Akustiskais sienas modulis SonicMoiré: 8 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Šis sienas modulis "SonicMoiré" ir veidots tā, lai tas būtu saderīgs ar wikihouses, un mēs plānojam to izmantot kā fasādes daļu. Tā iepriekšējais mērķis bija filtrēt noteiktas frekvences no trokšņa spektra un tādējādi samazināt trokšņa iedarbību telpā vai samazināt skaņa, ko dzirdat ārpus tās. Efekti būtu vislabākie, ja visa jūsu siena būtu veidota no šādiem moduļiem (un arī jūsu istaba izskatītos pilnīgi izsmalcināta:)).

Šis projekts bija daļa no Multimodal Media Madness 2014, ko vadīja Datorizētā arhitektūras dizaina (CAAD) katedra un Āhenes Universitātes RWTH Mediju skaitļošanas grupa. Lai iegūtu vairāk viedo ādu, lūdzu, pārbaudiet šo lapu:

Modulis sastāv no rāmja (ja jums gadās būt wiki māja, jūs to varat tajā iebūvēt) ar divām perforētām plāksnēm priekšpusē, no kurām vienu var pārvietot pret otru. Dažādiem veidojumiem, ko caurumi veido, pārvietojot, ir jāfiltrē noteiktas frekvences no trokšņa spektra. To sauc par Moiré efektu, idejas pamatā ir Helmholtz absorbētāji (perforēti plākšņu pārveidotāji).

Mēs pievienojām nelielu apgaismojumu vizuālajiem efektiem. Modulis izskatās tiešām hipnotisks;)

Tas ir nedaudz vairāk darba nekā tikai nedēļas nogales projekts, taču mēs jums piedāvājam mūsu uzrakstīto programmatūru, lai jūs ietaupītu laiku. Ja vēlaties šo projektu padarīt vēl lielāku, jūs joprojām varat uzrakstīt savu programmatūru.

Materiāli:

Koks rāmim (1,8 cm plats)

Koks 2 perforētām plāksnēm un aizmugurējai plāksnei (2 mm)

Finnboard (koksnes celulozes plātne/kartons gaismas diožu piestiprināšanai, 2 mm, materiāls lāzergriešanai/modeļiem. Alternatīva: plāns koks)

Atpūtas koka gabalu sagriež 7 mazos kubiņos (2 x 2 x 1,9 cm)

Arduino Uno

Arduino SpectrumShield-v14 (Sparkfun)

Plāns mikrofons (ligzda)

Rasberry Pi B

Mikro USB USB kabelis

Kabeļi elektronikas savienošanai

470 omu rezistors

Maizes dēlis

9 RGB gaismas diodes WS2812 (vai citas gaismas diodes, kas atbalsta mūsu izmantoto Adafruit NeoPixel bibliotēku)

Kabeļi un tēviņi, lai pielodētu gaismas diodes (ja neizmantojat iepriekš izgatavotu LED sloksni)

Ultraskaņas attāluma sensors HC-SR04

Skrūves

Mazi skrūvējami āķi un cilpas

Mājsaimniecības gumijas lentes

Kāda plāna un diezgan spēcīga aukla (derēs dzija)

2 Servos Hitech HS 311 (vai cits modelis atkarībā no jūsu koka plāksnes svara, mūsu svars ir <400 g)

Matēta folija vai papīrs (apmēram 50 x 50 cm)

Krāsa (mēs izvēlamies melnu, lai iegūtu lielāku kontrastu)

Lente un šķidra līme

Līdzstrāvas barošana (6-12 V, 2 A)

Ja izmantojat 12 V barošanas avotu, jums ir nepieciešams sprieguma pārveidotājs līdz 6 V gaismas diodēm, servos un sensoriem.

Rīki:

Formētājs (vai kāda cita alternatīva)

Lāzera griezējs (vai kāda cita alternatīva)

Skrūvgriezis un akumulatora skrūvgriezis

Urbis

Lodāmurs un piederumi (nav nepieciešams, ja jums ir gatavas lietošanai LED sloksnes)

1. solis: rāmis

Ja jums vēl nav moduļa (wiki) mājas, kas būtu iebūvēta, piemēram, mums, vai vēlaties to uzbūvēt tikai izklaides un izskata dēļ, izmantojiet rāmi, lai izveidotu moduli.

