अल्ट्रासोनिक स्मार्ट उपकरण: 4 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

प्रयोजन

यह एक ऐसा उपकरण है जो किसी वस्तु की दूरी को मापने के लिए अल्ट्रासोनिक सेंसर का उपयोग करता है (यह आपका हाथ हो सकता है)। इसके साथ एक नोट को बजाने के लिए चुना जाता है, अलग-अलग मोड में वाद्य यंत्र अलग-अलग चीजें बजाता है। यह एक एकल नोट (बास के रूप में उपकरण का उपयोग करने के लिए) या अनुक्रम में एकाधिक नोट्स (सिंथेसाइज़र के रूप में उपयोग के लिए) हो सकता है।

मेरा सुझाव है कि आप इसे तभी बनाएं जब आपको इलेक्ट्रॉनिक्स और सोल्डरिंग की बुनियादी समझ हो।

उपकरण:

- 12x8 सेमी के न्यूनतम प्रिंट क्षेत्र के साथ 3 डी प्रिंटर- 300x200 मिमी के न्यूनतम कार्य क्षेत्र के साथ लेजर कटर या सीएनसी मशीन- सैंडिंग उपकरण- हॉट ग्लू गन- सोल्डरिंग आयरन- वायर स्ट्रिपर

सामग्री:

- लकड़ी (एमडीएफ) 3 मिमी मोटी कुल आकार की आवश्यकता 600x400 मिमी है, लेकिन आप प्रत्येक भाग को छोटे तख्तों से काट सकते हैं, फिर आवश्यक न्यूनतम पक्ष 300x200 मिमी है (यह आवश्यक भाग का बाहरी आयाम है, इसलिए ध्यान रखें कि बाहर नहीं है यदि आप इस पद्धति का उपयोग करते हैं तो इसे काटने की आवश्यकता है)

- स्पीकर (5W 8Ohms 93mm बाहरी व्यास) आपको स्पीकर के छेद के आयामों को संपादित करने की सबसे अधिक आवश्यकता होगी क्योंकि सभी स्पीकर एक जैसे नहीं होते हैं - Arduino (UNO) - डुपोंट केबल 20 और 10 सेमी 22x 10 सेमी पुरुष - पुरुष 10x 20 सेमी पुरुष - महिला 4 x 20 सेमी महिला - महिला (10 सेमी केबल) (20 सेमी केबल)

- तार लगभग। 2x60 सेमी (2 मिमी मोटा, लेकिन यह वास्तव में इतना मायने नहीं रखता)

- 2 फेराइट रिंग्स (नॉइस रिडक्शन के लिए, फंक्शन के लिए जरूरी नहीं बल्कि अनुशंसित) - 4 बटन (16mm) (16mm बटन)

- 1 पियानो पेडल- 20x4 LCD I2C अडैप्टर के साथ (20x4 LCD incl। I2C अडैप्टर)

- TDA2030A ऑडियो amp मॉड्यूल (TDA 2030 ऑडियो amp मॉड्यूल)

- Arduino पावर स्रोत 5V या पावर बैंक के साथ उपयोग करने के लिए USB केबल को काटें- 3.5 मिमी ऑडियो जैक पोर्ट (3.5 मिमी ऑडियो जैक पोर्ट (बिल्कुल वैसा नहीं जैसा मैं उपयोग करता हूं)) (दूसरा विकल्प)

- हीट हटना टयूबिंग (2 मिमी) (हीट हटना टयूबिंग सेट) - छोटा ब्रेडबोर्ड (वैकल्पिक आप तारों को एक साथ मिला सकते हैं जहां मैं इसका उपयोग करता हूं) (मिनी ब्रेडबोर्ड)

डिजाइन प्रक्रिया और इतिहास

मैंने इस उपकरण को एक स्कूल प्रोजेक्ट के लिए बनाया है, मुझे एक स्मार्ट ऑब्जेक्ट को डिजाइन करने और बनाने की जरूरत है। थोड़े से विचार-मंथन के बाद मुझे एक ऐसा उपकरण बनाने का विचार आया, जो उपयोगकर्ता द्वारा उपकरण 1 दिए जाने पर कई नोट्स बजाएगा।

