Comptador d'aplaudiments: 8 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Des de l'any 2001 vaig començar a prendre classes de bateria. Després de deu anys, el 2011, vaig entrar a la meva primera banda de concerts i em vaig enganxar. Fer música junts i tocar en un concert és il·lusionant. Ara estic en una banda de concerts diferent des de fa més de cinc anys. Tenim dos concerts a l'any i diverses comissions al costat.

Com a tema del nostre concert de Cap d'Any, hem volgut celebrar una cerimònia de lliurament de premis a les millors cançons que hem tocat. La configuració va ser que vam tocar dues cançons a cada categoria. Per exemple, "Ice versus fire", per al qual vam interpretar una combinació de "Frozen" i una de "How to train your dragon". A continuació, el públic hauria de votar per la millor cançó, que obtindria un premi imprès en 3D personalitzat.

Mentre feia una pluja d’idees durant els preparatius, teníem moltes idees sobre com fer votar el públic, des de vots en paper fins a aplicacions. Però tots aquests suggeriments requereixen l’aturada de l’espectacle per a cada premi, alhora que distreu seriosament el públic. Quan es va suggerir un mesurador d’aplaudiments, tots sabíem que tocàvem l’or. Però algunes cerques en línia no van revelar cap solució real a punt. Així que em vaig aixecar amb valentia, em vaig declarar novell i vaig afirmar que podia construir-ne fàcilment des de zero amb un pressupost força reduït.

Oh, noi, no estava preparat per al forat de conill en què cauria.

Subministraments

Eines

• El vostre trepant sense fil preferit
• Broca circular i altres bits
• tornavisos
• Impressora 3D (opcional)

Caixa

• Fusta contraxapada. (Trio el multiplex de 8 mm, però, en retrospectiva, hauria d'haver estat de 12 mm o més gruixut)
• 4 X porta magnètica (opcional a posteriori)
• Cargols

Electrònica (5V)

• Arduino Nano
• Amplificador de micròfon Electret: MAX4466 amb guany ajustable (o similar, sigui el que convingui més)
• Mòdul de relé de 2 canals de 5 X 5 V
• Transformador de 220V a 5V
• cables, molts curts, i un cable de quatre fils de diversos metres per al control "remot"
• dos interruptors

Electrònica (220V)

• cables elèctrics estàndard (les restes de la construcció de cases són ideals, però millor flexibles)
• Presa d'alimentació de CA fusionada (opcional però molt recomanable)
• Bombetes que escolliu
• Preses de bombetes

Pas 1: Circuit de 5V: Arduino

Hi ha tres parts principals en aquesta construcció: (1) l'electrònica de 5V que farà el "pensament dur": escoltar i decidir quan i quins llums s'encenen; (2) la carcassa perquè s'adapti bé a tot, amaga tots els "delictes" i (3) el circuit de 220V controlat pels circuits de 5V.

Comencem pels circuits de 5V, ja que podem construir-ho a petita escala.

No va ser una tasca fàcil trobar recursos en línia. Vaig imaginar deu llums, que s’encenien segons la intensitat dels aplaudiments, però sembla que ningú no ho havia fet abans. Per tant, vaig començar petit; A tinkerCAD he creat una simulació en línia de com volia que fossin les peces electròniques de 5V. Podeu trobar el meu disseny molt rudimentari amb codi aquí: https://www.tinkercad.com/things/8mnCXXKIs9M o més avall en aquesta pàgina com a fitxer "Applause_1.0.ino".

Fer una versió esborrany en línia i provar diversos codis Arduino en aquesta simulació em va ajudar realment a obtenir una millor visió del que calia per a aquesta compilació. D'aquesta manera vaig experimentar afegint una manera de controlar el comportament del programa: vaig acabar amb dos commutadors. Un interruptor activa i desactiva la mesura i l’altre restableix la puntuació a 0/10.

