Modul de perete acustic SonicMoiré: 8 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Acest modul de perete "SonicMoiré" este conceput pentru a fi compatibil cu wikihouse-uri, intenționăm să-l folosim ca parte a fațadei. Scopul său anterior era de a filtra anumite frecvențe din spectrul de zgomot și, prin urmare, de a reduce expunerea la zgomot în cameră sau de a reduce sunet pe care îl auziți în afara lui. Efectele ar fi cele mai bune dacă întregul dvs. perete este format din astfel de module (și, de asemenea, camera dvs. ar arăta complet fantezistă:)).

Acest proiect a făcut parte din Multimodal Media Madness 2014, găzduit de catedra pentru Computer Aided Architectural Design (CAAD) și Media Computing Group din RWTH Aachen University. Pentru mai multe Skins inteligente, vă rugăm să verificați această pagină:

Modulul constă dintr-un cadru (dacă se întâmplă să aveți o casă wiki, puteți să-l construiți în asta) cu două plăci perforate pe capătul frontal, dintre care una poate fi deplasată împotriva celeilalte. Diferitele formațiuni pe care găurile le construiesc atunci când sunt deplasate ar trebui să filtreze anumite frecvențe din spectrul de zgomot. Aceasta se numește efect Moiré, ideea se bazează pe absorbantele Helmholtz (traductoare cu plăci perforate).

Am adăugat o lumină de fundal pentru efecte vizuale. Modulul pare foarte hipnotic;)

Aceasta este ceva mai multă muncă decât un proiect de weekend, dar vă oferim software-ul pe care l-am scris, astfel încât să economisiți ceva timp. Dacă doriți să faceți din acest proiect un proiect și mai mare, puteți scrie propriul software.

Materiale:

Lemn pentru cadru (1,8 cm lățime)

Lemn pentru 2 plăci perforate și placă posterioară (2mm)

Finnboard (carton / carton din pastă de lemn pentru atașarea LED-urilor, 2mm, material pentru tăietoare / modele. Alternativă: lemn subțire)

Puneți o bucată de lemn pentru a o tăia în 7 cuburi mici (2 x 2 x 1,9 cm)

Arduino Uno

Arduino SpectrumShield-v14 (Sparkfun)

Microfon subțire (mufă)

Rasberry Pi B

Cablu USB micro USB

Cabluri pentru conectarea electronice

Rezistor de 470 Ohm

Pană de pâine

9 LED-uri RGB WS2812 (sau alte LED-uri care acceptă biblioteca Adafruit NeoPixel pe care am folosit-o)

Cabluri și bărbați pentru a lipi LED-urile (în cazul în care nu utilizați o bandă LED pre-fabricată)

Senzor de distanță cu ultrasunete HC-SR04

Șuruburi

Cârlige și bucle mici înșurubabile

Benzi de cauciuc de uz casnic

Un șir subțire și destul de puternic (firul va face)

2 Servoare Hitech HS 311 (sau un alt model în funcție de greutatea plăcii dvs. de lemn, a noastră este <400g)

Folie sau hârtie mată (aproximativ 50 x 50 cm)

Vopsea (alegem negru pentru mai mult contrast)

Bandă și lipici lichid

Alimentare CC (6-12 V, 2 A)

În cazul în care mergeți cu o sursă de alimentare de 12 V, aveți nevoie de un convertor de tensiune la 6 V pentru LED-uri, servo și senzori.

Instrumente:

Shaper (sau o alternativă)

Lasercutter (sau o alternativă)

Șurubelniță și șurubelniță fără fir

Burghiu

Aparat de lipit și accesorii (nu este necesar dacă aveți benzi LED gata de utilizare)

Pasul 1: cadrul

În cazul în care nu aveți încă o casă (wiki) încorporată în modul, ca noi, sau doriți să o construiți doar pentru distracție și aspect, folosiți un cadru pentru a construi modulul.

Folosim un cadru pe care îl puteți conecta și dezlipi din nou, în timp ce nimic nu este încă atașat pentru a ușura transportul. Prin urmare, tăiați piesele cu următoarele măsuri (folosind un model sau orice aveți, uitați-vă la imaginile noastre pentru mai multă orientare):

2 x Placă superioară / inferioară: 28 x 52,5 cm cu adaosuri de 15,5 x 5 cm în mijlocul laturilor minus 3 găuri de 3 x 3 cm în mijlocul adaosurilor la 2 cm de la capăt.

2 x Placă laterală: 28 x 66,5 cm cu găuri de 1,9 x 15,5 cm la capete, care sunt la 5 cm de margini.

4 părți în U cu o latură lungă de 10 cm și două laturi de 8 cm care au o lățime de 3 cm. Pentru simplitate, ele nu sunt de fapt formate ca un U, dar pot avea colțuri.

