Модул за акустична стена SonicMoiré: 8 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Този модул за стена "SonicMoiré" е проектиран да бъде съвместим с wikihouses, ние възнамеряваме да го използваме като част от фасадата. Предишната му цел беше да филтрира определени честоти извън спектъра на шума и следователно да намали шумовото излагане в помещението или да намали звук, който чувате извън него. Ефектите биха били най -добри, ако цялата ви стена е направена от такива модули (а също и стаята ви ще изглежда напълно фантастична:)).

Този проект беше част от Multimodal Media Madness 2014, чийто домакин беше катедрата за компютърно подпомаган архитектурен дизайн (CAAD) и групата за медийни изчисления на университета в Аахен RWTH. За повече интелигентни скинове, моля, проверете тази страница:

Модулът се състои от рамка (ако случайно имате уики къща, можете да я вградите в нея) с две перфорирани плочи в предния край, от които едната може да бъде изместена спрямо другата. Различните формации, които дупките изграждат при изместване, трябва да филтрират определени честоти извън спектъра на шума. Това се нарича ефект на Муаре, идеята се основава на абсорбери на Хелмхолц (перфорирани пластинни преобразуватели).

Добавихме малко подсветка за визуални ефекти. Модулът изглежда наистина хипнотичен;)

Това е малко повече работа, отколкото просто проект през уикенда, но ние ви предоставяме софтуера, който написахме, за да спестите малко време. Ако искате да направите този проект още по -голям, все още можете да напишете свой собствен софтуер.

Материали:

Дърво за рамка (1,8 см ширина)

Дърво за 2 перфорирани плочи и задна плоча (2 мм)

Финборд (картон от дървесна маса/картон за закрепване на светодиодите, 2 мм, материал за лазерни ножове/модели. Алтернатива: тънко дърво)

Останало парче дърво за нарязване на 7 малки кубчета (2 x 2 x 1,9 см)

Arduino Uno

Arduino SpectrumShield-v14 (Sparkfun)

Тънък микрофон (жак)

Rasberry Pi B

Micro USB USB кабел

Кабели за свързване на електрониката

Резистор 470 ома

Платка

9 RGB светодиода WS2812 (или други светодиоди, които поддържат библиотеката Adafruit NeoPixel, която използвахме)

Кабели и мъже за запояване на светодиодите (в случай, че не използвате предварително подготвена LED лента)

Ултразвуков сензор за разстояние HC-SR04

Винтове

Малки винтови куки и примки

Домакински ластици

Някаква тънка и доста здрава струна (прежда ще е подходяща)

2 Servos Hitech HS 311 (или друг модел в зависимост от теглото на вашата дървена плоча, нашата е <400g)

Матово фолио или хартия (около 50 х 50 см)

Боя (ние избираме черно за повече контраст)

Лента и течно лепило

Захранване с постоянен ток (6-12 V, 2 A)

В случай, че се захранвате с 12 V захранване, имате нужда от преобразувател на напрежение до 6 V за светодиодите, сервомоторите и сензорите.

Инструменти:

Shaper (или някаква алтернатива)

Лазерно рязане (или някаква алтернатива)

Отвертка и акумулаторна отвертка

Пробивна машина

Поялник и аксесоари (не е необходимо, ако имате готови за употреба LED ленти)

Стъпка 1: Рамката

В случай, че все още нямате (wiki) къща за вграждане в модула, като нас, или искате да го изградите само за забавление и външен вид, използвайте рамка, за да вградите модула.

Използваме рамка, която можете просто да свържете и да я разглобите, докато все още нищо не е прикрепено, за да улесните пренасянето й. Затова изрежете части със следните мерки (с помощта на оформящо устройство или каквото имате, вижте нашите снимки за повече ориентация):

2 x Горна/Долна плоча: 28 x 52,5 cm с добавки 15,5 x 5 cm в средата на страните минус 3 x 3 cm дупки в средата на добавките 2 cm от края.

2 x Странична плоча: 28 x 66,5 см с отвори 1,9 x 15,5 см в краищата, които са на 5 см от ръбовете.

4 x U части с една дълга страна 10 cm и две страни от 8 cm, които са широки 3 cm. За простота те всъщност не са оформени като U, но могат да имат ъгли.