Vaig obtenir tots els components necessaris: alguns LEDs, resistències, un Arduino i, sobretot, un micròfon compatible amb Arduino.

Vaig construir el circuit i ho vaig provar tot al següent assaig, només per adonar-me que el micròfon que vaig comprar era sensible per al meu ús. Només un clap a una proximitat raonable, o només la banda tocant, saturaria el micròfon donant una puntuació de 10/10. Això em va portar a buscar un micròfon amb guany variable. Finalment em vaig fixar en l'amplificador de micròfon Electret: MAX4466. Té un cargol molt petit a la part posterior amb el qual podeu configurar el guany. (nota lateral: també vaig canviar l'Arduino uno per un Arduino Nano sense cap motiu particular).

El MAX4466 va tenir un millor rendiment, però també va aconseguir un màxim rendiment quan aplaudí a prop, per tant, vaig decidir incloure el temps de clausura com a variable a la fórmula en lloc de només la intensitat dels aplaudiments. També he escrit una mica més d'un codi elegant per a aquesta versió 2.0 del programari (fins i tot si ho dic jo mateix). Si es superés el llindar de volum, només s’encendria la primera llum seguida d’una breu pausa durant la qual no es podrien encendre cap llum. Després d’esperar, l’Arduino escoltava si el so encara era prou fort perquè s’encengués la segona llum, si és així, la llum s’encén i es produirà el següent període d’espera. El temps d’espera augmentaria cada vegada que s’encenia una nova llum. Un aplaudiment hauria de durar 22,5 segons al màxim volum perquè els llums es mostressin 10/10. Podeu trobar el codi a tinkerCAD https://www.tinkercad.com/things/lKgWlueZDE3 o a continuació com a fitxer "Applause_2.0.ino"

Una prova ràpida amb els mòduls de relés connectats en lloc dels LEDs em va ensenyar que els relés estaven activats quan el senyal era BAIX i apagat quan el senyal era ALT. No hi ha cap problema, només cal canviar algunes ON i OFF del codi i ja estàvem a punt.

Amb tot això resolt. Podria començar a soldar-ho tot junt. Però necessitava saber quant de temps haurien de ser totes les connexions dins de la caixa. Primer, doncs, construïm la caixa exterior i organitzem-hi tots els components.

Pas 2: dissenyar la caixa

Un segon aspecte d'aquesta construcció va ser la seva estètica. El mesurador d’aplaudiments estaria al centre de l’atenció, de manera que almenys havia de quedar bé. Vaig triar construir una caixa de fusta, ja que tinc les eines bàsiques per a això i és relativament fàcil.

Després d’haver après a tinkerCAD que experimentar en el món digital és molt educatiu, també vaig dissenyar la caixa de comptadors d’aplaudiments del popular programa 3D-CAD Fusion360 abans de comprar qualsevol dels materials necessaris.

Al llarg de diverses iteracions, finalment em vaig decidir per aquest disseny (vegeu les imatges). És una senzilla caixa rectangular amb els llums que surten dels forats circulars del tauler frontal.

Es van evitar els cargols lletjos al tauler frontal afegint algunes barres de suport a la part interior del tauler frontal, on més endavant es fixarien els insercions magnètiques de les portes. El sistema de tancament magnètic té en compte més una característica de seguretat que realment necessària, ja que les barres mantenien la placa frontal només per fricció, bé.

També he afegit l'electrònica al meu disseny digital. Això va canviar algunes coses, de manera que ja estava donant els seus fruits que el vaig dissenyar per primera vegada a Fusion360. Per exemple, la caixa necessitava ser una mica més ampla que els 15 cm inicials perquè els relés s’adaptessin de costat. També vaig acabar modelant i imprimint suports de plàstic per a les preses de llum que, al seu torn, mantindrien els llums al seu lloc. Aquesta em va semblar l’opció que em donaria prou “espai de moviments” per a futurs errors. (Sé que aquests titulars també es poden comprar com a tals, però això em va costar tres vegades més i tenia un pressupost)

He afegit aquí el fitxer F360 del meu disseny final perquè pugueu fer-hi referència i jugar-hi.