जब मैंने पहली बार इस उपकरण को डिजाइन किया था तो यह थोड़ा अलग दिखता था और इसके कुछ अन्य कार्य थे जो अंतिम उत्पाद थे। इस उपकरण के लिए मेरा पहला मानदंड जहां यह विभिन्न ध्वनियों (जैसे पियानो या गिटार ध्वनि) को चलाने और तार बजाने में सक्षम होना चाहिए। हालांकि कुछ संशोधनों के बाद मैं यह नहीं समझ सका कि एसडी कार्ड से ध्वनि फ़ाइलों को कैसे चलाया जाए, ध्वनि गड़बड़ हो रही थी। तो बाद के पुनरावृत्ति में मैंने फैसला किया कि उपकरण को केवल पीडब्लूएम सिग्नल बजाना चाहिए जो कि अच्छा भी लगता है। यह वह बिंदु है जहां यह एक पियानो से एक अल्ट्रासोनिक सेंसर के साथ एक थेरमिन के स्मार्ट संस्करण में बदल गया।

कुछ अन्य कार्यों की प्रोग्रामिंग करते समय मैंने महसूस किया कि मैं इस परियोजना की समय सीमा के भीतर एक स्पीकर के साथ एक ही समय में कई स्वर नहीं चला पाऊंगा। इसलिए मैंने इसे एक सिंथेसाइज़र बनाने का फैसला किया कि एक ही समय में कई स्वर बजाने के बजाय, कुछ नोट्स को क्रम से बजाया।

यह परियोजना पहली बार है जब मैंने लेजर कटर का उपयोग किया और एडोब इलस्ट्रेटर का उपयोग करना पड़ा, इसलिए मुझे आशा है कि मैं अपने काम को अच्छी तरह से समझा सकता हूं।

चरण 1: घटकों को इकट्ठा करना (परीक्षण चरण)

इससे पहले कि हम पूरी चीज़ का निर्माण करें, हमें अपने सभी घटकों का परीक्षण करना चाहिए ताकि सब कुछ काम कर सके।

सोल्डरिंग की आवश्यकता वाले तारों को टांका लगाकर शुरू करें, ये हैं: - ऑडियो जैक कनेक्टर, ये 2 तार हैं। एक तार जमीन है और दूसरा सिग्नल तार है। संभावित रूप से अधिक कनेक्शन उपलब्ध हैं क्योंकि स्टीरियो जैक प्लग में आर और एल सिग्नल होता है, हम केवल एक का उपयोग करते हैं। यह जांचने का एकमात्र तरीका है कि आपको एक समय में तार को एक से जोड़ने का परीक्षण करना है और देखें कि क्या सर्किट बंद है (आप इसे मल्टीमीटर के साथ परीक्षण कर सकते हैं)।

- स्पीकर पर 2 तार, सकारात्मक और नकारात्मक। - 4 पुश बटन पर सकारात्मक और नकारात्मक तार। आप बटनों पर संपर्क पिन में पुरुष तार का अंत सम्मिलित कर सकते हैं। जब आप सोल्डरिंग कर रहे हों तो तारों को इंसुलेट करने के लिए हीट श्रिंक टयूबिंग का उपयोग करें

अब तारों को जोड़ने का समय आ गया है। सही तारों को सही जगहों से जोड़ने के लिए आरेख और तस्वीरों का पालन करें।

फेराइट रिंग्स क्योंकि आर्डिनो ऑडियो के लिए नहीं बना है, यह इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरफेरेंस को उठा सकता है। आप ऑडियो सिग्नल केबल और स्पीकर वायर में फेराइट रिंग जोड़ सकते हैं। आप इसे फेराइट रिंग के चारों ओर तार को 2 या 3 बार लपेटकर करते हैं। इससे उपकरण से हिसिंग की आवाज़ को कम करने या पूरी तरह से हटाने में मदद मिलेगी।

