Accustic wandmodule SonicMoiré - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Deze wandmodule "SonicMoiré" is ontworpen om compatibel te zijn met wikihouses, we zijn van plan het te gebruiken als onderdeel van de gevel. Het oorspronkelijke doel was om bepaalde frequenties uit het geluidsspectrum te filteren en zo de blootstelling aan lawaai in de kamer te verminderen of de geluid dat je daarbuiten hoort. De effecten zouden het beste zijn als je hele muur van dergelijke modules is gemaakt (en je kamer zou er ook helemaal chique uitzien:)).

Dit project was onderdeel van Multimodal Media Madness 2014, georganiseerd door de leerstoel Computer Aided Architectural Design (CAAD) en de Media Computing Group van de RWTH Aachen University. Kijk voor meer Smart Skins op deze pagina:

De module bestaat uit een frame (als je toevallig een wiki-huis hebt, kun je het daar inbouwen) met twee geperforeerde platen aan de voorkant waarvan de ene tegen de andere kan worden geschoven. De verschillende formaties die de gaten vormen wanneer ze worden verschoven, zouden bepaalde frequenties uit het ruisspectrum moeten filteren. Dit wordt het Moiré-effect genoemd, het idee is gebaseerd op Helmholtz-absorbers (geperforeerde plaattransducers).

We hebben wat achtergrondverlichting toegevoegd voor visuele effecten. De module ziet er echt hypnotiserend uit;)

Dit is wat meer werk dan alleen een weekendproject, maar we geven je de software die we hebben geschreven, zodat je wat tijd bespaart. Als je er een nog groter project van wilt maken, kun je nog steeds je eigen software schrijven.

Materialen:

Hout voor lijst (1,8 cm breed)

Hout voor 2 geperforeerde platen & achterplaat (2mm)

Finnboard (houtpulp/karton om de LED's op te bevestigen, 2mm, materiaal voor lasercutters/modellen. alternatief: dun hout)

Rust stuk hout om in 7 kleine dobbelstenen te snijden (2 x 2 x 1,9 cm)

Arduino Uno

Arduino SpectrumShield-v14 (Sparkfun)

Slanke microfoon (jack)

Raspberry Pi B

Micro-USB-USB-kabel

Kabels om de elektronica aan te sluiten

470 Ohm weerstand

Breadboard

9 RGB-LED's WS2812 (of andere LED's die de Adafruit NeoPixel-bibliotheek ondersteunen die we hebben gebruikt)

Kabels & mannetjes om de LED's aan te solderen (voor het geval je geen kant-en-klare LED-strip gebruikt)

Ultrasone afstandssensor HC-SR04

Schroeven

Kleine schroefbare haken en lussen

Huishoudelijke elastiekjes

Een dunne en vrij sterke draad (garen is voldoende)

2 servo's Hitech HS 311 (of een ander model, afhankelijk van het gewicht van uw houten plaat, de onze is < 400g)

Mat folie of papier (ongeveer 50 x 50 cm)

Verf (we kiezen voor zwart voor meer contrast)

Tape & vloeibare lijm

DC-voeding (6-12 V, 2 A)

Als je voor een 12 V-voeding gaat, heb je een spanningsomvormer naar 6 V nodig voor de LED's, servo's en sensoren.

Gereedschap:

Shaper (of een alternatief)

Lasercutter (of een alternatief)

Schroevendraaier & draadloze schroevendraaier

Oefening

Soldeerbout & toebehoren (niet nodig als je kant-en-klare ledstrips hebt)

Stap 1: Het frame

Als je nog geen (wiki)huis hebt om in de module te bouwen, zoals wij, of het gewoon voor de lol en het uiterlijk wilt bouwen, gebruik dan een frame om de module in te bouwen.

We gebruiken een frame dat je gewoon in elkaar kunt steken en weer uit elkaar kunt halen terwijl er nog niets is bevestigd om het gemakkelijker te kunnen dragen. Snijd daarom onderdelen met de volgende maatregelen (met behulp van een shaper of wat je ook hebt, kijk naar onze foto's voor meer oriëntatie):

2 x Boven/Onderplaat: 28 x 52,5 cm met toevoegingen van 15,5 x 5 cm in het midden van de zijkanten minus 3 x 3 cm gaten in het midden van de toevoegingen 2 cm vanaf het einde.

2 x Zijbord: 28 x 66,5 cm met gaten van 1,9 x 15,5 cm aan de uiteinden die 5 cm van de randen verwijderd zijn.

4 x U delen met een lange zijde van 10 cm en twee zijden van 8 cm die 3 cm breed zijn. Voor de eenvoud zijn ze niet echt gevormd als een U, maar kunnen ze hoeken hebben.