Pas 3: Construir la caixa

Amb el disseny digital finalitzat, era hora d’anar a la ferreteria, comprar una làmina gran de fusta contraxapada i començar a tallar. Com que no posseïa eines tan "elegants", vaig anar al lloc dels meus pares un cap de setmana i hi vaig tallar la fusta a mida.

El meu disseny, però, va acabar produint un full de tall força exòtic:

• 2 vegades 16,6x150cm per a la part davantera i posterior
• 2 vegades 16,6x10,2cm per a la part superior i inferior
• 2 vegades 10,2x148,4cm per als laterals

Les barres de suport a l'interior del tauler frontal eren restes i s'utilitzaven com a tals en cas contrari, la longitud preferida hauria estat de 134cm i 12cm.

Un cop a casa, vaig disposar totes les peces al terra i amb l’ajut d’unes pinces de cantonada (prestades), vaig començar a foradar prèviament i cargolar les taules. Recordeu que els cargols només van a la part superior, inferior i posterior del mesurador per a reaccions estètiques pures.

El pilot que perforava els forats i cargolava tots els taulers es va fer en una tasca precària, ja que la fusta contraxapada només tenia 8 mm de gruix, sovint em vaig maleir per pensar que els 8 mm serien prou gruixuts.

El tauler frontal necessitava uns forats espaiats acuradament d’uns 5 cm de diàmetre. Vaig marcar la línia central del tauler frontal i vaig començar per un costat. El centre del primer forat era de 8 mm (el gruix del material) + 75 mm (la meitat de 150 mm) de la vora del tauler. La resta de forats estan separats per 150 mm. Al final, només vaig marxar 2 mm quan vaig marcar el desè forat … va ser un bon dia!

L’única broca circular que podia demanar en préstec era de 51 mm, més que prou propera per poder començar a perforar feliçment.

Les guies de la placa frontal es van enganxar a l'interior de la placa frontal amb una simple cola de fusta.

Pas 4: Instal·lació dels endolls a la caixa

Els primers components que es munten a la nostra caixa de nova construcció són els suports de sòcol de llum. La raó d'això és que els suports s'han de col·locar centrats sota cada forat de la placa frontal. Com que el suport manté les preses de llum en posició, que al seu torn tindran les bombetes cargolades, i les bombetes són literalment l’únic que sobresurt del tauler frontal i, per tant, és l’únic que no es pot moure a una altra posició dins de la nostra caixa. Com que la seva posició és fixa, haurien d’entrar primer, per assegurar-se que no cometi un error estúpid més endavant.

Com he esmentat abans, hi ha preses de llum disponibles en el comerç amb un suport integrat per muntar-les perpendicularment a una paret, però costen 4 vegades més que les senzilles que es fan per penjar del sostre sense ni tan sols intentar queda bonica. Per tant, vaig buscar un suport imprès en 3D i barat per a les preses. (Fitxer STL a continuació). Quan vaig fer el disseny en 3D, em vaig assegurar que hi hauria prou espai per "moure's" per col·locar els endolls a diverses profunditats.

Vaig imprimir només un suport per verificar el disseny. Després vaig imprimir 9 suports alhora, omplint completament tota la meva placa de construcció i acabant durant més de 50 hores.

Vaig marcar arbitràriament la part superior i inferior de la placa frontal i la caixa (recordeu que vaig tenir una enorme desviació de 2 mm entre el disseny digital i la realitat). Llavors vaig començar el tediós procés de centrar un suport amb la tapa al seu lloc, aixecar amb cura la part frontal, marcar-ne la posició amb llapis i passar al següent suport. Quan es va acabar tot, vaig tornar a comprovar totes les posicions abans de cargolar-les finalment a la placa posterior.

