Modul Dinding Akustik SonicMoiré: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Modul dinding "SonicMoiré" ini direka agar sesuai dengan rumah wik, kami berhasrat menggunakannya sebagai bahagian fasad. Tujuannya sebelum ini adalah untuk menyaring frekuensi tertentu dari spektrum kebisingan dan oleh itu mengurangkan pendedahan bunyi di dalam bilik atau mengurangkan bunyi yang anda dengar di luarnya. Kesannya adalah yang terbaik jika seluruh dinding anda diperbuat daripada modul seperti itu (dan juga bilik anda akan kelihatan sangat mewah:)).

Projek ini adalah sebahagian daripada Multimodal Media Madness 2014, yang dihoskan oleh ketua untuk Reka Bentuk Senibina Berbantu Komputer (CAAD) dan Kumpulan Pengkomputeran Media Universiti RWTH Aachen. Untuk lebih banyak Kulit Pintar, sila periksa halaman ini:

Modul ini terdiri daripada bingkai (jika anda mempunyai rumah wiki, anda boleh membinanya) dengan dua plat berlubang di hujung depan yang mana satu boleh dialihkan ke arah yang lain. Formasi yang berlainan yang dibina oleh lubang ketika dipindahkan seharusnya menyaring frekuensi tertentu dari spektrum kebisingan. Ini disebut kesan Moiré, ideanya berdasarkan penyerap Helmholtz (transducer plat berlubang).

Kami menambahkan beberapa lampu latar untuk kesan visual. Modul kelihatan sangat hipnotik;)

Ini adalah kerja yang lebih banyak daripada sekadar projek hujung minggu tetapi kami memberi anda perisian yang kami tulis sehingga anda menjimatkan sedikit masa. Sekiranya anda ingin menjadikan projek ini lebih besar, anda masih boleh menulis perisian anda sendiri.

Bahan:

Kayu untuk bingkai (lebar 1.8 cm)

Kayu untuk 2 plat berlubang & plat belakang (2mm)

Finnboard (papan pulpa kayu / kadbod untuk memasang LED ke, 2mm, bahan untuk laser / model. Alternatif: kayu nipis)

Rehatkan sekeping kayu untuk dipotong menjadi 7 dadu kecil (2 x 2 x 1.9 cm)

Arduino Uno

Arduino SpectrumShield-v14 (Sparkfun)

Mikrofon langsing (bicu)

Rasberry Pi B

Kabel USB USB mikro

Kabel untuk menyambungkan elektronik

470 perintang Ohm

Papan roti

9 RGB LED WS2812 (atau LED lain yang menyokong perpustakaan Adafruit NeoPixel yang kami gunakan)

Kabel & lelaki untuk menyolder LED ke (sekiranya anda tidak menggunakan jalur LED premade)

Sensor jarak ultrasonik HC-SR04

Skru

Cangkuk & gelung skru kecil

Jalur getah isi rumah

Sebilangan tali nipis & cukup kuat (benang akan)

2 Servos Hitech HS 311 (atau model lain bergantung pada berat plat kayu anda, milik kami adalah <400g)

Kerajang kertas atau kertas (kira-kira 50 x 50 cm)

Cat (kami memilih hitam untuk lebih banyak kontras)

Pita & gam cecair

Bekalan kuasa DC (6-12 V, 2 A)

Sekiranya anda menggunakan bekalan kuasa 12 V, anda memerlukan penukar voltan hingga 6 V untuk LED, servos dan sensor.

Alat:

Pembentuk (atau beberapa alternatif)

Lasercutter (atau beberapa alternatif)

Pemutar skru & pemutar skru tanpa wayar

Gerudi

Pateri solder & aksesori (tidak perlu jika anda mempunyai jalur LED yang siap digunakan)

Langkah 1: Rangka

Sekiranya anda belum mempunyai rumah (wiki) untuk dibina dalam modul, seperti kami, atau ingin membinanya hanya untuk keseronokan & rupa, gunakan bingkai untuk membina modul.

Kami menggunakan bingkai yang anda boleh pasangkan bersama-sama dan terlepas lagi sementara belum ada yang terpasang untuk memudahkannya membawanya. Oleh itu, potong bahagian dengan langkah-langkah berikut (menggunakan pembentuk atau apa sahaja yang anda ada, lihat gambar kami untuk lebih banyak orientasi):

2 x Plat atas / bawah: 28 x 52.5 cm dengan penambahan 15.5 x 5 cm di tengah sisi tolak lubang 3 x 3 cm di tengah penambahan 2 cm dari hujung.

2 x Plat sisi: 28 x 66.5 cm dengan lubang 1.9 x 15.5 cm di hujungnya yang berjarak 5 cm dari tepi.

Bahagian 4 x U dengan satu sisi panjang 10 cm dan dua sisi 8 cm selebar 3 cm. Untuk kesederhanaan mereka sebenarnya tidak terbentuk seperti U tetapi boleh mempunyai sudut.

