Электрический дрозд: 6 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Проекты Fusion 360 »

Сидя поздним вечером на палубе, меня по-настоящему поразил звонкий крик крошечной птички, сидящей на голой ветке на вершине далекой березы. Звонок невероятно мощный для уха. Он принадлежит к семейству уникальных певцов - дроздов. Это был дрозд-отшельник. Их песни были охарактеризованы как «голос прохладного, темного, мирного одиночества, который птица выбирает для своего дома». В эту группу входят: Varied, Wood, Hermit и Swainsons. На Аляске его называют лососевой птицей на северо-западном побережье, когда он появляется во время ягодного сезона.

Удивительны уникальные органы, которые позволяют такой крошечной птице транслировать свой голос. Совсем недавно самый громкий из когда-либо записанных криков птиц - сравнимый по интенсивности с копанием свай или обезьяной-ревуном - был задокументирован как брачный крик Белой колокольчика. Отдача должного электронному факсимиле этого голоса и является источником этого проекта. Этот электрический дрозд на солнечных батареях использует SD-карту птичьих криков из Корнельской лаборатории орнитологии в виде файлов. WAV и воспроизводит их в случайном порядке, когда датчик PIR обнаруживает что-то теплое с ушами.

Шаг 1. Соберите материалы

Солнечные панели, усилители и что-то, что будет воспроизводить файлы WAV, - ваши основные строительные блоки. Вы можете заменить все, кроме этих размеров и настройки, с этим 3D-принтом.

1. Uxcell 2Pcs 6V 180mA Poly Mini Solar Cell Panel Module DIY для Light Toys Зарядное устройство 133 мм x 73 мм $ 8

2. Плата аудиоусилителя, плата мини-усилителя DROK 5W + 5W PAM8406 DC 5V Цифровой стереоусилитель мощности 2.0 Двухканальный модуль усиления класса D для акустической системы DIY $ 13

3. AIYIMA 2 шт. Сабвуфер 2 дюйма 4 Ом 5 Вт Полнодиапазонный динамик Мини DIY Аудио Громкоговоритель сабвуфера $ 6

4. Инфракрасный корпус инфракрасного датчика движения DIYmall HC-SR501 Pir Motion для Arduino $ 2

5. Adafruit Music Maker FeatherWing - MP3 OGG WAV MIDI Synth-плеер $ 19

6. Adafruit Feather 32u4 Basic Proto $ 19.

7. Аккумулятор 18650 $ 4

8. TP4056 - зарядное устройство 1 $

9. Переключатель. Прочный металлический переключатель включения / выключения с зеленым светодиодным кольцом - 16 мм, зеленый вкл. / Выкл. 5 долларов США.

10. Индикатор напряжения литий-ионной батареи Icstation 1S 3,7 В, 4 секции, синий светодиодный дисплей $ 2

11. Кнопка - 1 доллар США.

12. Миниатюрное реле Adafruit FeatherWing за 8 долларов США.

Шаг 2: 3D-печать

Все дизайны были выполнены в Fusion 360. Размеры диффузора динамика были взяты из анализа дизайна рупора, который я нашел в Интернете: https://audiojudgement.com/folded-horn-speaker-design/ Физика его казалась сложной а размер рожка определяется тем, какие частоты вы хотели незаконно. Я просто проигнорировал все это и взял профиль рожка, который вы можете увеличить или уменьшить в зависимости от того, насколько большой объект может обрабатывать ваш 3D-принтер. Я использовал Creality CR10, загруженный PLA, и он неплохо выдержал, несмотря на то, что на Аляске было довольно холодно. Для любого другого помещения я бы использовал PETG для дополнительной термостойкости, особенно если вы покрасите его в черный цвет, иначе рог начнет выглядеть как старая шляпа волшебника… что может быть нормально. Полость динамика предназначена для этих действительно хороших 2-дюймовых динамиков с удивительно хорошим звучанием. Есть 4-дюймовые динамики от той же компании, которые вы, возможно, захотите использовать, но вам придется изменить размеры корпуса динамика для них. Вам не потребуются опоры ни на одном из напечатанных объектов. Причина, по которой он так странно раскололся, заключается в том, чтобы позволить ему лежать ровно. Я покрасил рог черной краской в стиле «Мел», чтобы придать текстуру отпечатанной форме. Заднее крепление с электроникой окрашено текстурированной краской Rock. Не закрашивайте углубление в месте соединения рожков, так как это нарушит крепление.