Una nota sobre els cargols: el disseny del meu suport té una base bastant gruixuda, es fa a propòsit per assegurar-me que els meus cargols de 16 mm de llarg no treuen la part posterior de la placa posterior de 8 mm. Una altra raó per apostar per una fusta contraxapada més gruixuda. (Oblida't de "viure, estimar, riure", és "viure, estimar i aprendre").

De totes maneres, les preses de llum eren a continuació. Vaig escollir l’alçada preferida per la qual volia que sortissin les bombetes per sobre del tauler frontal i, a continuació, vaig mesurar la profunditat en què haurien de ser els endolls, posicionant-ho tot amb cura mentre el frontal està tancat, aixecant-lo i mesurant-lo. Un petit detall: primer vaig haver de descargolar i trencar un tros de l’extrem del cable de totes les preses que servien de descàrrega per als cables quan penjaven horrible del sostre, però, ja que els muntava en suports impresos personalitzats, no em van complir cap funció. Encara pitjor, l’alivat de tensió va provocar que els cables resistissin al revolt estret que els obligava, fent així la seva feina perfectament, de manera que es va haver d’eliminar l’alivació per tal que els endolls s’adaptessin als suports tal com volia.

Vaig enganxar tots els endolls dels suports i el vaig deixar posar durant la nit amb gomes que mantenien la pressió. Per descomptat, vaig oblidar fabulosament que vaig comprar 9 bombetes normals i una de grassa per a la desena llum, aquesta llum més gran és més esfèrica en lloc de pera i requereix un endoll situat més a prop de la caixa que la resta de llums..(Viu i aprèn)

Per tant, em vaig veure obligat a trencar la cola (només trencant lleugerament la meva impressió 3D) per alliberar el sòcol i tornar-lo a col·locar. Després de tenir una gran quantitat de cola per fixar el suport i unir-lo al sòcol a l'alçada adequada, es va fer el muntatge dels sòcols.

També vaig cargolar els connectors dels endolls de llum a un dels costats de la placa posterior.

Pas 5: soldar l'electrònica de baixa tensió

El següent ordre de treball és “posar en sec” tota l’electrònica de baixa tensió de la caixa per fer-se una idea de quant de temps han de dur les connexions soldades entre les peces.

Vaig començar col·locant l'Arduino al centre entre la llum 5 i la 6 i disposant els relés als llocs adjacents de dalt i de baix.

Em vaig adonar que no hi cabrien cargols de fusta pels forats de l'Arduino nano. Això es resol ràpidament soldant algunes capçaleres femenines en una taula de pa soldable. Les capçaleres aguantaran l'Arduino i alguns forats de la placa de circuit acceptaran els cargols de fusta sense queixos. Aquesta placa soldable també allotjarà les capçaleres del micròfon a connectar, els connectors (amb cables) per anar als relés i el cable llarg per a la caixa del control remot.

Quant a la caixa remota; Necessitava dos interruptors al final d'un cable molt llarg. Estic a la part posterior de l’escenari com a percussionista, mentre que el metre estaria a la part davantera de l’escenari. Vaig comprar 20 m de filferro de 4 fils que s'utilitza generalment per soldar tires de LED. Per allotjar els dos commutadors, vaig dissenyar i vaig imprimir en 3D una caixa senzilla (fitxers STL i F360 a continuació), però qualsevol caixa rectangular amb alguns retalls per als components i els cables farà la feina.

Després de mesurar la distància entre els components i agafar un excés generós en aquesta distància, vaig escalfar el soldador i vaig començar a soldar.

Soldar totes les connexions requereix certa paciència i, sobretot, certa concentració per fer-ho bé. He inclòs l'esquema de cablejat que he utilitzat per fer totes les connexions, però tingueu en compte que el cablejat pot ser una mica diferent si utilitzeu components diferents. (O si he comès un error al meu diagrama)

Al final, el meu cablejat semblava que un ocell hi intentés niar. No obstant això, no es van produir errors miraculosament i res va començar a fumar en encendre el corrent.

