Akustinis sienų modulis „SonicMoiré“: 8 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Šis sienų modulis „SonicMoiré“sukurtas taip, kad būtų suderinamas su „wikihouses“, mes ketiname jį naudoti kaip fasado dalį. Ankstesnis jo tikslas buvo filtruoti tam tikrus dažnius iš triukšmo spektro ir taip sumažinti triukšmo poveikį patalpoje arba sumažinti garsas, kurį girdi už jo ribų. Poveikis būtų geriausias, jei visa jūsų siena būtų pagaminta iš tokių modulių (ir jūsų kambarys atrodytų visiškai išgalvotas:)).

Šis projektas buvo „Multimodal Media Madness 2014“dalis, kurią vedė Kompiuterinio architektūrinio projektavimo (CAAD) katedra ir RWTH Acheno universiteto Žiniasklaidos kompiuterių grupė. Daugiau „Smart Skins“rasite šiame puslapyje:

Modulį sudaro rėmas (jei atsitiktinai turite „Wiki“namą, galite jį pastatyti į jį) su dviem perforuotomis plokštėmis, kurių priekyje galima perkelti vieną prieš kitą. Skirtingos formacijos, kurias skylės sukuria perkeldamos, turėtų filtruoti tam tikrus dažnius iš triukšmo spektro. Tai vadinama Moiré efektu, idėja paremta Helmholtz absorberiais (perforuotais plokšteliniais keitikliais).

Mes pridėjome šiek tiek foninio apšvietimo vizualiniams efektams. Modulis atrodo tikrai hipnotizuojantis;)

Tai šiek tiek daugiau darbo nei tik savaitgalio projektas, tačiau mes suteikiame jums programinę įrangą, kurią parašėme, kad sutaupytumėte šiek tiek laiko. Jei norite, kad tai būtų dar didesnis projektas, vis tiek galite parašyti savo programinę įrangą.

Medžiagos:

Mediena rėmui (1,8 cm pločio)

Mediena 2 perforuotoms plokštėms ir galinė plokštė (2 mm)

„Finnboard“(medienos plaušienos plokštė/kartonas, skirtas šviesos diodams pritvirtinti, 2 mm, medžiaga lazeriniams pjovėjams/modeliams. Alternatyva: plona mediena)

Pailsėję medienos gabalą supjaustykite į 7 mažus kubelius (2 x 2 x 1,9 cm)

Arduino Uno

„Arduino SpectrumShield-v14“(„Sparkfun“)

Plonas mikrofonas (lizdas)

Rasberry Pi B.

Micro USB USB kabelis

Kabeliai, skirti prijungti elektroniką

470 omų rezistorius

Bandomoji Lenta

9 RGB šviesos diodai WS2812 (arba kiti šviesos diodai, palaikantys mūsų naudojamą „Adafruit NeoPixel“biblioteką)

Kabeliai ir patinai, skirti lituoti šviesos diodus (jei nenaudojate iš anksto paruoštos LED juostos)

Ultragarsinis atstumo jutiklis HC-SR04

Varžtai

Maži užsukami kabliai ir kilpos

Buitinės guminės juostelės

Kai kurios plonos ir gana stiprios virvelės (tiks verpalai)

2 „Servos Hitech HS 311“(arba kitas modelis, priklausomai nuo jūsų medinės plokštės svorio, mūsų yra <400 g)

Matinė folija arba popierius (apie 50 x 50 cm)

Dažai (norėdami daugiau kontrasto pasirenkame juodą)

Juosta ir skysti klijai

DC maitinimo šaltinis (6-12 V, 2 A)

Jei naudojate 12 V maitinimo šaltinį, jums reikia 6 V įtampos keitiklio, skirto šviesos diodams, servo ir jutikliams.

Įrankiai:

Formuotojas (arba kokia nors alternatyva)

Lazerinis pjoviklis (arba kita alternatyva)

Atsuktuvas ir akumuliatorinis atsuktuvas

Grąžtas

Lituoklis ir priedai (nebūtina, jei turite paruoštas naudoti LED juosteles)

1 žingsnis: rėmas

Jei dar neturite (wiki) namo, kurį galėtumėte pastatyti modulyje, kaip mes, arba norite jį pastatyti tik dėl malonumo ir išvaizdos, naudokite rėmelį moduliui sukurti.

