Air mancur musikal yang dikendalikan Arduino menggunakan sensor suara

Ada beberapa pancuran air yang tanpa syarat memercikkan air dengan beberapa efek pencahayaan yang menarik. Jadi saya mengembara tentang merancang air mancur inovatif yang dapat merespons musik eksternal dan memercikkan air tergantung pada ketukan musik. Bukankah ini terdengar menarik?

Ide dasar dari Arduino Water Fountain ini adalah untuk mengambil input dari sumber suara eksternal seperti ponsel, iPod, PC dll, mengambil sampel suara dan memecahnya ke rentang tegangan yang berbeda, kemudian menggunakan output tersebut untuk menyalakan berbagai Relay. Kami pertama kali menggunakan modul sensor suara berbasis mikrofon kondensor untuk bekerja pada sumber suara untuk membagi suara menjadi rentang tegangan yang berbeda. Kemudian tegangan akan diumpankan ke op-amp untuk membandingkan level suara dengan batas tertentu. Kisaran tegangan yang lebih tinggi akan sesuai dengan sakelar relai ON yang terdiri dari air mancur musikal yang beroperasi dengan ketukan dan ritme lagu. Jadi disini kita membangun Air Mancur Musikal ini dengan menggunakan Arduino dan sensor suara.

Bahan yang dibutuhkan

Arduino Nano
Modul Sensor Suara
Modul Relai 12V
Pompa DC
LED
Menghubungkan kabel
Vero board atau Breadboard

Cara Kerja Sensor Suara

Modul sensor suara adalah papan elektronik berbasis mikrofon electret sederhana yang digunakan untuk merasakan suara eksternal dari lingkungan. Ini didasarkan pada penguat daya LM393 dan mikrofon electret, dapat digunakan untuk mendeteksi apakah ada suara di luar batas ambang yang ditetapkan. Keluaran modul adalah sinyal digital yang menunjukkan bahwa suara lebih besar atau lebih kecil dari ambang batas.

Potensiometer dapat digunakan untuk mengatur sensitivitas modul sensor. Keluaran modul adalah TINGGI / RENDAH ketika sumber suara Lebih Rendah / lebih tinggi dari ambang batas yang ditetapkan oleh potensiometer. Modul sensor suara yang sama juga dapat digunakan untuk mengukur tingkat suara dalam desibel.

Diagram Sirkuit Sensor Suara

Seperti yang kita ketahui bahwa pada modul sensor suara, perangkat input dasar adalah mikrofon yang mengubah sinyal suara menjadi sinyal listrik. Tetapi karena output sinyal listrik dari sensor suara sangat kecil ukurannya yang sangat sulit untuk dianalisis, jadi kami telah menggunakan rangkaian penguat transistor NPN yang akan memperkuatnya dan memberi makan sinyal output ke input non-inverting dari Op- amp. Disini OPAMP LM393 digunakan sebagai pembanding yang membandingkan sinyal listrik dari mikrofon dan sinyal referensi yang berasal dari rangkaian pembagi tegangan. Jika sinyal input lebih besar dari sinyal referensi maka output dari OPAMP akan tinggi dan sebaliknya.

Anda dapat mengikuti bagian sirkuit Op-amp untuk mempelajari lebih lanjut tentang cara kerjanya.

Diagram Sirkuit Air Mancur Musikal

Seperti yang ditunjukkan pada diagram rangkaian air mancur musikal di atas, sensor suara didukung dengan suplai 3,3V Arduino Nano dan pin output dari modul sensor suara dihubungkan ke pin input analog (A6) Nano. Anda dapat menggunakan pin analog mana pun, tetapi pastikan untuk mengubahnya dalam program. Modul relai dan pompa DC diberi daya oleh catu daya 12VDC eksternal seperti yang ditunjukkan pada gambar. Sinyal input modul relai terhubung ke pin output digital D10 Nano. Untuk efek pencahayaan, saya memilih dua warna LED yang berbeda dan menghubungkannya ke dua pin keluaran digital (D12, D11) Nano.

Di sini Pompa dihubungkan sedemikian rupa sehingga ketika pulsa TINGGI diberikan ke input modul Relay, kontak COM dari relai terhubung ke kontak NO dan arus mendapat jalur sirkuit tertutup untuk mengalir melintasi pompa ke aktifkan aliran air. Jika tidak, pompa akan tetap MATI. Pulsa TINGGI / RENDAH dihasilkan dari Arduino Nano tergantung pada input suara.

Setelah menyolder rangkaian lengkap pada perfboard, akan terlihat seperti di bawah ini:

Di sini kami menggunakan kotak plastik sebagai wadah air mancur dan pompa mini 5v untuk bertindak sebagai air mancur, kami menggunakan pompa ini sebelumnya pada robot pemadam kebakaran:

Pemrograman Arduino Nano untuk Air Mancur Menari

Program lengkap proyek air mancur Arduino ini diberikan di bagian bawah halaman. Tetapi di sini saya hanya menjelaskan itu dengan bagian-bagian untuk pemahaman yang lebih baik:

Bagian pertama dari program ini adalah mendeklarasikan variabel yang diperlukan untuk menetapkan nomor pin yang akan kita gunakan di blok program berikutnya. Kemudian tentukan REF konstan dengan nilai yang merupakan nilai referensi untuk modul sensor suara. Nilai yang ditetapkan 700 adalah nilai ekuivalen byte dari sinyal listrik keluaran sensor suara.

sensor int = A6; int redled = 12; int dihijaukan = 11; pompa int = 10; # Tentukan REF 700

Dalam fungsi pengaturan kosong kami telah menggunakan fungsi pinMode untuk menetapkan arah data INPUT / OUTPUT dari pin. Di sini sensor diambil sebagai INPUT dan semua perangkat lain digunakan sebagai OUTPUT.

void setup () { pinMode (sensor, INPUT); pinMode (merah, OUTPUT); pinMode (berwarna hijau, OUTPUT); pinMode (pompa, OUTPUT); }

Di dalam infinite loop , fungsi analogRead disebut yang membacakan input nilai analog dari pin sensor dan menyimpannya dalam variabel sensor_value .

int sensor_value = analogRead (sensor);

Pada bagian terakhir loop if-else digunakan untuk membandingkan sinyal input analog dengan nilai Reference. Jika lebih besar dari referensi, maka semua pin output diberi output HIGH sehingga semua LED dan Pump diaktifkan, jika tidak semuanya tetap OFF. Disini kami juga memberikan delay sebesar 70 Milidetik untuk membedakan waktu ON / OFF Relay.

if (sensor_value> REF) { digitalWrite (berwarna hijau, TINGGI); digitalWrite (merah, TINGGI); digitalWrite (pompa, TINGGI); penundaan (70); } lain { digitalWrite (berwarna hijau, RENDAH); digitalWrite (redled, LOW); digitalWrite (pompa, RENDAH); penundaan (70); }

Beginilah cara kerja Air Mancur yang dikendalikan Arduino ini, kode lengkap dengan video yang berfungsi diberikan di bawah ini.