Akustiline seinamoodul SonicMoiré: 8 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

See seinamoodul "SonicMoiré" on loodud ühilduma wikimajadega, kavatseme seda kasutada fassaadi osana. Selle eelmine eesmärk oli filtreerida teatud sagedused müraspektrist välja ja seega vähendada ruumis esinevat müra või vähendada heli, mida kuulete väljaspool seda. Efektid oleksid parimad, kui kogu teie sein oleks valmistatud sellistest moodulitest (ja ka teie tuba näeks välja täiesti uhke:)).

See projekt oli osa mitmeliigilisest meediahullusest 2014, mida võõrustasid arvutipõhise arhitektuurilise disaini (CAAD) õppetool ja RWTH Aacheni ülikooli meediaarvutusrühm. Kui soovite rohkem nutikaid skine, vaadake seda lehte:

Moodul koosneb raamist (kui teil juhtub olema wiki -maja, saate selle sinna sisse ehitada), millel on kaks perforeeritud plaati, mille esiosas saab ühe teise vastu nihutada. Erinevad koosseisud, mida augud nihutamisel tekitavad, peaksid teatud sagedused müraspektrist välja filtreerima. Seda nimetatakse Moiré efektiks, idee põhineb Helmholtzi neelduritel (perforeeritud plaatmuundurid).

Lisasime visuaalsete efektide jaoks veidi taustvalgustust. Moodul tundub tõesti hüpnootiline;)

See on natuke rohkem tööd kui lihtsalt nädalavahetuse projekt, kuid anname teile meie kirjutatud tarkvara, et säästaksite aega. Kui soovite selle projekti veelgi suuremaks muuta, saate siiski oma tarkvara kirjutada.

Materjalid:

Puit raami jaoks (1,8 cm lai)

Puit 2 perforeeritud plaadi ja tagaplaadi jaoks (2 mm)

Finnboard (puitmassplaat/papp LED -ide kinnitamiseks, 2 mm, materjal lõikuritele/mudelitele. Alternatiiv: õhuke puit)

Puhke tükk 7 väikeseks kuubikuks (2 x 2 x 1,9 cm)

Arduino Uno

Arduino SpectrumShield-v14 (Sparkfun)

Õhuke mikrofon (pesa)

Rasberry Pi B

Micro USB USB kaabel

Kaablid elektroonika ühendamiseks

470 oomi takisti

Leivalaud

9 RGB LED -i WS2812 (või muid LED -e, mis toetavad meie kasutatud Adafruit NeoPixeli raamatukogu)

Kaablid ja isased LED -ide jootmiseks (juhul kui te ei kasuta eelvalmis LED -riba)

Ultraheli kaugusandur HC-SR04

Kruvid

Väikesed keeratavad konksud ja aasad

Kodumajapidamises kasutatavad kummiribad

Mõni õhuke ja üsna tugev nöör (lõng sobib)

2 servot Hitech HS 311 (või mõni muu mudel, sõltuvalt teie puitplaadi kaalust, meie oma on <400 g)

Matt foolium või paber (umbes 50 x 50 cm)

Värvige (kontrasti suurendamiseks valime musta)

Lint ja vedel liim

Alalisvoolu toide (6-12 V, 2 A)

Kui kasutate 12 V toiteallikat, vajate LED -ide, servode ja andurite jaoks pingemuundurit 6 V -ni.

Tööriistad:

Kujundaja (või mõni alternatiiv)

Laserlõikur (või mõni muu alternatiiv)

Kruvikeeraja ja juhtmeta kruvikeeraja

Puurida

Jootekolb ja tarvikud (pole vajalik, kui teil on kasutusvalmis LED-ribad)

Samm: raam

Kui teil pole moodulisse veel ehitatud (wiki) maja, nagu meil või soovite seda ehitada lihtsalt oma lõbuks ja väljanägemiseks, kasutage mooduli ehitamiseks raami.

Kasutame raami, mille saate lihtsalt kokku ühendada ja uuesti lahti võtta, kui midagi pole veel kinnitatud, et hõlbustada selle kandmist. Seetõttu lõigake osad järgmiste meetmetega (kasutades kujundajat või mis iganes teil on, vaadake meie pilte rohkem orienteerumiseks):

2 x ülemine/alumine plaat: 28 x 52,5 cm, lisades külgede keskele 15,5 x 5 cm miinus 3 x 3 cm augud lisade keskel 2 cm kaugusel.

2 x külgplaat: 28 x 66,5 cm, aukudega 1,9 x 15,5 cm otstes, mis on servadest 5 cm kaugusel.

4 x U -osa, mille üks pikk külg on 10 cm ja kaks 8 cm külge, mille laius on 3 cm. Lihtsuse huvides ei ole need tegelikult U -kujulised, vaid neil võivad olla nurgad.