Conectați piesele împreună cu piesele cu găurile lungi de pe părți, celelalte părți ca de jos și de sus și părțile mici în U pentru a le menține împreună. Părțile în U pot conecta două dintre aceste cadre în cazul în care doriți să vă extindeți. În cazul în care sunteți sigur că doriți un singur modul, puteți, desigur, să le modificați;)

Totul se potrivește? Continua!

Notă: „dreapta” și „stânga” în descriere se vor referi acum la partea dreaptă și la stânga cadrului așa cum se arată în imagine (văzută din partea din spate a modulului, deoarece plăcile perforate sunt capătul frontal).

Pasul 2: Plăcile perforate

Formați plăcile și perforați-le cu formatorul dvs. sau cu orice aveți la dispoziție, folosim aspectul din imagine. Dacă doriți, ar trebui să puteți folosi un aspect diferit pentru găurile noastre, fără a modifica efectul, atât timp cât găurile dvs. nu sunt prea mari și găurile dvs. au dimensiuni diferite. Placa frontală trebuie să aibă 56 x 56 cm, iar distanța până la găuri să fie de 5,5 cm pe toate părțile, placa mobilă mai mică de 51 x 51 cm, cu o distanță de doar 0,5 cm.

Îndepărtați cadrul și înșurubați cele 4 cârlige în cadru, întotdeauna 2 în partea superioară și dreaptă a cadrului. Cârligele ar trebui să fie cât mai aproape de marginea lungă a pieselor cadrului. Când puneți din nou cadrul împreună, distanța până la cea mai apropiată placă ar trebui să fie de aproximativ 5 cm (imaginile ar putea ajuta).

Înșurubați placa mai mare la rama dvs. la colțuri, marcați în ce direcție să rotiți a doua placă, astfel încât modelul plăcilor să fie identic. Chiar vrei să marchezi asta.

Acum adăugați a doua farfurie. Prin urmare, trageți benzile de cauciuc prin două dintre găurile din placa dvs., lipiți restul benzii prin bucla rezultată și atârnați placa de cârligele pe care le-ați văzut în cadru. Notă: De care găuri din placa trebuie să utilizați depinde benzile tale de cauciuc. Plăcuța ar trebui să atârne aproximativ un rând de găuri deasupra și dreapta modelului plăcii mai mari atunci când cauciucul este într-o stare pasivă. Încercați doar câteva găuri și îmbunătățiți până când placa este în poziția corectă.

Pasul 3: Unele vopsea

Ia niște vopsea! Negrul (sau o altă culoare închisă) formează un contrast frumos cu lumina din interior.

Am decis să folosim vopsea spray pentru a răspândi vopseaua mai uniform. Dacă sunteți mai creativi, nu ezitați.

Prin urmare, scoateți din nou plăcile din cadru, aplicați vopseaua pe părțile frontale ale ambelor plăci perforate și așteptați până se usucă.

Pasul 4: Folia / hârtia

Acum lipiți folia sau hârtia mată pe partea din spate a plăcii mai mici. Folosim hârtie transparentă dintr-un magazin de articole de artă, dar orice material care împrăștie lumina va funcționa.

Tăiați găuri mici în hârtie, astfel încât benzile de cauciuc și șirurile să treacă și lipiți hârtia pe partea din spate a plăcii (în partea fără culoare). Șirurile vor fi atașate la pasul următor, așa că aruncați o privire unde ar trebui să fie înainte.

LED-urile nu ar trebui să fie vizibile ca LED-uri individuale mai târziu, ci mai degrabă ca o strălucire generală, toate datorită hârtiei.

Pasul 5: Servo-urile

Înșurubați buclele metalice în cadrul dvs. din partea de jos și din stânga. Se presupune că se află în mijlocul plăcilor și cât mai aproape de margine posibil fără a atinge placa perforată mai mică.

Pentru servo folosiți o îmbinare cu un singur braț și atașați o altă buclă metalică la orificiul său exterior.

Acum atașați servomecanele la cadrul dvs. Tăiați bucăți mici de lemn (aproximativ 2 x 2 x 1,9 cm), înșurubați două dintre ele la fiecare servo, așa cum se arată în imagine. Am făcut mai întâi găuri mici în ele, deoarece zarurile noastre s-ar împărți ușor și trebuia să fim puțin mai atenți.

În partea stângă și în partea de jos, atașați o bucată de șir la o gaură din mijlocul plăcii mai mici și direcționați celălalt capăt al acestuia prin bucla metalică. Dacă doriți să utilizați fire, vă recomandăm să luați mai multe straturi din acesta. Un singur strat s-ar putea să fie suficient, dar întrucât tot remorcherul este pe aceste bucăți de șir, este bine să fii puțin paranoic.

Înșurubați servomotoarele în partea de jos și la stânga cadrului folosind zarurile atașate (găuriți din nou, dacă este necesar). Brațul servomotoarelor trebuie să fie pe înălțimea buclei metalice, iar servomobilele să fie așezate lateral. Apoi atașați șirul la bucla de la servo splice. Șirul trebuie să fie cât mai tensionat posibil atunci când servo-ul se află în pozițiile sale implicite.