Mes naudojame rėmą, kurį galite tiesiog prijungti ir vėl išardyti, kol dar niekas nėra pritvirtintas, kad būtų lengviau jį nešiotis. Todėl supjaustykite dalis šiomis priemonėmis (naudodamiesi formavimo mašina ar bet kokiu kitu, žiūrėkite į mūsų nuotraukas, kad gautumėte daugiau orientacijos):

2 x viršutinė/apatinė plokštė: 28 x 52,5 cm su papildymais 15,5 x 5 cm šonų viduryje, atėmus 3 x 3 cm skyles priedų viduryje 2 cm atstumu nuo galo.

2 x šoninė plokštė: 28 x 66,5 cm su 1,9 x 15,5 cm skylėmis galuose, kurie yra 5 cm atstumu nuo kraštų.

4 x U dalys, kurių viena ilga 10 cm kraštinė ir dvi 8 cm kraštinės yra 3 cm pločio. Paprastumo dėlei jie iš tikrųjų nėra suformuoti kaip U, bet gali turėti kampus.

Prijunkite dalis kartu su dalimis, kurių šonuose yra ilgos skylės, kitos dalys yra apačioje ir viršuje ir mažos U dalys, kad jos būtų kartu. Jei norite išplėsti, U dalys gali sujungti du iš šių rėmelių. Jei esate visiškai tikri, kad norite tik vieno modulio, žinoma, galite juos pakeisti;)

Viskas tinka? Tęsti!

Pastaba: aprašyme „dešinė“ir „kairė“dabar reiškia dešinę ir kairę rėmo pusę, kaip parodyta paveikslėlyje (žiūrint iš modulio galinės pusės, nes perforuotos plokštės yra priekinė dalis).

2 žingsnis: perforuotos plokštės

Formuokite plokštes ir perforuokite jas savo formavimo įrankiu ar bet kokiu kitu turimu daiktu, mes naudojame paveikslėlyje pateiktą išdėstymą. Jei jums patinka, turėtumėte turėti galimybę naudoti kitokį skylių išdėstymą nei mūsų, nekeisdami efekto, jei jūsų skylės nėra per didelės ir jūsų skylės yra skirtingo dydžio. Priekinė plokštė turi būti 56 x 56 cm, o atstumas iki skylių - 5,5 cm iš visų pusių, o kilnojama mažesnė plokštė - 51 x 51 cm, tik 0,5 cm atstumu.

Išardykite rėmą ir įsukite 4 kabliukus į rėmą, visada 2 viršutinėje ir dešinėje rėmo dalyje. Kabliukai turi būti kuo arčiau rėmo dalių ilgio krašto. Vėl sujungus rėmą, atstumas iki artimiausios kitos plokštės turėtų būti apie 5 cm (nuotraukos gali padėti).

Prisukite didesnę plokštę prie savo rėmo kampuose, pažymėkite, kuria kryptimi pasukti antrąją plokštę, kad plokščių raštas būtų identiškas. Jūs tikrai norite tai pažymėti.

Dabar pridėkite antrą plokštelę. Todėl ištraukite gumines juostas per dvi skylutes, esančias jūsų plokštėje, likusią juostą perkiškite per gautą kilpą ir pakabinkite plokštelę ant kablių, kuriuos įkišote į rėmą. Pastaba. savo gumines juostas. Plokštelė turėtų pakabinti maždaug vieną skylių eilę virš didesnės plokštės modelio ir dešinėje, kai guma yra pasyvios būsenos. Tiesiog pabandykite keletą skylių ir patobulinkite, kol plokštė bus tinkamoje padėtyje.

3 žingsnis: šiek tiek dažų

Paimkite dažus! Juoda (arba kita tamsi spalva) yra puikus kontrastas šviesai viduje.

Mes nusprendėme naudoti purškiamus dažus, kad dažai pasiskirstytų tolygiau. Jei esate kūrybiškesnis, nesijaudinkite.