Mēs izmantojam rāmi, kuru varat vienkārši savienot kopā un atkal izjaukt, kamēr nekas vēl nav pievienots, lai būtu vieglāk to pārnēsāt. Tāpēc sagrieziet detaļas ar šādiem pasākumiem (izmantojot formētāju vai visu, kas jums ir, skatiet mūsu attēlus, lai iegūtu lielāku orientāciju):

2 x augšējā/apakšējā plāksne: 28 x 52,5 cm ar papildinājumiem 15,5 x 5 cm sānu vidū mīnus 3 x 3 cm caurumi papildinājumu vidū 2 cm attālumā no gala.

2 x sānu plāksne: 28 x 66,5 cm ar caurumiem 1,9 x 15,5 cm galos, kas atrodas 5 cm attālumā no malām.

4 x U daļas ar vienu garu malu 10 cm un divām 8 cm malām, kas ir 3 cm platas. Vienkāršības labad tie faktiski nav veidoti kā U, bet tiem var būt stūri.

Pievienojiet detaļas kopā ar detaļām ar gariem caurumiem sānos, pārējās daļas kā apakšējo un augšējo daļu un mazās U daļas, lai tās būtu kopā. U daļas var savienot divus no šiem rāmjiem, ja vēlaties paplašināt. Ja esat pilnīgi pārliecināts, ka vēlaties tikai vienu moduli, jūs, protams, varat tos mainīt;)

Viss der? Turpināt!

Piezīme: apzīmējumā "labie" un "kreisie" tagad attieksies uz rāmja labo un kreiso pusi, kā parādīts attēlā (skatoties no moduļa aizmugures, jo perforētās plāksnes ir priekšgals).

2. solis: Perforētās plāksnes

Veidojiet plāksnes un perforējiet tās ar savu veidotāju vai visu, kas jums varētu būt pieejams, mēs izmantojam attēlā redzamo izkārtojumu. Ja jums patīk, jums vajadzētu būt iespējai izmantot citu caurumu izkārtojumu nekā mūsējais, nemainot efektu, kamēr jūsu caurumi nav pārāk lieli un jūsu caurumi ir dažāda izmēra. Priekšējai plāksnei jābūt 56 x 56 cm, un attālumam līdz caurumiem jābūt 5,5 cm no visām pusēm, pārvietojamajai mazākajai plāksnei 51 x 51 cm ar tikai 0,5 cm attālumu.

Noņemiet rāmi un ieskrūvējiet 4 āķus rāmī, vienmēr 2 rāmja augšējā un labajā pusē. Āķiem jābūt pēc iespējas tuvāk rāmja gabalu garai malai. Saliekot rāmi vēlreiz, attālumam līdz tuvākajai plāksnei jābūt aptuveni 5 cm (attēli var palīdzēt).

Pieskrūvējiet lielāku plāksni pie rāmja stūros, atzīmējiet, kādā virzienā pagriezt otro plāksni, lai plākšņu raksts būtu identisks. Jūs patiešām vēlaties to atzīmēt.

Tagad pievienojiet otro plāksni. Tāpēc izvelciet gumijas lentes caur diviem caurumiem jūsu plāksnē, izlieciet pārējo joslu caur iegūto cilpu un pakariniet plāksni uz āķiem, kurus iesitāt rāmī. Piezīme. jūsu gumijas lentes. Plāksnei vajadzētu pakārt apmēram vienu caurumu rindu virs lielākās plāksnes parauga, ja gumija ir pasīvā stāvoklī. Vienkārši izmēģiniet dažus caurumus un uzlabojiet, līdz plāksne ir pareizajā stāvoklī.

3. solis: dažas krāsas

Paņem krāsu! Melna (vai cita tumša krāsa) veido jauku kontrastu ar gaismu iekšpusē.