Включете частите заедно с частите с дълги отвори отстрани, останалите части отдолу и отгоре и малките U части, за да ги държите заедно. U частите могат да свържат две от тези рамки в случай, че искате да разширите. В случай, че сте напълно сигурни, че искате само един модул, разбира се, можете да ги промените;)

Всичко подхожда? Продължи!

Забележка: "дясно" и "ляво" в описанието сега ще се отнасят за дясната и лявата страна на рамката, както е показано на снимката (гледано от задната страна на модула, тъй като перфорираните плочи са предният край).

Стъпка 2: Перфорираните плочи

Оформете плочи и ги перфорирайте с вашия оформящ или каквото имате, ние използваме оформлението на снимката. Ако искате, трябва да можете да използвате различно оформление за дупките от нашето, без да променяте ефекта, стига дупките ви да не са твърде големи и дупките ви имат различни размери. Предната плоча трябва да бъде 56 x 56 cm, а разстоянието до отворите трябва да бъде 5,5 cm от всички страни, подвижната по -малка плоча 51 x 51 cm с разстояние само 0,5 cm.

Разглобете рамката и завийте 4 куки в рамката, винаги 2 в горната и дясната страна на рамката. Куките трябва да са възможно най -близо до дългия ръб на частите на рамката. Когато поставите рамката отново, разстоянието до най -близката друга плоча трябва да бъде около 5 см (снимките може да ви помогнат).

Завийте по -голямата плоча към вашата рамка в ъглите, маркирайте в каква посока да завъртите втората си плоча, така че шарката на плочите да е еднаква. Наистина искате да отбележите това.

Сега добавете втората чиния. Затова издърпайте гумените ленти през два от отворите на чинията си, залепете останалата част от лентата през получената бримка и окачете плочата върху куките, които сте поставили в рамката. вашите ластици. Очаква се плочата да виси приблизително един ред отвори над и вдясно от шаблона на по -голямата плоча, когато гумата е в пасивно състояние. Просто опитайте някои отвори и подобрете, докато плочата е в правилната позиция.

Стъпка 3: малко боя

Вземете малко боя! Черното (или друг тъмен цвят) образува приятен контраст със светлината вътре.

Решихме да използваме спрей боя, за да разнесем боята по -равномерно. Ако сте по -креативни, не се колебайте.

Затова отново извадете плочите от рамката, нанесете боята си върху предната страна на двете перфорирани плочи и изчакайте да изсъхне.

Стъпка 4: Фолио/хартия

Сега залепвате матовото фолио или хартия към задната страна на по -малката чиния. Използваме прозрачна хартия от магазин за художествени консумативи, но всеки материал, който разпръсква светлина, ще работи.

Изрежете малки дупки във вашата хартия, така че гумените ленти и връвчетата да преминат през и да залепят хартията към задната страна на плочата (отстрани без цвят). Низовете ще бъдат прикрепени в следващата стъпка, така че погледнете къде трябва да бъдат преди.

Светодиодите не трябва да се виждат като отделни светодиоди по -късно, а повече като цялостно сияние, всичко поради хартията.

Стъпка 5: Сервомоторите

Завийте металните бримки във вашата рамка от долната и лявата страна. Предполага се, че са в средата на плочите и възможно най -близо до ръба, без да докосват по -малката перфорирана плоча.

За серво използвайте снаждане само с една ръка и прикрепете друга от вашите метални бримки към най -външния й отвор.

Сега прикрепете сервомоторите към вашата рамка. Нарежете малки зарове от дърво (около 2 x 2 x 1,9 см), завийте два от тях към всяко серво, както е показано на снимката. Първо пробихме малки дупки в тях, защото заровете ни се разделяха лесно и трябваше да бъдем малко по -внимателни.

От лявата и долната страна прикрепете въже в дупка в средата на по -малката си плоча и насочете другия й край през металния контур. Ако искате да използвате прежда, предлагаме да вземете няколко слоя от нея. Един слой може да е достатъчен, но тъй като всички тегления са върху тези парчета струна, добре е да бъдете малко параноични.

Завийте сервомоторите отдолу и отляво на рамката с помощта на приложените зарове (предварително пробийте дупки, ако е необходимо). Рамото на сервомоторите трябва да е на височината на металния контур и сервомоторите да са разположени отстрани. След това прикрепете низа към контура на серво съединението. Низът трябва да е възможно най -напрегнат, когато серво е в своите позиции по подразбиране.