Шаг 3: Подключите его

Устройство работает, постоянно подавая питание от батареи 18650 на устройство PIR и реле. Когда PIR обнаруживает движение, он отправляет синхронизированный высокий сигнал на реле без фиксации в течение установленного периода для песни, который включает как усилитель, так и компьютер, чтобы инициировать случайный выбор песни с SD-карты, заполненной файлами WAV. Затем таймер отключает реле, и устройство переходит в режим ожидания до следующего вызова PIR. Использование подхода Feather сделало это довольно легко. Сначала я попытался использовать автономную звуковую плату от Adafruit, но, к сожалению, случайный выбор файлов не был действительно случайным, и он просто повторил ту же последовательность. Щит из перьев музыкального мастера позволяет вам использовать сменную SD-карту, если вы хотите переключиться на звуки ветра или храп. Он легко устанавливается на верхнюю часть базового блока 32U с помощью штырей. Вы хотите, чтобы релейный блок был отдельным, чтобы обеспечить его собственное питание, которое всегда включено. Кнопка питания обеспечивает питание PIR. Индикатор уровня заряда аккумулятора подключается к кнопке, чтобы проверять его только тогда, когда это необходимо. Усилитель довольно мощный и требует прямого подключения большого толстого провода от батареи через реле. Не экономьте на этом размере провода. Зарядное устройство представляет собой обычную установку TP с солнечными батареями, прикрепленными к входной стороне устройства. Используйте много горячего клея, чтобы закрепить проводку перед сборкой.

Шаг 4: запрограммируйте

Используйте замечательную программу Audacity, чтобы скачивать звуки из репозитория Cornell Lab и перезаписывать их в формате WAV. Я использую только один канал в этих записях. Это немного сложно и включает в себя изменение настроек ввода и вывода в Audacity, и существует множество веб-описаний в зависимости от вашего домашнего компьютера. К сожалению, лаборатория не позволяет напрямую загружать файлы WAV, но вы можете получить отличные результаты, используя Audacity для их записи. Используйте этот ресурс, чтобы убедиться, что ваши файлы подходят для скорости микроконтроллера: https://learn.adafruit.com/microcontroller-compatible-audio-file-conversion. Используйте этот ресурс для получения справочной информации об использовании этой комбинации досок: https://learn.adafruit.com/daily-cheer-automaton/overview. Приведенные выше файлы работают хорошо, но вы можете использовать свои собственные, и в этом случае просто продолжайте использовать ту же систему нумерации, добавляя столько файлов, сколько хотите. Вам нужно будет изменить максимальное количество файлов, перечисленных в программе, чтобы оно было рандомизировано до этого числа.

Шаг 5: Создайте это

Приклейте динамик к корпусу динамика. Есть четыре отверстия для болтов, но мне было проще приклеить его на место с помощью E6000. Провода громкоговорителей должны быть достаточно длинными, чтобы они проходили вокруг отверстия громкоговорителя и доходили до выходного отверстия в области крепления рупора и опускались в блок управления. Дополнительные три провода, соединяющие PIR, также должны продлить весь этот маршрут. Приклейте датчик PIR к его отверстию. Сориентируйте PIR так, чтобы были доступны элементы управления чувствительностью и временем. Подключите провода питания, заземления и данных к PIR. Посмотрите на электрическую схему в сети, чтобы убедиться, что это питание, данные и земля. Проверьте, где соприкасаются рупор и крепление - он будет правильно сориентирован, когда динамик свешивается прямо вниз. Просверлите отверстие диаметром 1/4 дюйма и в роге, и в креплении примерно в одном месте. Пропустите провода PIR и провода динамика через просверленное отверстие для рожка. С помощью гель-суперклея приклейте корпус динамика к рупору. Приклейте солнечные панели к креплению с помощью клея E6000 и пропустите провода от этих панелей в основной корпус на креплении. Вам нужно будет просверлить отверстия в креплении, чтобы провести эти провода. Эти панели производят более 6 вольт, поэтому подключайте их параллельно, чтобы обеспечить большую мощность. Медленно заполните блок управления компонентами, начиная с батареи, затем за стеком Feather и реле и в последнюю очередь - с громоздким усилителем. ВКЛ / ВЫКЛ прикручивается к контрольной пластине вместе с устройством проверки батареи, кнопкой, и, наконец, плата зарядки крепится к пластине, которая соединяет порт micro USB с портом зарядки на двери. Четыре винта №6 используются для фиксации двери после предварительного просверливания отмеченных отверстий и термоустановки 4 латунных вставок с накаткой. Отрегулируйте время и потенциометры чувствительности на ИК-датчике после его запуска, чтобы узнать, как долго вы хотите, чтобы песни воспроизводились (минимум 15 секунд) и насколько чувствительны к тепловым сигналам. Наконец, используйте гель-суперклей, чтобы прикрепить пластину PIR к корпусу динамика и прикрепите рупор к задней пластине.

Шаг 6: Использование

Устройство может заряжаться от солнечной батареи или работать через порт зарядки micro USB. Выключение главного выключателя по-прежнему позволяет заряжать его через солнечные батареи и микро-USB. Тестер заряда батареи включается только при нажатии кнопки включения / выключения на панели управления для экономии энергии. Моя работает уже некоторое время и легко справляется с потребляемой мощностью только за счет солнечной энергии. Звук через рупор очень громкий и имеет очень хорошие тональные качества. Я не уверен в физике того, почему это работает, но это действительно так. Когда мне наскучат птичьи звуки, я планирую заполнить карточку различными звуками типа «шушшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшш» и передать ее в местную библиотеку.

Второй приз Audio Challenge 2020