Akustinen seinämoduuli SonicMoiré: 8 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Tämä "SonicMoiré" -seinämoduuli on suunniteltu yhteensopivaksi wikihousujen kanssa, aiomme käyttää sitä osana julkisivua. Sen aikaisempi tarkoitus oli suodattaa tietyt taajuudet kohinaspektristä ja vähentää siten kohinan altistumista huoneeseen tai vähentää ääni, jonka kuulet sen ulkopuolella. Tehosteet olisivat parhaita, jos koko seinäsi olisi tehty tällaisista moduuleista (ja myös huoneesi näyttäisi täysin hienolta:)).

Tämä projekti oli osa Multimodal Media Madness 2014 -ohjelmaa, jota isännöivät tietokoneavusteisen arkkitehtisuunnittelun (CAAD) puheenjohtaja ja RWTH Aachenin yliopiston Media Computing Group. Lisätietoja Smart Skinsistä on tällä sivulla:

Moduuli koostuu kehyksestä (jos sinulla on wiki -talo, voit rakentaa sen sen sijaan), jossa on kaksi rei'itettyä levyä etupuolella, joista yksi voidaan siirtää toista vasten. Eri muodostumien, joita reiät rakentavat siirtyessään, on tarkoitus suodattaa tietyt taajuudet pois kohinaspektristä. Tätä kutsutaan Moiré -efektiksi, idea perustuu Helmholtzin absorboijiin (rei'itetyt levyanturit).

Lisäsimme taustavaloa visuaalisiin tehosteisiin. Moduuli näyttää todella hypnoottiselta;)

Tämä on hieman enemmän työtä kuin vain viikonloppuprojekti, mutta annamme sinulle kirjoittamamme ohjelmiston, jotta säästät aikaa. Jos haluat tehdä tästä vielä suuremman projektin, voit silti kirjoittaa oman ohjelmiston.

Materiaalit:

Puu runkoa varten (1,8 cm leveä)

Puu kahdelle rei'itetylle levylle ja takalevylle (2 mm)

Finnboard (puukuitulevy/pahvi LED -valojen kiinnittämiseen, 2 mm, materiaali laserleikkureille/malleille. Vaihtoehto: ohut puu)

Leikkaa puukappale ja leikkaa se 7 pieneksi paloksi (2 x 2 x 1,9 cm)

Arduino Uno

Arduino SpectrumShield-v14 (Sparkfun)

Ohut mikrofoni (liitin)

Rasberry Pi B.

Micro USB USB -kaapeli

Kaapelit elektroniikan liittämiseen

470 ohmin vastus

Leipälauta

9 RGB -LEDiä WS2812 (tai muut LEDit, jotka tukevat käyttämäämme Adafruit NeoPixel -kirjastoa)

Kaapelit ja urokset LEDien juottamiseen (jos et käytä esivalmistettua LED -nauhaa)

Ultraääni-etäisyysanturi HC-SR04

Ruuvit

Pienet ruuvattavat koukut ja silmukat

Kotitalouksien kuminauhat

Jotkut ohut ja melko vahva merkkijono (lanka kelpaa)

2 servoa Hitech HS 311 (tai muu malli puulevyn painosta riippuen, meidän on <400 g)

Mattakalvo tai paperi (noin 50 x 50 cm)

Maali (valitsemme mustan kontrastin lisäämiseksi)

Teippi ja nestemäinen liima

DC-virtalähde (6-12 V, 2 A)

Jos käytät 12 V: n virtalähdettä, tarvitset 6 V: n jännitemuuntimen LEDeille, servoille ja antureille.

Työkalut:

Shaper (tai jokin muu vaihtoehto)

Laserleikkuri (tai jokin muu vaihtoehto)

Ruuvimeisseli ja akkuruuvinväännin

Porata

Juotin ja tarvikkeet (ei välttämätön, jos sinulla on käyttövalmiit LED-nauhat)

Vaihe 1: Kehys

Jos sinulla ei ole vielä rakennettu (wiki) taloa moduuliin, kuten meillä tai haluat rakentaa sen vain huvin ja ulkonäön vuoksi, käytä moduulia rakentaaksesi kehyksen.

Käytämme kehystä, jonka voit liittää yhteen ja purkaa uudelleen, kun mitään ei ole vielä kiinnitetty, jotta se olisi helpompi kuljettaa mukana. Leikkaa siksi osat seuraavilla toimenpiteillä (käyttämällä muotoilua tai mitä tahansa, katso kuvistamme enemmän suuntaa):

2 x Ylä-/alalevy: 28 x 52,5 cm lisäyksillä 15,5 x 5 cm sivujen keskellä miinus 3 x 3 cm reikiä lisäysten keskellä 2 cm päässä päästä.

2 x Sivulevy: 28 x 66,5 cm, reiät 1,9 x 15,5 cm päissä, jotka ovat 5 cm päässä reunoista.

4 x U -osaa, joiden yksi pitkä sivu on 10 cm ja kaksi 8 cm: n puolta, jotka ovat 3 cm leveitä. Yksinkertaisuuden vuoksi niitä ei itse asiassa ole muodostettu U: n tavoin, vaan niissä voi olla kulmia.