Mēs nolēmām izmantot krāsas aerosolu, lai vienmērīgāk izkliedētu krāsu. Ja esat radošāks, jūtieties brīvi.

Tāpēc atkal noņemiet plāksnes no rāmja, uzklājiet krāsu abu perforēto plākšņu priekšpusei un pagaidiet, līdz tā izžūst.

4. solis: folija/papīrs

Tagad jūs pielīmējat matēto foliju vai papīru mazākās plāksnes aizmugurē. Mēs izmantojam caurspīdīgu papīru no mākslas piederumu veikala, taču derēs jebkurš materiāls, kas izkliedē gaismu.

Izgrieziet papīrā nelielus caurumus, lai gumijas lentes un auklas izietu cauri, un pielīmējiet papīru plāksnes aizmugurē (uz sāniem bez krāsas). Stīgas tiks pievienotas nākamajā solī, tāpēc apskatiet, kur tām vajadzētu būt iepriekš.

Gaismas diodēm vēlāk nevajadzētu būt redzamām kā atsevišķām gaismas diodēm, bet gan vairāk kā vispārējai mirdzumam, viss papīra dēļ.

5. solis: Servo

Ieskrūvējiet metāla cilpas rāmī apakšā un kreisajā pusē. Paredzams, ka tie atrodas plākšņu vidū un pēc iespējas tuvāk malai, nepieskaroties mazākajai perforētajai plāksnei.

Servo darbināšanai izmantojiet salaidumu tikai ar vienu roku un pievienojiet vēl vienu no metāla cilpām tā ārējā caurumā.

Tagad pievienojiet servo rāmim. Izgrieziet mazus koka kubiņus (apmēram 2 x 2 x 1,9 cm), pieskrūvējiet divus no tiem katram servo, kā parādīts attēlā. Vispirms tajos izurbām mazus caurumus, jo kauliņi viegli sadalījās un mums bija jābūt nedaudz uzmanīgākiem.

Kreisajā un apakšējā pusē pievienojiet auklas gabalu caurumam mazākās plāksnes vidū un virziet tā otru galu caur metāla cilpu. Ja vēlaties izmantot dziju, kā mēs iesakām, ņemiet to vairākos slāņos. Varētu pietikt ar vienu slāni, bet, tā kā visa velkonis ir uz šiem auklas gabaliem, ir labi būt mazliet paranoiskam.

Pieskrūvējiet servos rāmja apakšā un pa kreisi, izmantojot pievienotos kauliņus (ja nepieciešams, vēlreiz urbiet caurumus). Servo rokai jāatrodas metāla cilpas augstumā, un servos ir jānovieto sānis. Pēc tam piestipriniet auklu pie cilpas pie servo savienojuma. Virknei jābūt pēc iespējas saspringtai, kad servo ir noklusējuma pozīcijās.

Tagad jūs varat sākt pārbaudīt servos ar arduino. Ja jums nepieciešama palīdzība, kā pieslēgt servo arduino, skatiet shēmas izkārtojumu 8. darbībā (kastes aizvēršana).

6. darbība: mikrofons un attāluma sensors

Izurbiet caurumu ārējās perforētās plāksnes augšējā galā, kas ir pietiekami liels, lai izbāztu mikrofonu. Uzmanieties, lai mikrofons būtu pēc iespējas tuvāk malai, lai tas nepieskartos otrajai plāksnei.

Tā kā mūsu mikrofons bija nedaudz vājš, mēs ievietojām pastiprinātāju starp mikrofonu un arduino.

Mēs domājām, ka būtu jauki, ja modulis nedaudz mijiedarbotos ar cilvēkiem, tāpēc pievienojām arī ultraskaņas attāluma sensoru. Kad moduļa tuvumā esošie cilvēki to var atklāt, nedaudz parādīt un mainīt gaismas krāsu - labi, mēs esam mazliet veltīgi. Tas noteikti papildina mazliet izklaidi.

7. darbība: gaismas diodes un barošanas avots

Lai viss izskatītos patiešām forši, mēs pievienojam apgaismojumu. Tikai 9 gaismas diodes padara moduli diezgan iespaidīgu tumšā telpā.