Amb tot connectat, podria cargolar totes les plaques de circuit al tauler posterior dels separadors impresos en 3D. Aquestes diferències tenen dues funcions: (1) sempre és una bona idea deixar espai entre les plaques de circuits i la placa en què es munten. I (2) ja m'he queixat que tinc cargols de 16 mm i fusta contraxapada de 8 mm i que, per tant, corro el perill constant de cargolar els cargols directament per la fusta? Sí, els separadors també s’asseguraven que els meus cargols no arribessin a l’altre extrem de la caixa de fusta contraxapada.

[NOTA] En retrospectiva, recomanaria utilitzar 5 relés per mòdul de relé. La meva idea d’utilitzar dos mòduls de relé de 8 canals era permetre un relé trencat, en aquest cas simplement hauria de canviar les connexions i el comptador d’aplaudiments tornaria a funcionar. Això també dividiria les connexions de 220V una mica millor entre els dos mòduls, cosa que farà que la gestió de cables sigui una mica més … manejable. (Viu i aprèn)

Pas 6: Connexió dels components de 220V

Amb tots els components de baixa tensió al seu lloc, és hora de fer un treball seriós i instal·lar el circuit de tensió principal.

No cal dir que mentre es treballa amb els cables NO, en cap cas, els connecta a la xarxa elèctrica !!!!!

Juntament amb el tècnic que instal·laria i controlaria els llums d’espectacle per al nostre proper concert, vam decidir utilitzar una presa d’alimentació fusionada com a entrada d’alimentació per al comptador d’aplaudiments. Això ens va assegurar que qualsevol cable de qualsevol longitud pogués adaptar-se i subministrar energia al nostre comptador.

A més, això afegiria una capa de seguretat a la nostra configuració: Aquests connectors estan equipats amb un fusible que bufa per sobre d’un determinat amperatge, assegurant-se que no hi hagi res a la memòria cau si no se suposa.

Per instal·lar aquest endoll necessitàvem les seves mesures exactes. Tanmateix, té una forma força complexa. Per tant, el més senzill que se m’acut és prémer l’endoll sobre un tros de cartró i traçar els contorns de l’endoll. Les línies de nivell es poden retallar produint una plantilla que es pot transferir a la fusta.

Quan marqueu i retalleu la ubicació del endoll, tingueu en compte que ja hi ha components instal·lats a l’interior del comptador que ja no es poden moure, limitant les possibles ubicacions on el endoll pot sortir de la caixa. El mateix passa amb el forat de sortida del cable de 20 m de llarg per al control "remot".

Normalment, es tallaria el forat amb una serra, però no tinc aquest dispositiu i estava impacient, de manera que simplement he forat al llarg dels contorns i he tallat el forat amb una fulla afilada. Això funciona, però no el puc recomanar, ja que gairebé em tallo els dits.

Ara només es tracta de connectar-ho tot junt. He fet un esquema de cablejat del circuit de 220 V per facilitar-ne la referència. El cable calent està connectat a totes les llums en paral·lel, mentre que el fil neutre és interromput pels relés abans de connectar-se als llums. És tan senzill com això. Assegureu-vos que connecteu la llum correcta al relé correcte, o bé haureu de tornar a connectar l’extrem de control de 5V o els cables de 220v per solucionar l’error.