Вече можете да започнете да тествате сервомоторите с arduino. Ако имате нужда от помощ как да свържете сервомоторите към вашия arduino, вижте схемата на схемата в стъпка 8 (Затваряне на кутията).

Стъпка 6: Сензор за микрофон и разстояние

Пробийте дупка в горния край на най -външната перфорирана плоча, която е достатъчно голяма, за да пробие микрофона. Внимавайте да поставите микрофона възможно най -близо до ръба, така че да не докосва втората плоча.

Тъй като микрофонът ни беше малко слаб, поставихме усилвател между микрофона и arduino.

Решихме, че би било хубаво модулът да взаимодейства малко с хората, затова добавихме и ултразвуков сензор за разстояние. Когато хората се приближат до модула, могат да го открият и да направят малко шоу и да променят цвета на светлината - добре, ние сме малко суетни. Със сигурност добавя малко забавление.

Стъпка 7: Светодиоди и захранване

За да изглежда всичко наистина страхотно, добавяме подсветка. Само 9 светодиода правят модула доста ефектен в тъмна стая.

Затова подгответе 3 ленти с 3 светодиода в тях, които по -късно ще бъдат свързани, за да образуват по -дълга лента. За две от лентите запойте кабели с дължина около 14-15 cm между светодиодите и краищата. За по -лесно използване добавихме мъжки към двата края. Третата лента е подготвена по подобен начин, но с кабели и мъже само в единия край, свободният край ще бъде краят на цялостната лента. Внимавайте, ако използвате WS2812, те имат един ръб с етикет DI (данни в) и три ръба с DO (изход на данни). Искате да свържете DO ръб с DI ръба на следващия светодиод. Последният светодиод на третата лента трябва да има своя DI край свързан със светодиода преди и да няма кабел по ръбовете DO.

За да прикрепите светодиодите към рамката, подгответе 3 дълги правоъгълника от финборд (използвайте лазерна резачка или фреза и дълга линийка, 52, 5 x 2 cm). Те трябва да се вписват вертикално във вашата рамка, така че първо измерете, добре е, ако са 2-3 мм твърде къси.

Залепете всяка LED лента към един от правоъгълниците, започвайки със средния светодиод в средата на финборда. Маркирайте от кои страни са краищата DI и DO на LED лентите, тъй като вече не виждате долната страна на светодиодите.

Прикрепете останалите дървени зарове към единия край на всеки LED модул с помощта на телбод. Крайният модул на лентите се нуждае от своите зарове на края на DO (снимка: номер 3), един от другите на края на DI (2) и останалия на края DO (1).

Сега завийте LED модулите към горната част на рамката на равни разстояния, поставете ги близо до задния ръб (този без плочите). Модул 1 е вляво, 2 е в средата и 3 вдясно. Ако заровете ви се разделят лесно, не забравяйте първо да пробиете в тях.

Свържете модулите 1 и 2 отгоре и модулите 2 и 3 отдолу. модул 1 сега трябва да има безплатен DI край в долната част, който можете да свържете с вашия arduino за тестване. За захранването се нуждае от 5 V и без резистор. Имайте предвид, че входът за данни се нуждае от аналогов извод и не трябва да се свързва директно, а с резистор 470 ома между тях. Ако не поставите такъв между първия светодиод в лентата, най -вероятно ще се срути. Вижте схемата на схемата в стъпка 8 (Затваряне на кутията).

Ако искате да опитате светодиодите да използват библиотеката Adafruit Neopixel, това е доста лесно за разбиране.

За съжаление arduino все още няма захранване. Така че имате нужда от захранването, свържете arduino GND със заземяването на захранването и захранването с VIN щифта. Оформлението на схемата в стъпка 8 ще ви помогне.

Стъпка 8: Затваряне на кутията

Уверете се, че електрониката е свързана както на схемата. Захранването може да варира в зависимост от вашето входно напрежение. Важно е обаче да запомните, че захранването, захранващо вашите сензори, сервоустройства и подсветката, не трябва да тече през arduino, а че всеки от тях достига съответното напрежение (arduino 7-12 V, сензори и т.н. 6-7 V) от захранването и са свързани към общата основа. Това се дължи на това, че arduino не е в състояние да обработва токове над 1 ампер.