden i størrelse der.

Designet mitt endte imidlertid opp med å produsere et ganske eksotisk kuttark:

• 2 ganger 16,6x150cm for foran og bak
• 2 ganger 16,6 x 10,2 cm for topp og bunn
• 2 ganger 10,2x148,4cm for sidene

Støttestengene på innsiden av frontpanelet var rester og ble brukt som sådan ellers ville den foretrukne lengden vært 134 cm og 12 cm.

Vel hjemme, la jeg ut alle delene på gulvet og ved hjelp av noen (lånte) hjørneklemmer begynte jeg å forbore hull og skru sammen brettene. Husk at skruer bare går i toppen, bunnen og baksiden av måleren for rene estetiske reaksjoner.

Pilotboring av hullene og skruing av alle brettene ble gjort til en usikker oppgave på grunn av at kryssfiner var bare 8 mm tynn, jeg forbannet meg selv ofte for å tro at 8 mm ville være tykk nok.

Frontpanelet trengte noen hull med nøye mellomrom med en diameter på rundt 5 cm. Jeg markerte midtlinjen på frontbordet og begynte fra den ene siden. Sentrum av det første hullet var 8 mm (materialtykkelsen) + 75 mm (halvparten av 150 mm) fra kanten av brettet. Alle andre hull er 150 mm fra hverandre. Til slutt var jeg bare 2 mm unna da jeg markerte det tiende hullet … det var en god dag!

Den eneste sirkulære borekronen jeg kunne låne var 51 mm, mer enn nær nok til at jeg kunne begynne å bore.

Frontplateførerne ble limt på plass på innsiden av frontplaten med enkelt trelim.

Trinn 4: Installere kontaktene i esken

De første komponentene som blir montert i vår nybygde eske, er lysstikkholderne. Grunnen til dette er at holderne skal plasseres sentrert under hvert hull i frontplaten. Fordi holderen holder lysuttakene på plass, som på sin side vil få lyspærene skrudd fast i dem, og lyspærene er bokstavelig talt det eneste som stikker ut av frontpanelet og dermed er det eneste som ikke kan flyttes til en annen posisjon inne i boksen vår. Siden posisjonen deres er fast, bør de gå inn først, for å sikre at jeg ikke gjør en dum feil senere.

Som jeg nevnte tidligere, er det kommersielt tilgjengelige lysuttak med en integrert brakett for å montere dem vinkelrett på en vegg, men disse koster 4 ganger mer enn de enkle som er laget for å bare henge i taket uten å gjøre et svakt forsøk på å se pen ut. Så jeg gikk for en billig og 3D-trykt holder for stikkontaktene. (STL -fil nedenfor). Når jeg lagde 3D -designet, sørget jeg for at det ville være nok med "vrikke" -rom for å plassere stikkontaktene på forskjellige dybder.

Jeg skrev ut bare én holder for å bekrefte designet. Etter det skrev jeg ut 9 holdere samtidig, fullstendig fylte opp hele byggeplaten min og endte med å vare mer enn 50 timer.

Jeg merket vilkårlig toppen og bunnen av frontplaten og esken (husk at jeg fikk et stort 2 mm avvik mellom digital design og virkelighet). Deretter startet jeg den kjedelige prosessen med å sentrere en holder med lokket på plass, løfte forsiktig forsiden, markere posisjonen med blyant og flytte til neste holder. Da alt var sagt, sjekket jeg hver posisjon på nytt før jeg endelig skrudde dem i bakplaten.

Merknad om skruer: Holderdesignet mitt har en ganske tykk base, dette er gjort med vilje for å sikre at mine 16 mm lange skruer ikke stikker ut på baksiden av min 8 mm bakplate. Nok en grunn til å gå for en tykkere kryssfiner. (Glem "live, love, laugh" it's "live, love and learn").

Uansett var lysuttakene oppe neste. Jeg valgte den foretrukne høyden som jeg ville at lyspærene skulle stikke ut over frontpanelet, og målte deretter dybden sokklene skulle være på, igjen ved å plassere alt forsiktig mens fronten er lukket og løfte den opp og måle. En liten detalj: Jeg måtte først skru av og bryte et stykke av kabelenden på alle stikkontaktene som tjente som en strekkavlastning for kablene når jeg hengte det fryktelig fra taket, men siden jeg monterte dem i tilpassede trykte holdere, de tjente ingen funksjon for meg i det hele tatt. Enda verre var at strekkavlastningen fikk kablene til å motstå den tette bøyningen jeg tvang dem til, og gjorde jobben sin perfekt, … så avlastningen måtte fjernes for at stikkontaktene skulle passe inn i holderne slik jeg ønsket.

Jeg limte alle stikkontakter i holderne og lot det stivne over natten med gummibånd som holdt trykket. Selvfølgelig glemte jeg fabelaktig at jeg kjøpte 9 vanlige lyspærer og en feit for det tiende lyset, dette større lyset er mer sfærisk i stedet for pæreformet, og krever en stikkontakt som er plassert nærmere fronten av esken enn alle andre lys.(Lev og lær)

Jeg ble derfor tvunget til å bryte limet (bare ødelegge 3D-utskriften min) for å frigjøre kontakten og flytte den. Etter store mengder mer lim for både å fikse holderen og feste den til kontakten i riktig høyde, ble monteringen av stikkontaktene utført.

