Accustic Wall Module SonicMoiré: 8 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Αυτή η μονάδα τοίχου "SonicMoiré" έχει σχεδιαστεί για να είναι συμβατή με wikihouses, σκοπεύουμε να τη χρησιμοποιήσουμε ως μέρος της πρόσοψης. Ο προηγούμενος σκοπός της ήταν να φιλτράρει ορισμένες συχνότητες εκτός του φάσματος θορύβου και ως εκ τούτου να μειώσει την έκθεση θορύβου στο δωμάτιο ή να μειώσει το ήχο που ακούτε έξω από αυτό. Τα εφέ θα ήταν καλύτερα αν ολόκληρος ο τοίχος σας ήταν κατασκευασμένος από τέτοιες μονάδες (και επίσης το δωμάτιό σας θα φαινόταν εντελώς φανταχτερό:)).

Αυτό το έργο ήταν μέρος του Multimodal Media Madness 2014, που φιλοξενήθηκε από την έδρα για Computer Aided Architectural Design (CAAD) και την Media Computing Group του RWTH Aachen University. Για περισσότερα Smart Skins, ελέγξτε αυτήν τη σελίδα:

Η ενότητα αποτελείται από ένα πλαίσιο (αν τυχόν έχετε ένα wiki house μπορείτε να το ενσωματώσετε σε αυτό) με δύο διάτρητες πλάκες στο μπροστινό άκρο των οποίων η μία μπορεί να μετατοπιστεί έναντι της άλλης. Οι διαφορετικοί σχηματισμοί που δημιουργούν οι οπές όταν μετατοπίζονται υποτίθεται ότι φιλτράρουν ορισμένες συχνότητες εκτός του φάσματος θορύβου. Αυτό ονομάζεται φαινόμενο Moiré, η ιδέα βασίζεται σε απορροφητές Helmholtz (διάτρητοι μετατροπείς πλάκας).

Προσθέσαμε λίγο οπίσθιο φωτισμό για οπτικά εφέ. Η ενότητα φαίνεται πραγματικά υπνωτική;)

Αυτό είναι λίγο περισσότερο από ένα έργο Σαββατοκύριακου, αλλά σας δίνουμε το λογισμικό που γράψαμε για να εξοικονομήσετε χρόνο. Αν σας αρέσει να κάνετε αυτό ένα ακόμη μεγαλύτερο έργο, μπορείτε ακόμα να γράψετε το δικό σας λογισμικό.

Υλικά:

Ξύλο για πλαίσιο (πλάτος 1,8 cm)

Ξύλο για 2 διάτρητες πλάκες & πλάκα πλάτης (2mm)

Finnboard (ξύλινος πολτός χαρτονιού/χαρτόνι για τη στερέωση των LED σε, 2mm, υλικό για λέιζερ/μοντέλα. Εναλλακτική λύση: λεπτό ξύλο)

Ξεκουράστε ένα κομμάτι ξύλου για να κόψετε σε 7 μικρά ζάρια (2 x 2 x 1,9 cm)

Arduino Uno

Arduino SpectrumShield-v14 (Sparkfun)

Λεπτό μικρόφωνο (υποδοχή)

Rasberry Pi Β

Micro USB καλώδιο USB

Καλώδια για τη σύνδεση των ηλεκτρονικών

Αντίσταση 470 Ohm

Breadboard

9 LED RGB WS2812 (ή άλλες λυχνίες LED που υποστηρίζουν τη βιβλιοθήκη Adafruit NeoPixel που χρησιμοποιήσαμε)

Καλώδια και αρσενικά για συγκόλληση των LED σε (σε περίπτωση που δεν χρησιμοποιείτε μια λωρίδα LED που έχει κατασκευαστεί)

Υπερηχητικός αισθητήρας απόστασης HC-SR04

Βίδες

Μικρά βιδωτά άγκιστρα και θηλιές

Οικιακά λαστιχάκια

Κάποια λεπτή και αρκετά ισχυρή χορδή (το νήμα θα κάνει)