Todėl dar kartą nuimkite plokštes nuo rėmo, užtepkite dažų ant abiejų perforuotų plokščių priekinių pusių ir palaukite, kol jos išdžius.

4 žingsnis: folija/popierius

Dabar matinę foliją ar popierių priklijuojate prie mažesnės plokštės užpakalinės pusės. Mes naudojame skaidrų popierių iš meno reikmenų parduotuvės, tačiau bet kokia medžiaga, išsklaidanti šviesą, tiks.

Iškirpkite mažas skylutes į popierių, kad guminės juostos ir virvelės eitų per juos, ir priklijuokite popierių prie plokštės galinės pusės (į šoną be spalvos). Eilutės bus pritvirtintos kitame žingsnyje, todėl pažiūrėkite, kur jos turėtų būti anksčiau.

Šviesos diodai vėliau neturėtų būti matomi kaip atskiri šviesos diodai, bet labiau kaip bendras švytėjimas, viskas dėl popieriaus.

5 žingsnis: „Servos“

Įsukite metalines kilpas į savo rėmą apačioje ir kairėje pusėje. Jie turėtų būti plokščių viduryje ir kuo arčiau krašto, neliečiant mažesnės perforuotos plokštės.

Servo sistemai naudokite sujungimą tik viena ranka ir pritvirtinkite kitą metalinę kilpą prie išorinės skylės.

Dabar pritvirtinkite servo prie savo rėmo. Supjaustykite mažus medžio kauliukus (apie 2 x 2 x 1,9 cm), prisukite du iš jų prie kiekvienos servo, kaip parodyta paveikslėlyje. Pirmiausia gręžėme į jas mažas skylutes, nes mūsų kauliukai lengvai suskilinėjo ir turėjome būti šiek tiek atsargesni.

Kairėje ir apatinėje pusėje pritvirtinkite virvelę prie skylės mažesnės plokštės viduryje ir nukreipkite kitą jos galą per metalinę kilpą. Jei norite naudoti siūlus, kaip siūlome, paimkite kelis jų sluoksnius. Vieno sluoksnio gali pakakti, bet kadangi visi traukiamieji yra ant šių virvelių, gerai, kad esi šiek tiek paranojiškas.

Prisukite servo rėmo apačioje ir kairėje, naudodami pridedamus kauliukus (jei reikia, dar kartą išgręžkite skyles). Servo rankena turi būti metalinės kilpos aukštyje, o servo servetėlės guli į šoną. Tada pritvirtinkite eilutę prie kilpos servo sujungime. Eilutė turi būti kiek įmanoma įtempta, kai servo yra numatytojoje padėtyje.

Dabar galite pradėti testuoti servo su arduino. Jei jums reikia pagalbos, kaip prijungti servo prie „arduino“, žr. Grandinės išdėstymą 8 veiksme (Dėžutės uždarymas).

6 žingsnis: mikrofonas ir atstumo jutiklis

Išgręžkite skylę į išorinės perforuotos plokštės viršutinį galą, kuris yra pakankamai didelis, kad įstrigtų jūsų mikrofonas. Pasirūpinkite, kad mikrofonas būtų kuo arčiau krašto, kad jis neliestų antrosios plokštės.

Kadangi mūsų mikrofonas buvo šiek tiek silpnas, tarp mikrofono ir arduino įdėjome stiprintuvą.

Manėme, kad būtų malonu, jei modulis šiek tiek bendrautų su žmonėmis, todėl taip pat pridėjome ultragarsinį atstumo jutiklį. Kai žmonės prieina prie modulio, gali jį aptikti ir šiek tiek parodyti bei pakeisti šviesos spalvą - gerai, mes šiek tiek veltui. Tai tikrai prideda šiek tiek pramogų.

7 žingsnis: šviesos diodai ir maitinimo šaltinis

Kad visa tai atrodytų tikrai šauniai, pridedame foninį apšvietimą. Vos 9 šviesos diodai leidžia moduliui atrodyti gana įspūdingai tamsioje patalpoje.