Acum puteți începe să testați servos-urile cu arduino. Dacă aveți nevoie de ajutor pentru a conecta servo-urile la arduino, consultați aspectul circuitului la pasul 8 (Închiderea cutiei).

Pasul 6: Microfon și senzor de distanță

Găuriți o gaură în capătul superior al plăcii perforate exterioare, care este suficient de mare pentru a vă lipi microfonul. Aveți grijă să puneți microfonul cât mai aproape de margine, astfel încât să nu atingă a doua placă.

Deoarece microfonul nostru era puțin slab, am pus un amplificator între microfon și arduino.

Ne-am gândit că ar fi frumos ca modulul să interacționeze puțin cu oamenii, așa că am adăugat și un senzor de distanță cu ultrasunete. Când oamenii se apropie de modul, îl pot detecta și face un mic spectacol și pot schimba culoarea luminii - ei bine, suntem cam zadarnici. Cu siguranță adaugă un pic de divertisment.

Pasul 7: LED-uri și sursă de alimentare

Pentru ca totul să pară foarte cool, adăugăm lumini de fundal. Doar 9 LED-uri fac ca modulul să arate destul de spectaculos într-o cameră întunecată.

Prin urmare, pregătiți 3 benzi cu 3 LED-uri în ele care ulterior vor fi conectate pentru a forma o bandă mai lungă. Pentru două dintre benzi, lipiți cabluri de aproximativ 14-15 cm lungime între LED-uri și până la capete. Pentru o utilizare mai ușoară, am adăugat bărbați la ambele capete. Cea de-a treia bandă este pregătită similar, dar cu cabluri și mâini la un singur capăt, capătul liber va fi capătul benzii generale. Aveți grijă dacă utilizați WS2812, acestea au o margine cu eticheta DI (date in) și trei margini cu DO (date out). Doriți să conectați o margine DO cu marginea DI a următorului LED. Ultimul LED de pe a treia bandă trebuie să aibă marginea DI conectată cu LED-ul anterior și să nu existe cablu la marginile DO.

Pentru a atașa LED-urile la cadru, pregătiți 3 dreptunghiuri lungi de bord (utilizați un tăietor laser sau un tăietor și o riglă lungă, 52, 5 x 2 cm). Acestea ar trebui să se încadreze vertical în cadrul dvs., așa că măsurați mai întâi, este ok dacă sunt 2-3 mm prea scurte.

Bandați fiecare bandă de LED-uri pe unul dintre dreptunghiurile începând cu LED-ul din mijloc în mijlocul panoului de bord. Marcați pe ce părți sunt capetele DI și DO ale benzilor LED, deoarece nu mai puteți vedea partea inferioară a LED-urilor.

Atașați restul de zaruri de lemn la un capăt al fiecărui modul LED folosind un capsator. Modulul final al benzilor are nevoie de zarurile sale la capătul DO (imaginea: numărul 3), unul dintre celelalte la capătul DI (2) și cel rămas la capătul DO (1).

Acum înșurubați modulele LED în partea de sus a cadrului la distanțe egale, așezați-le aproape de marginea din spate (cea fără plăci). Modulul 1 este la stânga, 2 este la mijloc și 3 la dreapta. Dacă zarurile dvs. se împart cu ușurință, amintiți-vă să le găuriți mai întâi.

Conectați modulele 1 și 2 în partea de sus și modulele 2 și 3 în partea de jos. modulul 1 ar trebui să aibă acum un capăt DI gratuit în partea de jos, pe care să îl puteți conecta cu arduino pentru testare. Are nevoie de 5 V și nu are rezistență pentru alimentarea cu energie electrică. Rețineți că datele de intrare au nevoie de un pin analogic și nu trebuie conectate direct, ci cu un rezistor de 470 Ohm între ele. Dacă nu puneți unul între primul LED din bandă, cel mai probabil se va prăbuși. Consultați schema circuitului la pasul 8 (Închiderea cutiei).

Dacă doriți să încercați LED-urile utilizați biblioteca Adafruit Neopixel, este destul de ușor de înțeles.

Din păcate, arduino nu are încă sursă de alimentare. Așadar, aveți nevoie de sursa de alimentare, conectați arduino GND la masa de alimentare și alimentarea cu pinul VIN. Structura circuitului din pasul 8 vă va ajuta.

Pasul 8: Închiderea casetei

Asigurați-vă că dispozitivele electronice sunt conectate ca pe aspectul circuitului. Sursa de alimentare poate varia în funcție de tensiunea de intrare. Este important să ne amintim însă că puterea, care furnizează senzorii, servo-urile și lumina de fundal nu ar trebui să curgă prin arduino, ci că fiecare ajunge acolo tensiune adecvată (arduino 7-12 V, senzori etc. 6-7 V) de la alimentarea și sunt atașate la solul comun. Acest lucru se datorează faptului că arduino nu este construit pentru a gestiona curenți de peste 1 ampere.