(पावर विकल्प १) बाहरी शक्ति स्रोत Arduino को गर्त नहीं करता है, यह arduino पावर पोर्ट को गर्त करने के बजाय सीधे सर्किट में बिजली जोड़ने के लिए वैकल्पिक है। यदि आप ऐसा चाहते हैं तो आपको बाहरी शक्ति स्रोत से सकारात्मक और नकारात्मक तारों को ब्रेडबोर्ड पर सकारात्मक और नकारात्मक लाइनों से जोड़ना चाहिए। ब्रेडबोर्ड पर धनात्मक पक्ष से आर्डिनो पर विन पिन (जीएनडी पिन के अलावा स्थित) और आर्डिनो पर नकारात्मक पक्ष से जीएनडी पिन तक एक तार होना चाहिए। (पावर विकल्प 2) बाहरी शक्ति से जुड़ा होना चाहिए arduino पावर सॉकेट यदि आप arduino पावर सॉकेट से जुड़े एडेप्टर का उपयोग करना चाहते हैं, तो आपको arduino 5V पिन से एक तार को ब्रेडबोर्ड के सकारात्मक पक्ष से और एक GND पिन से एक तार को नकारात्मक पक्ष से जोड़ना चाहिए

फ़ाइलें अपलोड करना अब arduino को अपने कंप्यूटर में प्लग करें और प्रोग्राम अपलोड करें। ध्यान दें कि आपको code.ino और पिच्स.h को कोड नामक फ़ोल्डर में डालने की आवश्यकता है। Arduino IDE (कार्यक्रम) में आपको निम्नलिखित पुस्तकालयों को डाउनलोड करने की आवश्यकता है यदि आपके पास नहीं है: adafruit से Frank de BrabanderWire से LiquidCrystal_I2C (यह एक पहले से ही बनाया जाना चाहिए)

चरण 2: केस बनाना

अगर सब कुछ काम करता है तो आप केस बना सकते हैं। लेजर कटिंग / सीएनसी (वीडियो देखें) इससे पहले कि आप काटना शुरू करें, आपको अपने पास मौजूद स्पीकर को फिट करने के लिए स्पीकर के छेद को संपादित करने की आवश्यकता हो सकती है। मेरे पास एक छोटा ग्रिल वाला स्पीकर है जो स्पीकर होल के चारों ओर 4 छेदों का उपयोग करता है। इसलिए जरूरत पड़ने पर इसे पहले संपादित करें।

लकड़ी को लेजर कटर या सीएनसी मशीन से काटकर शुरू करें। उपयोग करने के लिए फ़ाइल Case_laser_cut.ai है जब आपके पास वे पुर्जे हैं जिन्हें आप परीक्षण कर सकते हैं तो आप उन्हें फिट कर सकते हैं, यदि वे बड़े हैं तो उन्हें एक साथ फिट होने तक थोड़ा सा रेत दें। अब आप लकड़ी के टुकड़ों को लकड़ी के गोंद के साथ गोंद कर सकते हैं। आपको शीर्ष भाग (छिद्रों के साथ तख़्त) को गोंद नहीं करना चाहिए क्योंकि हमें सभी भागों को डालने की आवश्यकता है और यदि कोई समस्या है तो हमें मामले को खोलने में सक्षम होना चाहिए। ध्यान रखें कि आप सब कुछ एक साथ कस लें जब तक कि यह सूख न जाए (इसे पूरी तरह से सख्त होने के लिए लगभग 24 घंटे के लिए छोड़ दें)।