2 Servos Hitech HS 311 (ή άλλο μοντέλο ανάλογα με το βάρος της ξύλινης πλάκας σας, το δικό μας είναι <400g)

Ματ αλουμινόχαρτο ή χαρτί (περίπου 50 x 50 cm)

Χρώμα (επιλέγουμε μαύρο για μεγαλύτερη αντίθεση)

Ταινία & υγρή κόλλα

Τροφοδοσία DC (6-12 V, 2 A)

Σε περίπτωση που πηγαίνετε με τροφοδοτικό 12 V χρειάζεστε μετατροπέα τάσης σε 6 V για τα LED, τα servos και τους αισθητήρες.

Εργαλεία:

Shaper (ή κάποια εναλλακτική)

Laser Cutter (ή κάποια εναλλακτική λύση)

Κατσαβίδι & κατσαβίδι χωρίς καλώδιο

Τρυπάνι

Συγκολλητικό σίδερο και αξεσουάρ (δεν είναι απαραίτητο εάν έχετε έτοιμες προς χρήση λωρίδες LED)

Βήμα 1: Το πλαίσιο

Σε περίπτωση που δεν έχετε ακόμα ένα σπίτι (wiki) για ενσωμάτωση στη μονάδα, όπως εμείς, ή θέλετε να το χτίσετε μόνο για διασκέδαση και εμφάνιση, χρησιμοποιήστε ένα πλαίσιο για να το ενσωματώσετε.

Χρησιμοποιούμε ένα πλαίσιο που μπορείτε απλά να το συνδέσετε και να το αποσυνδέσετε ξανά, ενώ δεν έχει προσαρτηθεί ακόμη τίποτα για να διευκολύνετε τη μεταφορά του. Επομένως, κόψτε μέρη με τα ακόλουθα μέτρα (χρησιμοποιώντας διαμορφωτή ή οτιδήποτε άλλο, δείτε τις εικόνες μας για περισσότερο προσανατολισμό):

2 x Πάνω/Κάτω πιάτο: 28 x 52,5 cm με προσθήκες 15,5 x 5 cm στη μέση των πλευρών μείον 3 x 3 cm τρύπες στη μέση των προσθηκών 2 cm από το τέλος.

2 x Πλευρική πλάκα: 28 x 66,5 cm με οπές 1,9 x 15,5 cm στα άκρα που απέχουν 5 cm από τις άκρες.

4 x μέρη U με μία μακριά πλευρά 10 cm και δύο πλευρές 8 cm πλάτους 3 cm. Για λόγους απλότητας δεν σχηματίζονται στην πραγματικότητα ως U, αλλά μπορούν να έχουν γωνίες.

Συνδέστε τα μέρη μαζί με τα μέρη με τις μεγάλες οπές στα πλάγια, τα άλλα μέρη ως κάτω & επάνω και τα μικρά τμήματα U για να τα κρατήσετε ενωμένα. Τα τμήματα U μπορούν να συνδέσουν δύο από αυτά τα πλαίσια σε περίπτωση που θέλετε να επεκτείνετε. Σε περίπτωση που είστε απολύτως βέβαιοι ότι θέλετε μόνο μία μονάδα, μπορείτε φυσικά να τις τροποποιήσετε;)

Όλα ταιριάζουν; Να συνεχίσει!

Σημείωση: "δεξιά" και "αριστερά" στην περιγραφή θα αναφέρονται τώρα στη δεξιά και αριστερή πλευρά του πλαισίου όπως φαίνεται στην εικόνα (φαίνεται από το πίσω μέρος της μονάδας καθώς οι διάτρητες πλάκες είναι στο μπροστινό μέρος).