Ühendage osad koos osadega, mille külgedel on pikad augud, teised osad all ja ülaosas ning väikesed U -osad, et neid koos hoida. U -osad võivad ühendada kaks neist raamidest, kui soovite laiendada. Kui olete täiesti kindel, et soovite ainult ühte moodulit, saate neid muidugi muuta;)

Kõik sobib? Jätka!

Märkus: "parem" ja "vasak" kirjelduses viitavad nüüd raami paremale ja vasakule küljele, nagu on näidatud pildil (mooduli tagaküljelt vaadatuna, kuna perforeeritud plaadid on esiosa).

2. samm: perforeeritud plaadid

Vormige plaadid ja perforeerige need oma kujundajaga või mis iganes teil saadaval on, kasutame pildil olevat paigutust. Kui soovite, peaksite aukude jaoks kasutama teistsugust paigutust kui meie, muutmata efekti, kui teie augud pole liiga suured ja augud on erineva suurusega. Esiplaat peaks olema 56 x 56 cm ja kaugus aukudest igast küljest 5,5 cm, teisaldatav väiksem plaat 51 x 51 cm vaid 0,5 cm kaugusel.

Võtke raam lahti ja keerake 4 konksu raami sisse, alati 2 raami ülemises ja paremas küljes. Konksud peaksid olema raamitükkide pikale servale võimalikult lähedal. Kui raami uuesti kokku panna, peaks kaugus lähima teise plaadini olema umbes 5 cm (piltidest võib abi olla).

Keerake suurem plaat nurga all oma raami külge, märkige, millises suunas teist plaati pöörata, nii et plaatide muster oleks identne. Sa tahad seda tõesti märkida.

Nüüd lisage teine plaat. Seetõttu tõmmake kummipaelad läbi kahe plaadis oleva ava, kleepige ülejäänud riba läbi saadud silmuse ja riputage plaat raami külge kinnitatud konksude külge. Märkus: milliseid plaadi auke peate kasutama oma kummipaelad. Kui kumm on passiivses olekus, peaks plaat riputama umbes ühe rea auke suurema plaadi mustri kohal ja paremal. Lihtsalt proovige mõnda auku ja parandage, kuni plaat on õiges asendis.

3. samm: värvige

Võtke natuke värvi! Must (või mõni muu tume värv) moodustab kena kontrasti sisemise valgusega.

Otsustasime värvi ühtlasemaks jaotamiseks kasutada pihustusvärvi. Kui olete loovam, siis vabalt.

Seetõttu eemaldage plaadid uuesti raamilt, kandke värv mõlema perforeeritud plaadi esikülgedele ja oodake, kuni see on kuivanud.

4. samm: foolium/paber

Nüüd kleepige mattfoolium või paber väiksema plaadi tagaküljele. Kasutame kunstitarvete poe läbipaistvat paberit, kuid mis tahes valgust hajutav materjal töötab.

Lõigake oma paberisse väikesed augud, nii et kummiribad ja nöörid läheksid läbi, ja kleepige paber plaadi tagumisele küljele (ilma värvita küljele). Stringid kinnitatakse järgmises etapis, nii et vaadake, kus need peaksid olema.

LEDid ei tohiks hiljem olla nähtavad üksikute valgusdioodidena, vaid pigem üldise särana, kõik tänu paberile.

Samm: servod

Keerake metallist aasad oma raami alla ja vasakule küljele. Need peaksid asuma plaatide keskel ja võimalikult serva lähedal, puudutamata väiksemat perforeeritud plaati.

Servo jaoks kasutage ainult ühe käega jätkamist ja kinnitage teine oma metallist aasad selle välimise augu külge.

Nüüd kinnitage servod oma raami külge. Lõigake puidust väikesed täringud (umbes 2 x 2 x 1,9 cm), keerake kaks neist iga servo külge, nagu pildil näidatud. Puurisime neile kõigepealt väikesed augud, sest meie täringud lõhenesid kergesti ja pidime olema natuke ettevaatlikumad.

Vasakul ja alumisel küljel kinnitage nöör oma väiksema plaadi keskel oleva augu külge ja suunake selle teine ots läbi metallist silmuse. Kui soovite kasutada lõnga, nagu soovitame, võtke sellest mitu kihti. Üks kiht võib olla piisav, kuid kuna kõik tõmbavad neid nöörijuppe, on hea olla natuke paranoiline.

Kruvige servod lisatud täringute abil raami põhja ja vasakule (vajadusel puurige augud uuesti ette). Servode õlg peaks olema metallist silmuse kõrgusel ja servod asetsevad külili. Seejärel kinnitage nöör servoühenduse silmusesse. String peab olema võimalikult pingeline, kui servo on oma vaikeasendites.