3डी प्रिंटिंग अब आप एलसीडी हाउसिंग और ऊपर के बटनों के लिए अक्षरों को प्रिंट कर सकते हैं (केस एलसीडी.एसटीएल और लेटर्स.एसटीएल)मैं इन सेटिंग्स की सलाह देता हूं: - लेयर हाइट 0.1 मिमी- अक्षरों के लिए स्पीड 30 मिमी / एस और एलसीडी के लिए 60 मिमी / एस आवास- एलसीडी हाउसिंग के लिए एक लेयर कूलिंग फैन का उपयोग करें क्योंकि इसमें बहुत अधिक ओवरहैंग है- समर्थन की आवश्यकता नहीं है एक बार प्रिंट समाप्त हो जाने के बाद, किनारों को कुछ हद तक चिकना करने के लिए रेत करें और यदि एलसीडी फिट नहीं है तो इसे कुछ और सैंड करने का प्रयास करें, यह फिट होना चाहिए। एक बार केस हो जाने और पुर्जे प्रिंट हो जाने के बाद आप सब कुछ असेंबल करना शुरू कर सकते हैं। एलसीडी को एलसीडी हाउसिंग में लगाएं और पैडल के लिए ऑडियो जैक कनेक्टर को पीछे के छेद में लगाएं। एलसीडी और जैक कनेक्टर को जगह में लगाएं।. अब एलसीडी हाउसिंग को लकड़ी से गोंद दें, आप एलसीडी हाउसिंग के नीचे होंठ पर गोंद लगा सकते हैं। अब बटन के ऊपर बटन अक्षरों को गोंद करें। आपके पास जो स्पीकर है, उसके आधार पर आप इसे जगह में गोंद कर सकते हैं, मैं एक छोटा ग्रिल वाला स्पीकर है जो स्पीकर के छेद के चारों ओर 4 छेदों का उपयोग करता है। आपने अपने स्पीकर के लिए स्पीकर होल को कैसे संपादित किया, इसके आधार पर यह चरण आपके लिए अलग हो सकता है। नीचे 2 छेदों का उपयोग करके अल्ट्रासोनिक सेंसर को गोंद दें। आप ब्रेडबोर्ड, Arduino और ऑडियो एम्पलीफायर मॉड्यूल को जगह में गोंद कर सकते हैं। लेकिन यह आवश्यक नहीं है। सब कुछ फिर से कनेक्ट करें और आपका काम हो गया, बिजली चालू करें और आनंद लें!

चरण 3: ज्ञात समस्याएं और सीमाएं

यह उपकरण सही नहीं हैसबसे पहले यह एक खिलौना है, उत्पाद नहीं! Arduino को एक उपकरण के रूप में उपयोग करने के लिए नहीं बनाया गया है, इसलिए यह न सोचें कि समय 100% सही होगा। कोड में संचालन में अंतराल के कारण इस उपकरण को सटीक समय के साथ बनाना असंभव है। - कभी-कभी अल्ट्रासोनिक सेंसर में एक खराबी होती है जिसके परिणामस्वरूप एक यादृच्छिक नोट चलाया जा सकता है या गलत नोट चलाए जा सकते हैं।

- उपकरण का उपयोग करते समय मैं सेंसर के ऊपर रखने के लिए कार्डबोर्ड या लकड़ी के टुकड़े जैसी सपाट वस्तु का उपयोग करने की सलाह देता हूं। घुमावदार सतहें सेंसर से संकेतों को दर्शाती हैं, इसलिए इसके परिणामस्वरूप गलत नोट चलाए जा रहे हैं। आप अपने हाथ का उपयोग कर सकते हैं लेकिन इसे जितना संभव हो सके सेंसर के ऊपर सपाट और स्थिर रखें।- ऑटोप्ले से वापस चालू पर स्विच नहीं करना। यह कोड में एक बग के कारण होता है जो मुझे अभी तक नहीं मिला है। आप इसे ऑटोप्ले बटन दबाकर हल कर सकते हैं और साथ ही पेडल दबा सकते हैं। या आप इसे फिर से बंद और चालू कर सकते हैं।

- एक नोट खेलते समय अंतराल, ऐसा इसलिए है क्योंकि आर्डिनो में कोड कुछ मिलीसेकंड लेता है जिसे हटाना असंभव है क्योंकि आर्डिनो उपकरण बनाने के लिए नहीं बनाया गया है।- कुछ कोड डच में है, ऐसा इसलिए है क्योंकि मैं डच हूं और कुछ अंग्रेजी शब्द एलसीडी पर फिट नहीं हुए। मैंने ज्यादा से ज्यादा अंग्रेजी में करने की कोशिश की।

चरण 4: DIY सुधार

इसे बनाने के बाद आपका काम पूरा नहीं हुआ है! आप अपने खुद के कौशल में सुधार करने की कोशिश कर सकते हैं और इसमें उन सुविधाओं को जोड़ सकते हैं जिन्हें मैं अपने पास मौजूद समय सीमा में एकीकृत नहीं कर सका। जिन चीजों को आप आजमा सकते हैं:

- कई ध्वनियाँ जोड़ना- एक ही समय में कई स्वर बजाना- अधिक स्पीकर जोड़ना- अधिक शैलियाँ जोड़ना!- अपने संगीत के साथ उस नृत्य का नेतृत्व करना जोड़ें