Jeg skrudde også kontaktene til lysuttakene til en av sidene på bakplaten.

Trinn 5: Lodding av lavspenningselektronikken

Den neste forretningsordenen er å "tørrmontere" all lavspenningselektronikken i esken for å få en ide om hvor lange loddede forbindelser mellom delene skal være.

Jeg begynte med å plassere Arduino i midten mellom lys 5 og 6 og arrangere reléene på de tilstøtende stedene over og under.

Jeg innså at ingen treskruer ville passe gjennom hullene i Arduino nano. Dette løses raskt ved å lodde noen kvinnelige hoder på et loddet brødbrett. Overskrifter vil holde Arduino og noen borede hull i kretskortet vil godta treskruene uten klager. Dette loddbare brettet vil også inneholde overskrifter for mikrofonen som skal kobles til, kontaktene (med kabler) for å gå til reléene og den lange kabelen til fjernkontrollboksen.

Om fjernboksen; Jeg trengte to brytere på slutten av en veldig veldig lang kabel. Jeg er langt bakerst på scenen som perkusjonist, mens måleren ville stå helt foran scenen. Jeg kjøpte 20m med 4 -strenget ledning som vanligvis brukes til lodding av LED -strimler. For å huse de to bryterne designet og 3D-utskrev jeg en enkel eske (STL- og F360-filer nedenfor), men enhver rektangulær boks med noen utskjæringer for komponentene og ledningene vil gjøre jobben.

Etter å ha målt avstanden mellom komponentene og tatt et sjenerøst overskudd på den distansen, varmet jeg opp loddejernet og begynte å lodde bort.

Lodding av alle forbindelser krever litt tålmodighet, og fremfor alt litt konsentrasjon for å gjøre det riktig. Jeg har inkludert ledningsopplegget jeg brukte til å lage alle tilkoblinger, men vær oppmerksom på at ledningene dine kan være litt forskjellige hvis du bruker forskjellige komponenter. (Eller hvis jeg gjorde en feil i diagrammet mitt)

Til slutt så ledningene mine ut som om en fugl prøvde å hekke der. Likevel ble det mirakuløst ingen feil, og ingenting begynte å røyke når strømmen ble slått på.

Med alt tilkoblet kunne jeg skru hvert kretskort på bakpanelet på 3D-trykte standoffs. Disse avstandene tjente to funksjoner: (1) det er alltid en god idé å gi plass mellom kretskortene og platen du monterer dem på. Og (2) har jeg allerede klaget på at jeg har 16 mm skruer og 8 mm kryssfiner, og at jeg derfor er i konstant fare for å skru skruer rett gjennom treverket? Jepp, avstandene sørget også for at skruene mine ikke nådde den andre enden av kryssfinerboksen.

[MERK] I ettertid vil jeg faktisk anbefale å bruke 5 reléer per relémodul. Min idé om å bruke to 8-kanals relemoduler var å tillate et ødelagt relé, i så fall måtte jeg bare bytte tilkoblinger og applausmåleren ville være i gang igjen. Dette vil også dele 220V -tilkoblingene litt bedre over de to modulene, noe som gjør kabelhåndteringen litt mer … håndterbar. (Lev og lær)

Trinn 6: Koble til 220V -komponentene

Med alle lavspenningskomponentene på plass er det på tide for det seriøse arbeidet og installere hovedspenningskretsen.

Det sier seg selv at mens du arbeider med ledningene, må du IKKE under noen omstendigheter koble dem til strømnettet !!!!!

Sammen med teknikeren som skulle installere og kontrollere utstillingslysene for vår kommende konsert, bestemte vi oss for å bruke en sikret stikkontakt som strøminngang for applausmåleren. Dette sørget for at enhver kabel av hvilken som helst lengde kunne passe og levere strøm til måleren vår.

Dette vil også gi et sikkerhetslag til oppsettet vårt: Disse kontaktene er utstyrt med en sikring som går over en viss strømstyrke, og sørger for at ingenting lagrer ild hvis det ikke skal.

For å installere denne pluggen trengte vi de nøyaktige målingene. Den har imidlertid en ganske kompleks form. Så det enkleste jeg kan finne på er å trykke strømpluggen på et stykke papp og spore konturene til pluggen. Konturlinjene kan deretter kuttes ut og produsere en mal som kan overføres til treverket.

Når du merker og kutter ut plasseringen for pluggen, må du huske på at det allerede er installert komponenter på innsiden av måleren som ikke kan flyttes lenger, noe som begrenser de mulige stedene der pluggen kan stikke ut av esken. Det samme gjelder utgangshullet på den 20 meter lange ledningen for "fjernkontrollen".

Normalt ville du kutte hullet med et stikksag, men jeg eier ikke et slikt apparat og jeg var utålmodig, så jeg bare boret hull langs konturene og bare skar ut hullet med et skarpt blad. Dette fungerer, men jeg kan ikke anbefale det siden jeg nesten klippet fingrene av.