Nüüd saate alustada servode testimist arduino abil. Kui vajate abi servode ühendamiseks oma arduinoga, vaadake vooluringi skeemi punktis 8 (karbi sulgemine).

6. samm: mikrofon ja kaugusandur

Puurige äärepoolseima perforeeritud plaadi ülemisse otsa auk, mis on piisavalt suur, et mikrofon läbi torgata. Pange mikrofon võimalikult serva lähedale, nii et see ei puudutaks teist plaati.

Kuna meie mikrofon oli natuke nõrk, panime mikrofoni ja arduino vahele võimendi.

Mõtlesime, et oleks tore, kui moodul inimestega natuke suhtleks, seega lisasime ka ultraheli kaugusanduri. Kui inimesed lähevad mooduli lähedale, saavad nad seda tuvastada ja teha väikese näituse ning muuta valguse värvi - noh, me oleme natuke edevad. Kindlasti lisab see natuke meelelahutust.

Samm: valgusdioodid ja toiteallikas

Et kogu asi tõeliselt lahe välja näeks, lisame taustvalgustid. Ainult 9 LED -i muudavad mooduli pimedas ruumis päris suurejooneliseks.

Seetõttu valmistage ette 3 riba, milles on 3 LED -i, mis hiljem ühendatakse, et moodustada pikem riba. Kahe riba puhul jootke valgusdioodide vahele ja otstesse umbes 14-15 cm pikkused kaablid. Lihtsamaks kasutamiseks lisasime mõlemasse otsa isased. Kolmas riba valmistatakse sarnaselt, kuid kaablite ja isastega ainult ühes otsas on vaba ots kogu riba lõpp. Olge ettevaatlik, kui kasutate WS2812, neil on üks serv sildiga DI (andmed sisse) ja kolm serva DO (andmed väljas). Soovite ühendada DO serva järgmise LED -i DI servaga. Kolmanda riba viimase LED -i DI -serv peab olema LED -iga eelnevalt ühendatud ja DO -servades ei tohi olla kaablit.

Valgusdioodide raamile kinnitamiseks valmistage ette kolm pikka ristkülikut soomelauast (kasutage laserlõikurit või lõikurit ja pikka joonlauda, 52, 5 x 2 cm). Need peaksid teie raami vertikaalselt sobima, nii et kõigepealt mõõtke, on ok, kui need on 2-3 mm liiga lühikesed.

Kleepige iga LED -riba ühe ristküliku külge, alustades keskmisest LED -st, mis asub finnboardi keskel. Märkige, kummal pool on LED -ribade DI ja DO otsad, kuna te ei näe enam LED -ide alumist külge.

Kinnitage ülejäänud puidust täringud klammerdaja abil iga LED -mooduli ühte otsa. Ribade otsamoodul vajab täringut DO otsas (pilt: number 3), üks teine DI (2) otsas ja ülejäänud üks DO otsas (1).

Nüüd keerake LED -moodulid raami ülaossa võrdsetel vahemaadel ja asetage need tagumise serva lähedale (see, millel pole plaate). Moodul 1 on vasakul, 2 on keskel ja 3 paremal. Kui teie täringud jagunevad kergesti, ärge unustage kõigepealt nendesse puurida.

Ühendage moodulid 1 ja 2 ülaosas ning moodulid 2 ja 3 all. moodulil 1 peaks nüüd allosas olema tasuta DI -ots, mille saate testimiseks oma arduinoga ühendada. Toiteallika jaoks on vaja 5 V ja takistit. Pange tähele, et andmesisestus vajab analoogpinge ja seda ei tohiks ühendada otse, vaid 470 oomi takistiga. Kui te ei pane ühte riba esimese LED -i vahele, kukub see tõenäoliselt kokku. Vaadake vooluringi skeemi punktis 8 (karbi sulgemine).

Kui soovite proovida LED -e, kasutage Adafruit Neopixeli raamatukogu, on see üsna lihtne mõista.

Kahjuks pole arduinol veel toiteallikat. Nii et teil on vaja toiteallikat, ühendage arduino GND toiteallikaga ja toide VIN -tihvtiga. Skeemi skeem punktis 8 aitab teid.

8. samm: kasti sulgemine

Veenduge, et elektroonika oleks ühendatud nagu skeemi skeemil. Toiteallikas võib sõltuvalt teie sisendpingest erineda. Oluline on aga meeles pidada, et toide, andurid, servod ja taustvalgustus ei peaks voolama läbi arduino, vaid et igaüks saab sinna sobiva pinge (arduino 7–12 V, andurid jne. 6–7 V). toiteallikale ja on ühise maa külge kinnitatud. Selle põhjuseks on asjaolu, et arduino ei suuda ehitada üle 1 ampri voolu.