Steek de delen aan elkaar met de delen met de lange gaten aan de zijkanten, de andere delen als onder & boven en de kleine U-delen om ze bij elkaar te houden. De U-delen kunnen twee van deze frames in elkaar steken voor het geval u wilt uitbreiden. Als je er helemaal zeker van bent dat je maar één module wilt, kun je deze natuurlijk aanpassen;)

Alles past? Doorgaan met!

Opmerking: "rechts" en "links" in de beschrijving verwijzen nu naar de rechter- en linkerkant van het frame zoals weergegeven in de afbeelding (gezien vanaf de achterkant van de module aangezien de geperforeerde platen de voorkant zijn).

Stap 2: De geperforeerde platen

Vorm platen en perforeer ze met je vormer of wat je ook maar beschikbaar hebt, we gebruiken de lay-out in de afbeelding. Als je wilt, zou je een andere lay-out voor de gaten moeten kunnen gebruiken dan de onze zonder het effect te veranderen, zolang je gaten niet te groot zijn en je gaten verschillende afmetingen hebben. De frontplaat moet 56 x 56 cm zijn en de afstand tot de gaten moet aan alle kanten 5,5 cm zijn, de verplaatsbare kleinere plaat 51 x 51 cm met slechts 0,5 cm afstand.

Haal het frame uit elkaar en schroef de 4 haken in het frame, altijd 2 aan de boven- en rechterkant van het frame. De haken moeten zich zo dicht mogelijk bij de lange rand van de framestukken bevinden. Als je het frame weer in elkaar zet, moet de afstand tot de dichtstbijzijnde andere plaat ongeveer 5 cm zijn (de foto's kunnen helpen).

Schroef de grotere plaat op je frame op de hoeken, markeer in welke richting je je tweede plaat moet draaien zodat het patroon van de platen identiek is. Dit wil je echt markeren.

Voeg nu het tweede bord toe. Trek daarom de elastiekjes door twee van de gaten in je bord, steek de rest van het bandje door de resulterende lus en hang de plaat aan de haken die je in het frame hebt geschroefd. Let op: Welke gaten in de plaat je moet gebruiken hangt af van je elastiekjes. De plaat hoort ongeveer één rij gaten boven en rechts van het patroon van de grotere plaat te hangen wanneer het rubber in een passieve toestand is. Probeer gewoon wat gaatjes en verbeter totdat de plaat in de juiste positie staat.

Stap 3: wat verf

Pak wat verf! Zwart (of een andere donkere kleur) vormt een mooi contrast met het licht binnenin.

We besloten om spuitverf te gebruiken om de verf gelijkmatiger te verdelen. Als je creatiever bent, voel je vrij.

Haal daarom de platen weer uit uw frame, breng uw verf aan op de voorzijden van beide geperforeerde platen en wacht tot deze is opgedroogd.

Stap 4: De folie/papier

Nu plak je de matte folie of het papier op de achterkant van het kleinere bord. We gebruiken transparant papier uit een winkel voor kunstbenodigdheden, maar elk materiaal dat licht verstrooit, werkt.

Knip kleine gaatjes in je papier zodat de elastiekjes en touwtjes er doorheen gaan en plak het papier aan de achterkant van de plaat (aan de kant zonder kleur). De snaren worden in de volgende stap bevestigd, dus kijk waar ze eerder zouden moeten zijn.

De LED's zouden later niet als individuele LED's zichtbaar moeten zijn, maar meer als een algehele gloed, allemaal vanwege het papier.

Stap 5: De servo's

Schroef de metalen lussen aan de onder- en linkerkant in je frame. Ze horen in het midden van de platen te zitten en zo dicht mogelijk bij de rand zonder de kleinere geperforeerde plaat te raken.

Gebruik voor de servo een verbinding met slechts één arm en bevestig een andere van uw metalen lussen aan het buitenste gat.

Bevestig nu de servo's aan uw frame. Snijd kleine blokjes hout (ongeveer 2 x 2 x 1,9 cm), schroef er twee op elke servo zoals op de afbeelding. We hebben er eerst kleine gaatjes in geboord omdat onze dobbelstenen gemakkelijk zouden splijten en we wat voorzichtiger moesten zijn.

Bevestig aan de linker- en onderkant een touwtje aan een gat in het midden van je kleinere bord en steek het andere uiteinde door de metalen lus. Als je garen wilt gebruiken, zoals we raden, neem er dan meerdere lagen van. Eén laag is misschien genoeg, maar aangezien alle touwtrekken aan deze touwtjes zitten, is het oké om een beetje paranoïde te zijn.

Schroef de servo's aan de onderkant en links van het frame met behulp van de bijgevoegde dobbelstenen (voorboren opnieuw gaten indien nodig). De arm van de servo's moet ter hoogte van de metalen lus komen en de servo's liggen zijwaarts. Bevestig vervolgens het touw aan de lus bij de servo-splitsing. De snaar moet zo gespannen mogelijk zijn als de servo in de standaardposities staat.