Todėl paruoškite 3 juosteles su 3 šviesos diodais, kurios vėliau bus sujungtos, kad sudarytų ilgesnę juostelę. Dviejose juostelėse tarp šviesos diodų ir galų lituokite maždaug 14–15 cm ilgio kabelius. Kad būtų lengviau naudoti, prie abiejų galų pridėjome patinus. Trečioji juostelė paruošta panašiai, tačiau su kabeliais ir pataisomis tik viename gale, laisvas galas bus visos juostos galas. Būkite atsargūs, jei naudojate WS2812, jie turi vieną kraštą su etikete DI (duomenys įeiti) ir tris kraštus su DO (duomenys išvesti). Norite prijungti DO kraštą su kito šviesos diodo DI kraštu. Paskutinio trečiosios juostos šviesos diodo DI kraštas turi būti prijungtas prie šviesos diodo ir be kabelio DO kraštuose.

Norėdami pritvirtinti šviesos diodus prie rėmo, paruoškite 3 ilgus finnboard stačiakampius (naudokite 52, 5 x 2 cm lazerinį pjaustytuvą arba pjaustytuvą ir ilgą liniuotę). Jie turėtų vertikaliai tilpti į jūsų rėmą, todėl pirmiausia išmatuokite, gerai, jei jie yra 2-3 mm per trumpi.

Užklijuokite kiekvieną LED juostą prie vieno iš stačiakampių, pradedant nuo vidurinio šviesos diodo, esančio finnboard viduryje. Pažymėkite, kuriose LED juostų DI ir DO pusėse yra, nes nebegalite matyti apatinės šviesos diodų pusės.

Likusius medžio kauliukus pritvirtinkite prie kiekvieno LED modulio vieno galo, naudodami segiklį. Galutiniam juostų moduliui reikia kauliukų DO gale (paveikslėlis: skaičius 3), vienam kitam - DI (2) gale, o likusiam - DO gale (1).

Dabar prisukite šviesos diodų modulius prie rėmo viršaus vienodais atstumais, padėkite juos prie galinio krašto (to, kuris neturi plokščių). 1 modulis yra kairėje, 2 yra viduryje ir 3 dešinėje. Jei jūsų kauliukai lengvai suskaidomi, nepamirškite jų pirmiausia išgręžti.

Prijunkite 1 ir 2 modulius viršuje ir 2 ir 3 modulius apačioje. 1 modulio apačioje turėtų būti laisvas DI galas, kurį galite prijungti prie savo arduino bandymui. Maitinimo šaltiniui reikia 5 V ir jokio rezistoriaus. Atkreipkite dėmesį, kad duomenų įvedimui reikia analoginio kaiščio ir jis neturėtų būti prijungtas tiesiogiai, bet su 470 omų rezistoriumi. Jei neįdėsite jo tarp pirmojo juostos šviesos diodo, greičiausiai jis sugrius. Žiūrėkite grandinės išdėstymą 8 veiksme (Dėžutės uždarymas).

Jei norite išbandyti šviesos diodus, naudokite „Adafruit Neopixel“biblioteką, tai gana lengva suprasti.

Deja, arduino dar neturi maitinimo šaltinio. Taigi jums reikia maitinimo šaltinio, prijunkite arduino GND prie maitinimo šaltinio įžeminimo ir maitinimą su VIN kaiščiu. 8 žingsnio grandinės išdėstymas jums padės.

8 žingsnis: Uždarykite dėžutę

Įsitikinkite, kad elektronika prijungta taip, kaip nurodyta grandinės schemoje. Maitinimo šaltinis gali skirtis priklausomai nuo jūsų įvesties įtampos. Tačiau svarbu prisiminti, kad maitinimas, tiekiantys jutiklius, servos ir apšvietimas neturėtų tekėti per arduino, bet kad jie visi pasiektų reikiamą įtampą (arduino 7-12 V, jutikliai ir tt 6-7 V) nuo tiekimo ir yra prijungti prie bendro pagrindo. Taip yra dėl to, kad arduino nesugeba valdyti srovių, viršijančių 1 amperą.