Investigación

Antes de comenzar el proyecto debe haber un proceso de investigación previo:

1. Historia

A lo largo del tiempo se han creado varios semáforos para medir los niveles de ruido de un aula. Por ejemplo, una empresa alemana llamada Betzold creó un semáforo para usarlo en clases de niños, tiene tres colores y caras con diferentes expresiones. Otra empresa, Conan, hizo algo similar. También se han creado aplicaciones para el móvil que miden los niveles de sonido y los muestran en gráficas.

2. Preguntas

Qué sensores se van a usar:

• Cual es la magnitud que queremos medir: decibelios.
• Opciones para medir el sonido:
  • MAX9812
  • DFR0034 DFROBOT
  • KY-038

Dónde se va a instalar el sistema:

• En una clase

Cómo se va a alimentar el sistema:

• Powerbank
• Pilas o baterías
• Enchufe

Cual va a ser el aspecto exterior del semáforo:

• Una caja de madera
• Imprimir algo en la impresora 3D

4. Documentación

Proyectos:

• Proyecto 1: El semáforo del aula por sonido utilizando tres bombillas.
• Proyecto 2: Semáforo de ruido utilizando tres LEDs.

Teoría:

• Funcionamiento Matriz LED: Controlar una matriz LED sin Neopixel.

Recursos:

• Programación matriz LED: Programar una matriz LED Neopixel de manera explícita.

Datasheet:

• Diferentes Arduinos: Arduino Nano, Mini y Micro y sus diferencias.
• Sensor ruido: Funcionamiento del sensor de ruido.

Solución de subsistemas:

• Suavizar valores del sensor: Eliminar los altibajos de los valores del sensor de ruido.
• Controlar Matriz LED: Funcionamiento de tiras de LED neopixel.
• Controlar Matriz LED: Mostrar un texto en una matriz.

5. Subsistemas

Medir el ruido:

• Conectar el micrófono a arduino.
• Imprimir los valores que detecta para observar su comportamiento.
• Calibrar el sensor y utilizar el código para medir los decibelios.
• Calcular las medias de decibelios.

Controlar la matriz LED:

• Conectar la matriz a arduino.
• Aprender a utilizar una matriz LED y a encenderla.
• Según la media que calcule, se programará para que se enciendan un número determinado de LEDs en un color específico.

Diseño de semáforo:

• Diseño de piezas para instalar el sistema.
• Impresión y montaje de piezas.

Opciones técnicas:

• Matriz:

Matriz led RGB matriz de 16x32 LEDs RGB sin NeoPixel.

Matriz led matriz LED de 8x8 con controlador MAX7129.

Matriz led neopixel matriz LED de 8x8 Neopixel.

• Sensor de ruido:

Sensor DFR0034 para medir ruido ambiente.

Sensor MAX9812 para captar sonidos concretos, para móviles por ejemplo.

Sensor KY-038 para detectar sonidos, no medirlos.

• Diseño:
  • Una opción sería hacer una caja de madera en la que colocar la placa de arduino y los cables para que solo se viese la matriz LED.
  • También podríamos utilizar la impresora 3D para fabricar una estructura que cumpliese la misma finalidad que la caja.

Para realizar la programación se utilizará la aplicación Arduino IDE que utilizaremos para programar las placas de Arduino.

6. Conclusiones

• Qué sensores se van a usar:

El micrófono DFR0034 DFROBOT es el que vamos a utilizar, ya que es el único de los mencionados capaz de medir el sonido ambiente de una clase.

• Dónde se va a instalar el sistema:

Se instalará en una clase en un lugar visible para medir el sonido ambiente, cercano a algún enchufe.

• Cómo se va a alimentar el sistema:

La mejor opción en principio sería enchufarlo

• Cual va a ser el aspecto exterior del semáforo:

Utilizaremos la impresora 3D para realizar una carcasa que se ajuste a todas nuestras necesidades.