U kunt nu beginnen met het testen van de servo's met de arduino. Als je hulp nodig hebt bij het aansluiten van de servo's op je Arduino, raadpleeg dan de circuitlay-out in stap 8 (De doos sluiten).

Stap 6: Microfoon & Afstandssensor

Boor een gat in het bovenste uiteinde van de buitenste geperforeerde plaat dat groot genoeg is om je microfoon door te steken. Zorg ervoor dat u de microfoon zo dicht mogelijk bij de rand plaatst, zodat deze de tweede plaat niet raakt.

Omdat onze microfoon een beetje zwak was, hebben we een versterker tussen de microfoon en de arduino geplaatst.

We dachten dat het leuk zou zijn om de module een beetje met mensen te laten communiceren, dus hebben we ook een ultrasone afstandssensor toegevoegd. Wanneer mensen in de buurt van de module komen, kunnen ze deze detecteren en een kleine show doen en de kleur van het licht veranderen - nou, we zijn een beetje ijdel. Het voegt zeker wat entertainment toe.

Stap 7: LED's en voeding

Om het geheel er echt cool uit te laten zien, voegen we achtergrondverlichting toe. Slechts 9 LED's zorgen ervoor dat de module er behoorlijk spectaculair uitziet in een donkere kamer.

Bereid daarom 3 strips voor met daarin 3 LED's die later worden verbonden tot een langere strip. Voor twee van de strips soldeer je kabels met een lengte van ongeveer 14-15 cm tussen de LED's en aan de uiteinden. Voor eenvoudiger gebruik hebben we mannetjes aan beide uiteinden toegevoegd. De derde strip is op dezelfde manier voorbereid, maar met kabels en mannetjes aan slechts één uiteinde, is het vrije uiteinde het uiteinde van de totale strip. Let op als je de WS2812 gebruikt, ze hebben één rand met het label DI (data in) en drie randen met DO (data out). U wilt een DO-rand verbinden met de DI-rand van de volgende LED. De laatste LED op uw derde strip moet zijn DI-rand hebben die eerder met de LED is verbonden en geen kabel aan de DO-randen.

Om de LED's aan het frame te bevestigen, bereidt u 3 lange rechthoeken van finnboard voor (gebruik een lasercutter of snijder & lange liniaal, 52,5 x 2 cm). Ze moeten verticaal in je frame passen, dus meet eerst, het is ok als ze 2-3 mm te kort zijn.

Plak elke LED-strip op een van de rechthoeken, te beginnen met de middelste LED in het midden van het finnboard. Markeer aan welke zijden de DI- en DO-uiteinden van de LED-strips zijn, aangezien u de onderkant van de LED's niet meer kunt zien.

Bevestig de resterende houten dobbelstenen aan het ene uiteinde van elke LED-module met behulp van een nietmachine. De eindmodule van de strips heeft zijn dobbelstenen nodig op het DO-uiteinde (afbeelding: nummer 3), een van de andere op het DI-uiteinde (2) en de resterende op het DO-uiteinde (1).

Schroef nu de LED-modules op gelijke afstanden aan de bovenkant van uw frame, plaats ze dicht bij de achterrand (die zonder de platen). Module 1 is links, 2 in het midden en 3 rechts. Als je dobbelstenen gemakkelijk splitsen, denk er dan aan om er eerst in te boren.

Sluit de modules 1 en 2 aan de bovenkant en de modules 2 en 3 aan de onderkant aan. module 1 zou nu een vrij DI-uiteinde aan de onderkant moeten hebben die je kunt verbinden met je arduino om te testen. Het heeft 5 V nodig en geen weerstand voor de voeding. Merk op dat de data-ingang een analoge pin nodig heeft en niet rechtstreeks moet worden aangesloten, maar met een weerstand van 470 Ohm ertussen. Als je er geen tussen zet, is de kans groot dat de eerste LED in de strip instort. Raadpleeg de circuitlay-out in stap 8 (De doos sluiten).

Als je de LED's wilt proberen, gebruik dan de Adafruit Neopixel-bibliotheek, het is vrij eenvoudig te begrijpen.

Helaas heeft de arduino nog geen voeding. Dus je hebt de voeding nodig, verbind de arduino GND met de voeding van de voeding en de voeding met de VIN-pin. De circuitlay-out in stap 8 zal u helpen.

Stap 8: De doos sluiten

Zorg ervoor dat de elektronica is aangesloten zoals op de circuitlay-out. De voeding kan variëren, afhankelijk van uw ingangsspanning. Het is echter belangrijk om te onthouden dat de voeding, die uw sensoren, servo's en de achtergrondverlichting voedt, niet door de arduino mag stromen, maar dat ze elk de juiste spanning (arduino 7-12 V, sensoren enz. 6-7 V) krijgen van de levering en zijn verbonden met de gemeenschappelijke grond. Dit komt doordat de Arduino niet gebouwd is om stromen boven 1 Ampère aan te kunnen.