Pasang bahagian bersama-sama dengan bahagian dengan lubang panjang di sisi, bahagian lain sebagai bahagian bawah & atas dan bahagian U kecil untuk menyatukannya. Bahagian U dapat menyatukan dua bingkai ini sekiranya anda ingin mengembangkannya. Sekiranya anda benar-benar yakin bahawa anda hanya mahukan satu modul, anda tentu boleh mengubahnya;)

Semua sesuai? Teruskan!

Catatan: "kanan" dan "kiri" dalam keterangan sekarang akan merujuk ke sisi kanan dan kiri bingkai seperti yang ditunjukkan dalam gambar (dilihat dari bahagian belakang modul kerana plat berlubang adalah hujung depan).

Langkah 2: Plat Berlubang

Bentuk pelat dan lubang dengan pembentuk anda atau apa sahaja yang mungkin ada, kami menggunakan susun atur dalam gambar. Sekiranya anda mahu, anda seharusnya boleh menggunakan susun atur yang berbeza untuk lubang dari lubang kami tanpa mengubah kesannya selagi lubang anda tidak terlalu besar dan lubang anda mempunyai ukuran yang berbeza. Plat depan hendaklah 56 x 56 cm dan jarak ke lubang hendaklah 5.5 cm di semua sisi, plat kecil yang boleh bergerak 51 x 51 cm dengan jarak hanya 0.5 cm.

Keluarkan bingkai dan pasangkan 4 cangkuk ke bingkai, selalu 2 di bahagian atas dan kanan bingkai. Cangkuk hendaklah sedekat mungkin ke tepi panjang kepingan bingkai. Apabila anda menyatukan bingkai lagi, jarak ke piring lain yang terdekat mestilah sekitar 5 cm (gambar mungkin akan membantu).

Skru plat yang lebih besar ke bingkai anda di sudut, tandakan ke arah mana untuk memutar plat kedua anda supaya corak platnya sama. Anda benar-benar mahu menandakan ini.

Sekarang masukkan pinggan kedua. Oleh itu, tarik gelang getah melalui dua lubang di pinggan anda, pasangkan bahagian selebihnya melalui gelung yang dihasilkan dan gantungkan piring ke cangkuk yang anda masukkan ke dalam bingkai. Catatan: Lubang di piring yang perlu anda gunakan bergantung pada gelang getah anda. Plat sepatutnya menggantung kira-kira satu baris lubang di atas dan kanan corak plat yang lebih besar ketika getah berada dalam keadaan pasif. Cubalah beberapa lubang dan tingkatkan sehingga piring berada di kedudukan yang betul.

Langkah 3: Beberapa Cat

Ambil cat! Hitam (atau warna gelap lain) membentuk kontras yang bagus dengan cahaya di dalamnya.

Kami memutuskan untuk menggunakan cat semburan untuk menyebarkan cat dengan lebih sekata. Sekiranya anda lebih kreatif, jangan ragu.

Oleh itu, keluarkan piring dari bingkai anda sekali lagi, sapukan cat anda ke bahagian depan kedua-dua plat berlubang dan tunggu sehingga ia kering.

Langkah 4: Kerajang / Kertas

Sekarang anda melekatkan kerajang tikar atau kertas ke bahagian belakang piring yang lebih kecil. Kami menggunakan kertas lutsinar dari kedai peralatan seni tetapi bahan apa pun yang menyebarkan cahaya akan berfungsi.

Potong lubang kecil ke dalam kertas anda sehingga gelang dan tali getah masuk dan pita kertas itu ke bahagian belakang pinggan (ke sisi tanpa warna). Tali akan dilampirkan pada langkah seterusnya jadi perhatikan di mana mereka seharusnya berada sebelumnya.

LED tidak boleh dilihat sebagai LED individu kemudian tetapi lebih sebagai cahaya keseluruhan, semuanya disebabkan oleh kertas.

Langkah 5: Servos

Skru gelung logam ke bingkai anda di bahagian bawah dan kiri. Mereka sepatutnya berada di tengah-tengah pinggan dan sedekat mungkin ke tepi tanpa menyentuh piring berlubang yang lebih kecil.

Untuk servo gunakan sambung dengan hanya satu lengan dan pasangkan gelung logam anda yang lain ke lubang terluarnya.

Sekarang pasangkan servo ke bingkai anda. Potong dadu kecil kayu (kira-kira 2 x 2 x 1,9 cm), skru dua daripadanya ke setiap servo seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Kami menggerudi lubang kecil terlebih dahulu kerana dadu kami akan mudah pecah dan kami harus lebih berhati-hati.

Di sebelah kiri dan bawah, pasangkan sehelai tali ke lubang di tengah plat kecil anda dan arahkan hujungnya yang lain melalui gelung logam. Sekiranya anda ingin menggunakan benang seperti yang kami cadangkan, ambil beberapa lapisannya. Satu lapisan mungkin cukup tetapi kerana semua tali terdapat pada helai tali ini, adalah baik untuk menjadi sedikit paranoid.

Skru servo ke bahagian bawah dan kiri bingkai menggunakan dadu yang terpasang (lubang predrill lagi jika diperlukan). Lengan servo harus berada di ketinggian gelung logam dan servo diletakkan di sisi. Kemudian pasangkan tali pada gelung pada sambung servo. Tali harus tegang mungkin ketika servo berada di posisi lalai.