Liitä osat yhteen osien kanssa, joissa on pitkät reiät sivuilla, muut osat alhaalla ja ylhäällä sekä pienet U -osat pitämään ne yhdessä. U -osat voivat yhdistää kaksi näistä kehyksistä, jos haluat laajentaa. Jos olet täysin varma, että haluat vain yhden moduulin, voit tietysti muokata niitä;)

Kaikki kelpaa? Jatkaa!

Huomautus: "oikea" ja "vasen" kuvauksessa viittaavat nyt kehyksen oikealle ja vasemmalle puolelle, kuten kuvassa näkyy (moduulin takapuolelta katsottuna, koska rei'itetyt levyt ovat etupää).

Vaihe 2: Rei'itetyt levyt

Muotoile levyt ja rei'itä ne muotoilulaitteellasi tai mitä tahansa, mitä saatat saada, käytämme kuvan asettelua. Jos haluat, sinun pitäisi pystyä käyttämään erilaista reikien asettelua kuin meillä muuttamatta vaikutusta, kunhan reiät eivät ole liian suuria ja reiät ovat erikokoisia. Etulevyn tulee olla 56 x 56 cm ja etäisyyden reikiin joka puolella 5,5 cm, siirrettävän pienemmän levyn 51 x 51 cm vain 0,5 cm: n etäisyydellä.

Irrota kehys ja ruuvaa 4 koukkua runkoon, aina 2 rungon ylä- ja oikealle puolelle. Koukkujen tulee olla mahdollisimman lähellä runkokappaleiden pitkää reunaa. Kun laitat kehyksen uudelleen yhteen, etäisyyden lähimpään toiseen levyyn tulee olla noin 5 cm (kuvat voivat auttaa).

Kierrä suurempi levy runkoon kulmissa, merkitse mihin suuntaan toista levyä käännetään, jotta levyjen kuvio on sama. Haluat todella merkitä tämän.

Lisää nyt toinen levy. Vedä kuminauhat sen vuoksi kahden levyn reiän läpi, työnnä loput nauhasta syntyvän silmukan läpi ja ripusta levy runkoon ripustettuihin koukkuihin. sinun kuminauhat. Levyn on tarkoitus ripustaa noin yksi reikärivi suuremman levyn kuvion ylä- ja oikealle puolelle, kun kumi on passiivisessa tilassa. Kokeile vain reikiä ja paranna, kunnes levy on oikeassa asennossa.

Vaihe 3: Maalia

Nappaa maalia! Musta (tai muu tumma väri) muodostaa mukavan kontrastin sisävalolle.

Päätimme käyttää spraymaalia levittääksesi maalin tasaisemmin. Jos olet luovempi, voit vapaasti.

Irrota siksi levyt kehyksestäsi uudelleen, levitä maali kummankin rei'itetyn levyn etupuolelle ja odota, kunnes se on kuivunut.

Vaihe 4: Kalvo/paperi

Kiinnitä nyt mattakalvo tai paperi pienemmän levyn takapuolelle. Käytämme taidetarvikekaupan läpinäkyvää paperia, mutta kaikki valoa hajottava materiaali toimii.

Leikkaa pieniä reikiä paperiisi niin, että kuminauhat ja narut menevät läpi ja teippaa paperi levyn takapuolelle (sivulle ilman väriä). Jouset kiinnitetään seuraavassa vaiheessa, joten katso, missä niiden pitäisi olla ennen.

LEDien ei pitäisi näkyä yksittäisinä LEDeinä myöhemmin, vaan enemmän yleisenä hehkuna, kaikki paperin vuoksi.

Vaihe 5: Servot

Kierrä metalliset silmukat kehykseesi pohjassa ja vasemmalla puolella. Niiden on oltava levyjen keskellä ja mahdollisimman lähellä reunaa koskematta pienempään rei'itettyyn levyyn.

Käytä servoa varten jatkoa yhdellä kädellä ja kiinnitä toinen metallisilmukka ulompaan reikään.

Kiinnitä nyt servot runkoon. Leikkaa pieniä puunpaloja (noin 2 x 2 x 1,9 cm) ja ruuvaa niistä kaksi kuhunkin servoon kuvan osoittamalla tavalla. Poraamme niihin ensin pieniä reikiä, koska noppamme halkeavat helposti ja meidän on oltava hieman varovaisempia.

Kiinnitä naru vasemmalla ja alhaalla pienemmän levyn keskellä olevaan reikään ja ohjaa sen toinen pää metallisilmukan läpi. Jos haluat käyttää lankaa, suosittelemme ottamaan siitä useita kerroksia. Yksi kerros saattaa riittää, mutta koska kaikki hinaajat ovat näiden merkkijonojen päällä, on ok olla hieman vainoharhainen.

Kierrä servot kehyksen ala- ja vasemmalle puolelle käyttämällä mukana olevia noppaa (poraa reiät uudelleen tarvittaessa). Servojen varren tulee olla metallisilmukan korkeudella ja servot makaavat sivuttain. Kiinnitä sitten naru servosilmukan silmukkaan. Merkkijonon on oltava mahdollisimman jännittynyt, kun servo on oletusasennossaan.