Tāpēc sagatavojiet 3 sloksnes ar 3 gaismas diodēm, kuras vēlāk tiks savienotas, lai izveidotu garāku sloksni. Divām sloksnēm lodējiet kabeļus apmēram 14-15 cm garumā starp gaismas diodēm un galiem. Ērtākai lietošanai abos galos pievienojām tēviņus. Trešā sloksne ir sagatavota līdzīgi, bet ar kabeļiem un tēviņiem tikai vienā galā, brīvais gals būs kopējās sloksnes beigas. Esiet piesardzīgs, ja izmantojat WS2812, tiem ir viena mala ar apzīmējumu DI (dati ievadīti) un trīs malas ar DO (dati ārā). Jūs vēlaties savienot DO malu ar nākamās gaismas diodes DI malu. Pēdējās trešās sloksnes gaismas diodes DI malai ir jābūt savienotai ar LED, un kabeļa pie DO malām nav.

Lai gaismas diodes piestiprinātu pie rāmja, sagatavojiet 3 garus finnboard taisnstūrus (izmantojiet lāzera griezēju vai griezēju un garu lineālu, 52, 5 x 2 cm). Tiem vajadzētu vertikāli iekļauties jūsu rāmī, tāpēc vispirms izmēriet, ir labi, ja tie ir par 2-3 mm pārāk īsi.

Piestipriniet katru LED sloksni pie viena no taisnstūriem, sākot ar vidējo gaismas diodi finnboard vidū. Atzīmējiet, kurās LED sloksnes DI un DO galos atrodas, jo vairs nevarat redzēt gaismas diodes apakšējo pusi.

Pievienojiet atlikušos koka kauliņus katra LED moduļa vienam galam, izmantojot skavotāju. Sloksņu gala modulim ir nepieciešami kauliņi DO galā (attēls: numurs 3), viens no pārējiem - DI (2) galā, bet pārējais - DO galā (1).

Tagad vienādos attālumos pieskrūvējiet LED moduļus pie rāmja augšdaļas, novietojiet tos tuvu aizmugurējai malai (tai, kurai nav plākšņu). Modulis 1 ir pa kreisi, 2 atrodas vidū un 3 labajā pusē. Ja jūsu kauliņi viegli sadalās, atcerieties vispirms tos urbt.

Pievienojiet 1. un 2. moduli augšpusē un 2. un 3. moduli apakšā. 1. moduļa apakšā tagad jābūt bezmaksas DI galam, kuru varat savienot ar arduino testēšanai. Barošanas avotam ir nepieciešams 5 V bez rezistors. Ņemiet vērā, ka datu ievadīšanai ir nepieciešama analogā tapa, un to nedrīkst savienot tieši, bet ar 470 omu rezistoru starp tiem. Ja jūs neievietojat vienu starp sloksnes pirmo gaismas diodi, visticamāk, tas sabruks. Skatiet ķēdes izkārtojumu 8. darbībā (kastes aizvēršana).

Ja vēlaties izmēģināt gaismas diodes, izmantojiet Adafruit Neopixel bibliotēku, to ir diezgan viegli saprast.

Diemžēl arduino vēl nav barošanas avota. Tātad jums ir nepieciešams barošanas avots, savienojiet arduino GND ar barošanas avota zemējumu un barošanu ar VIN tapu. Ķēdes izkārtojums 8. darbībā jums palīdzēs.

8. solis: kastes aizvēršana

Pārliecinieties, vai elektronika ir pievienota tāpat kā shēmas izkārtojumā. Barošanas avots var atšķirties atkarībā no jūsu ieejas sprieguma. Tomēr ir svarīgi atcerēties, ka strāvai, sensoru, servo un fona apgaismojumam nevajadzētu plūst caur arduino, bet gan, lai tie katrs tur nokļūtu atbilstošā spriegumā (arduino 7-12 V, sensori utt. 6-7 V) no piegādi un ir pievienoti kopējai zemei. Tas ir saistīts ar to, ka arduino nav spējīgs izturēt strāvas, kas pārsniedz 1 ampēru.