Anda kini boleh mula menguji servos dengan arduino. Sekiranya anda memerlukan bantuan bagaimana menyambungkan servo ke arduino anda, lihat susun atur litar pada langkah 8 (Menutup Kotak).

Langkah 6: Mikrofon & Sensor Jarak

Lubang lubang ke hujung atas plat berlubang terluar yang cukup besar untuk memasukkan mikrofon anda. Berhati-hati meletakkan mikrofon sedekat mungkin ke tepi agar tidak menyentuh piring kedua.

Oleh kerana mikrofon kita agak lemah, kita meletakkan penguat di antara mikrofon dan arduino.

Kami fikir ada baiknya modul ini berinteraksi dengan orang lain, jadi kami juga menambahkan sensor jarak ultrasonik. Apabila orang menghampiri modul dapat mengesannya dan melakukan sedikit pertunjukan dan menukar warna cahaya - baiklah, kita sedikit sia-sia. Ini pasti menambahkan sedikit hiburan.

Langkah 7: LED & Bekalan Kuasa

Untuk menjadikan semuanya kelihatan sangat keren, kami menambah lampu latar. Hanya 9 LED menjadikan modul kelihatan cukup hebat di ruangan gelap.

Oleh itu, sediakan 3 jalur dengan 3 LED di dalamnya yang kemudian akan disambungkan untuk membentuk jalur yang lebih panjang. Untuk dua jalur, kabel solder sepanjang 14-15 cm antara LED dan hujungnya. Untuk penggunaan yang lebih mudah, kami menambahkan lelaki ke kedua-dua hujungnya. Jalur ketiga disediakan serupa tetapi dengan kabel & lelaki hanya pada satu hujung, hujung bebas akan menjadi hujung jalur keseluruhan. Berhati-hatilah jika anda menggunakan WS2812, mereka mempunyai satu tepi dengan label DI (data masuk) dan tiga tepi dengan DO (data keluar). Anda mahu menyambungkan tepi DO dengan tepi DI LED seterusnya. LED terakhir pada jalur ketiga anda perlu menghubungkan tepi DI dengan LED sebelumnya dan tidak ada kabel di tepi DO.

Untuk memasang LED ke bingkai, sediakan 3 segi empat panjang finnboard (gunakan laser atau pemotong & pembaris panjang, 52, 5 x 2 cm). Mereka hendaklah menegak ke dalam bingkai anda secara tegak, jadi ukur terlebih dahulu, tidak apa-apa jika 2-3 mm terlalu pendek.

Pita setiap jalur LED ke salah satu segi empat bermula dengan LED tengah di tengah papan finn. Tandakan di sebelah mana hujung DI dan DO jalur LED kerana anda tidak dapat melihat bahagian bawah LED lagi.

Pasang dadu kayu yang tersisa di satu hujung setiap modul LED menggunakan stapler. Modul akhir jalur memerlukan dadu di hujung DO (gambar: nombor 3), salah satu yang lain di hujung DI (2) dan selebihnya di hujung DO (1).

Sekarang skru modul LED ke bahagian atas bingkai anda dalam jarak yang sama, letakkan dekat dengan tepi belakang (yang tanpa plat). Modul 1 kiri, 2 di tengah dan 3 di sebelah kanan. Sekiranya dadu anda pecah dengan mudah, ingatlah terlebih dahulu.

Sambungkan modul 1 dan 2 di bahagian atas dan modul 2 dan 3 di bahagian bawah. modul 1 sekarang harus mempunyai hujung DI percuma di bahagian bawah yang boleh anda sambungkan dengan arduino anda untuk ujian. Ia memerlukan 5 V & tiada perintang untuk bekalan kuasa. Perhatikan bahawa input data memerlukan pin analog dan tidak boleh dihubungkan secara langsung tetapi dengan perintang 470 Ohm di antara. Sekiranya anda tidak meletakkannya di antara LED pertama di jalur kemungkinan besar akan runtuh. Rujuk susun atur litar pada langkah 8 (Menutup Kotak).

Sekiranya anda ingin mencuba LED menggunakan perpustakaan Adafruit Neopixel, sangat mudah difahami.

Malangnya arduino belum mempunyai bekalan kuasa. Oleh itu, anda memerlukan bekalan kuasa, sambungkan arduino GND dengan landasan bekalan kuasa dan kuasa dengan pin VIN. Susun atur litar pada langkah 8 akan membantu anda.

Langkah 8: Menutup Kotak

Pastikan elektronik disambungkan seperti pada susunan litar. Bekalan kuasa mungkin berbeza bergantung pada voltan input anda. Penting untuk diingat bahawa kuasa, yang membekalkan sensor, servo dan lampu belakang anda tidak boleh mengalir melalui arduino, tetapi mereka masing-masing sampai di sana voltan yang sesuai (arduino 7-12 V, sensor dll. 6-7 V) dari bekalan dan dilekatkan pada titik persamaan. Ini disebabkan oleh arduino yang tidak kuat untuk menangani arus di atas 1 Ampere.