Voit nyt aloittaa servojen testaamisen arduinolla. Jos tarvitset apua servojen liittämisessä arduinoosi, katso piirin asettelu vaiheessa 8 (Laatikon sulkeminen).

Vaihe 6: Mikrofoni ja etäisyysanturi

Poraa ulomman rei'itetyn levyn yläpäähän reikä, joka on riittävän suuri pitämään mikrofonin läpi. Aseta mikrofoni mahdollisimman lähelle reunaa, jotta se ei kosketa toista levyä.

Koska mikrofonimme oli hieman heikko, asetimme vahvistimen mikrofonin ja arduinon väliin.

Ajattelimme, että olisi mukavaa, että moduuli olisi vuorovaikutuksessa ihmisten kanssa, joten lisäsimme myös ultraäänietäisyysanturin. Kun ihmiset tulevat moduulin lähelle, he voivat havaita sen ja tehdä pienen esityksen ja muuttaa valon väriä - no, olemme vähän turhia. Se varmasti lisää hieman viihdettä.

Vaihe 7: LEDit ja virtalähde

Jotta koko asia näyttäisi todella siistiltä, lisäämme taustavaloja. Vain 9 LEDiä saavat moduulin näyttämään melko upealta pimeässä huoneessa.

Valmista siksi 3 nauhaa, joissa on 3 LEDiä, jotka myöhemmin yhdistetään pidemmän nauhan muodostamiseksi. Kaksi nauhaa juotetaan noin 14-15 cm pituisia kaapeleita LEDien väliin ja päihin. Käytön helpottamiseksi lisäsimme uroksia molempiin päihin. Kolmas liuska valmistetaan samalla tavalla, mutta kaapelit ja urokset vain toisessa päässä, vapaa pää on koko nauhan pää. Ole varovainen, jos käytät WS2812 -laitetta, niiden yksi reuna on merkitty DI (data sisään) ja kolme reunaa DO (data out). Haluat yhdistää DO -reunan seuraavan LED -valon DI -reunaan. Kolmannen nauhan viimeisen LED -valon DI -reuna on liitettävä LED -valoon ennen sitä eikä kaapelia DO -reunoilla.

Liitä LED -valot kehykseen valmistamalla 3 pitkää suorakulmiolevyä (käytä laserleikkuria tai leikkuria ja pitkää viivoitinta, 52, 5 x 2 cm). Niiden tulisi sopia pystysuoraan runkoon, joten mittaa ensin, on ok, jos ne ovat 2-3 mm liian lyhyitä.

Teippaa jokainen LED -nauha yhteen suorakulmiosta, joka alkaa keskimmäisellä LED -levyllä finnboardin keskellä. Merkitse kummalla puolella LED -nauhojen DI- ja DO -päät ovat, koska et enää näe LEDien alaosaa.

Kiinnitä jäljellä olevat puun nopat kunkin LED -moduulin toiseen päähän nitojalla. Nauhojen päätymoduuli tarvitsee nopansa DO -päässä (kuva: numero 3), toinen DI (2) -päässä ja loput DO -päässä (1).

Kierrä nyt LED -moduulit kehyksen yläosaan tasaisin etäisyyksillä ja aseta ne lähelle takareunaa (ilman levyjä). Moduuli 1 on vasemmalla, 2 on keskellä ja 3 oikealla. Jos noppa halkeaa helposti, muista porata niihin ensin.

Liitä moduulit 1 ja 2 ylhäältä ja moduulit 2 ja 3 alhaalta. moduulin 1 nyt pitäisi olla vapaa DI -pää alareunassa, jonka voit yhdistää arduinoosi testattavaksi. Se tarvitsee 5 V ja ei vastusta virtalähteeseen. Huomaa, että tietojen syöttö vaatii analogisen nastan, eikä sitä tule kytkeä suoraan, vaan 470 ohmin vastuksen väliin. Jos et aseta yhtä nauhan ensimmäisen LED -valon väliin, se todennäköisesti romahtaa. Katso piirin asettelua vaiheessa 8 (Laatikon sulkeminen).

Jos haluat kokeilla LED -valoja, käytä Adafruit Neopixel -kirjastoa, se on melko helppo ymmärtää.

Valitettavasti arduinolla ei ole vielä virtalähdettä. Joten tarvitset virtalähteen, liitä arduino GND virtalähteen maahan ja virta VIN -tapilla. Piirin asettelu vaiheessa 8 auttaa sinua.

Vaihe 8: Laatikon sulkeminen

Varmista, että elektroniikka on kytketty kuten piirikaaviossa. Virtalähde voi vaihdella syöttöjännitteen mukaan. On kuitenkin tärkeää muistaa, että virran, antureiden, servojen ja taustavalon ei pitäisi virrata arduinon läpi, vaan että ne kumpikin saavat asianmukaisen jännitteen (arduino 7-12 V, anturit jne. 6-7 V) ja liitetty yhteiseen maahan. Tämä johtuu siitä, että arduino ei ole valmis rakentamaan yli 1 ampeerin virran.