Hi ha una instrucció sobre com connectar els cables a la presa d’alimentació fusionada que explica tot el millor que mai, així que salta per allà, però recorda tornar a saltar aquí (https://www.instructables.com/id/Wire- Presa d'alimentació masculina de CA alternada /)

[NOTA] Per connectar els cables neutres als relés situats al centre, he connectat un cable al sòcol fusionat i el he dividit en deu abans de connectar-lo als relés. Tenia previst passar pels cables neutres dels relés, connectant totes les entrades de relé paral·lelament. No obstant això, els terminals de relé no van acceptar més d’un cable que em va obligar a trobar una altra solució. Per fer aquesta divisió, es recomana utilitzar un connector d'algun tipus. No ho tenia (i estava impacient) i només vaig lligar tots els cables en un gran nus abans d’aïllar-ne l’infern. No recomano aquest "nus" per motius de seguretat elèctrica. ESPECIALMENT per la seva proximitat a la placa Arduino. Tanmateix, sembla que funciona molt bé.

Pas 7: Snapper magnètics (opcional)

Aquest pas és completament opcional, ja que les guies del panell frontal mantenen suficientment la placa frontal només per fricció. Vaig decidir incloure els snapper com a element de seguretat, de manera que el tauler frontal no es desprengués sense que jo volgués que es desprengués

Vaig estar despert moltes nits pensant en quin seria el millor mètode per subjectar el tauler frontal de la caixa on pertanyia. Al final, se m’acut l’ús de tancaments magnètics de portes. Dubto que sigui el terme oficial d’aquests dispositius intel·ligents, però els reconeixeràs de seguida. Els parapols magnètics s’utilitzen amb més freqüència per mantenir les portes de l’armari tancades sense utilitzar un pany.

He fixat la part magnètica a la carcassa exterior del mesurador d'aplaudiments (panell superior, inferior, esquerre o dret). Això es va fer mitjançant cargols i espaciadors impresos en 3D (yadda yadda yadda, cargols llargs, fusta fina, ja sabeu la història ☺)

Les plaques metàl·liques es van cargolar a la fusta de les guies. Aquesta també va ser la primera vegada que la fusta tenia prou gruix per no fer servir cap espai (sí). Tanmateix, vaig tenir alguns problemes per determinar la posició de les plaques metàl·liques. He trobat una solució:

1. Connecteu la part magnètica a la caixa
2. col·loqueu la placa metàl·lica sobre l’imant en la seva posició perfecta
3. als forats del plat, col·loqueu una bola de "Pritt-buddy" (una mena de cola tipus xiclet per enganxar cartells a les parets sense passadors, probablement també funcionaria xiclet normal)
4. amb un marcador d'alcohol, feu un punt a la bola de Pritt-buddy al lloc on hi ha els forats
5. tanqueu la tapa i transferiu part de la tinta del marcador a la fusta
6. Aixequeu la tapa i tadaa! Heu marcat una mica cap a on haurien d’anar els cargols
7. traieu els amics i la placa i torneu-la a la posició correcta, primer proveu-la
8. pas 8: beneficis

Vaig col·locar quatre paràmetres magnètics a la caixa: un a la part inferior, un a la part superior, un al mig esquerre, un al mig dret.

Els parcs que vaig triar tenien una força de subjecció de 6 kg. Amb quatre d'aquests, van proporcionar prou força per aixecar gairebé tota la caixa només pel tauler frontal.

Pas 8: què faria de manera diferent

Mentre feia aquest mesurador d’aplaudiments, sovint em maleia el passat per prendre decisions ximples, aquí enumeraré les lliçons més importants que he après:

• Utilitzeu fusta més gruixuda. De debò, fer una caixa amb fusta contraxapada de 8 mm és possible, però suposa molts desafiaments i fa complir alguns compromisos.

  • En primer lloc, perforar tots els forats dels cargols per pilot és un repte perquè no hi ha tolerància a les broques amb angle incorrecte.
  • En segon lloc, els cargols que tenia eren de 16 mm (ho he esmentat abans?). Això em va obligar a fer algunes diferències quan es cargolava a la fusta per evitar que els cargols sortissin de l’altre costat, però, al mateix temps, això significava que els cargols no penetraven prou a fons per aconseguir una tracció suficient per mantenir premuts alguns components.
  • ….
  • només cal utilitzar fusta més gruixuda