Nå er det bare å koble alt sammen. Jeg har laget en ledningsskjema for 220v -kretsen for enkel referanse. Den varme ledningen er koblet til alle lysene parallelt mens den nøytrale ledningen blir avbrutt av reléene før den kobles til lysene. Det er så enkelt som det. Bare sørg for at du kobler riktig lys til riktig relé, eller du må koble til enten 5V kontrollenden eller 220v ledningene for å fikse feilen din.

Det er en instruks om hvordan du kobler ledningene dine til den sikrede stikkontakten som forklarer alt bedre enn jeg noen gang kunne, så hopp over dit, men husk å hoppe tilbake hit (https://www.instructables.com/id/Wire- Up-a-Fused-AC-Male-Power-Socket/)

[MERK] For å koble de nøytrale ledningene til de sentralt plasserte reléene, koblet jeg en ledning til den sikrede kontakten og delte den i ti før jeg koblet den til reléene. Jeg planla å passere gjennom nøytrale kabler på reléene, og koble hver reléinngang parallelt med hverandre. Imidlertid godtok ikke reléterminalene mer enn én kabel som tvang meg til å komme med en annen løsning. For å gjøre denne splittelsen anbefales det å bruke en kontakt av noe slag. Jeg hadde ikke det, (og jeg var utålmodig) og bare knyttet alle kabler sammen i en stor knute før jeg isolerte helvete ut av det. Jeg anbefaler ikke denne "knuten" på grunn av elektriske sikkerhetshensyn. Særlig på grunn av sin nærhet til Arduino -kortet. Det ser imidlertid ut til å fungere helt fint.

Trinn 7: Magnetiske snapper (valgfritt)

Dette trinnet er helt valgfritt, siden frontpanelførerne i tilstrekkelig grad holder frontplaten på bare ved friksjon alene. Jeg bestemte meg for å inkludere snapperne bare som en sikkerhetsfunksjon, slik at frontpanelet ikke løsnet uten at jeg ville at det skulle løsne

Jeg lå våken mange netter og tenkte på hva som ville være den beste metoden for å holde frontpanelet på esken der den hørte hjemme. Til slutt fant jeg på å bruke magnetiske dørlukkere. Jeg tviler på at det er det offisielle uttrykket for disse fiffige enhetene, men du kjenner dem igjen med en gang. Magnetiske snappers brukes mest for å holde skapdører lukket uten å bruke en lås.

Jeg festet den magnetiske delen til det ytre skallet på applausmåleren (topp, bunn, venstre eller høyre panel). Dette ble gjort ved hjelp av tilpassede 3D-trykte avstandsstykker og skruer (yadda yadda yadda, lange skruer, tynt tre, du kjenner historien nå ☺)

Metallplatene ble skrudd fast i treet på guidene. Dette var også første gang treet faktisk var tykt nok til å ikke bruke mellomrom (yay). Jeg hadde noen problemer med å bestemme plasseringen av metallplatene. Jeg har funnet en løsning:

1. Fest den magnetiske delen til esken
2. plasser metallplaten på magneten i sin perfekte posisjon
3. på hullene i tallerkenen, legg en liten kule med "Pritt-buddy" (en slags tyggegummi-type lim for å feste plakater på vegger uten trykknål, vanlig tyggegummi ville nok fungert også)
4. med en alkoholmarkør, lag en prikk på Pritt-buddy-ballen på stedet der hullene er
5. lukk lokket, og overfør derved noe av markørblekket til treverket
6. Løft opp lokket og tadaa! Du har laget en liten markering hvor skruene skal gå
7. fjern kompisene og tallerkenen og skru den i riktig posisjon, prøv først
8. trinn 8: fortjeneste

Jeg plasserte fire magnetiske snappers i boksen: en nederst, en øverst, en i midten til venstre, en på midten til høyre.

Snaperne jeg valgte hadde en holdestyrke på 6 kg. Med fire av dem ga de nok styrke til å nesten løfte hele esken ved frontpanelet alene.

Trinn 8: Hva jeg ville gjort annerledes

Mens jeg lagde denne applausen, forbannet jeg ofte fortiden min for å ha tatt dumme beslutninger, og jeg vil her liste de viktigste leksjonene jeg lærte:

• BRUK TYKKER PLYWOOD. Seriøst er det mulig å lage en eske av 8 mm kryssfiner, men det byr på mange utfordringer og det håndhever noen kompromisser.

  • For det første er pilotboring av alle hull for skruene en utfordring fordi det ikke er toleranse for feil vinklede borekroner.
  • For det andre var skruene jeg hadde 16 mm (har jeg nevnt dette før?). Dette tvang meg til å gjøre noen stand-offs når jeg skrudde inn i treverket for å forhindre at skruene stakk ut på den andre siden, men samtidig betydde dette at skruene ikke trengte dypt nok til å få nok trekkraft til å holde noen komponenter nede.
  • ….
  • bare bruk tykkere tre