Βήμα 2: Οι διάτρητες πλάκες

Διαμορφώστε τα πιάτα και τρυπήστε τα με το σχήμα σας ή ό, τι άλλο έχετε στη διάθεσή σας, χρησιμοποιούμε τη διάταξη στην εικόνα. Αν σας αρέσει θα πρέπει να μπορείτε να χρησιμοποιείτε διαφορετική διάταξη για τις τρύπες από τη δική μας χωρίς να αλλάζετε το εφέ εφόσον οι οπές σας δεν είναι πολύ μεγάλες και οι οπές σας έχουν διαφορετικά μεγέθη. Η μπροστινή πλάκα πρέπει να είναι 56 x 56 cm και η απόσταση από τις οπές πρέπει να είναι 5,5 cm από όλες τις πλευρές, η κινητή μικρότερη πλάκα 51 x 51 cm με απόσταση μόλις 0,5 cm.

Αφαιρέστε το πλαίσιο και βιδώστε τα 4 άγκιστρα στο πλαίσιο, πάντα 2 στο πάνω και δεξί μέρος του πλαισίου. Τα άγκιστρα πρέπει να βρίσκονται όσο το δυνατόν πιο κοντά στη μακριά άκρη των τεμαχίων πλαισίου. Όταν τοποθετήσετε ξανά το πλαίσιο, η απόσταση από την πλησιέστερη άλλη πλάκα πρέπει να είναι περίπου 5 cm (οι εικόνες μπορεί να σας βοηθήσουν).

Βιδώστε τη μεγαλύτερη πλάκα στο πλαίσιο σας στις γωνίες, σημειώστε σε ποια κατεύθυνση θα γυρίσετε τη δεύτερη πλάκα σας έτσι ώστε το σχέδιο των πλακών να είναι πανομοιότυπο. Θέλετε πραγματικά να το επισημάνετε αυτό.

Τώρα προσθέστε το δεύτερο πιάτο. Επομένως, τραβήξτε τις λαστιχένιες λωρίδες μέσα από δύο από τις τρύπες στο πιάτο σας, κολλήστε την υπόλοιπη λωρίδα μέσα από τον βρόχο που προκύπτει και κρεμάστε την πλάκα στα άγκιστρα που σφίξατε στο πλαίσιο. Σημείωση: Από ποιες οπές στην πλάκα πρέπει να χρησιμοποιήσετε εξαρτάται τα λαστιχάκια σας. Η πλάκα υποτίθεται ότι κρέμεται περίπου μία σειρά οπών πάνω και δεξιά από το μοτίβο της μεγαλύτερης πλάκας όταν το λάστιχο βρίσκεται σε παθητική κατάσταση. Απλώς δοκιμάστε μερικές τρύπες και βελτιώστε μέχρι η πλάκα να είναι στη σωστή θέση.

Βήμα 3: Λίγο χρώμα

Πιάσε λίγο χρώμα! Το μαύρο (ή άλλο σκούρο χρώμα) σχηματίζει μια ωραία αντίθεση με το εσωτερικό φως.

Αποφασίσαμε να χρησιμοποιήσουμε βαφή ψεκασμού για να απλώσουμε το χρώμα πιο ομοιόμορφα. Αν είστε πιο δημιουργικοί, νιώστε ελεύθεροι.

Επομένως, αφαιρέστε ξανά τις πλάκες από το πλαίσιο σας, εφαρμόστε το χρώμα σας στις μπροστινές πλευρές και των δύο διάτρητων πιάτων και περιμένετε μέχρι να στεγνώσει.

Βήμα 4: Το φύλλο/χαρτί

Τώρα κολλάτε το ματ αλουμινόχαρτο ή το χαρτί στην πίσω πλευρά του μικρότερου πιάτου. Χρησιμοποιούμε διαφανές χαρτί από κατάστημα ειδών τέχνης, αλλά κάθε υλικό που σκορπά το φως θα λειτουργήσει.

Κόψτε μικρές τρύπες στο χαρτί σας ώστε να περάσουν οι λαστιχένιες ταινίες και οι χορδές και κολλήστε το χαρτί στην πίσω πλευρά της πλάκας (στο πλάι χωρίς χρώμα). Οι χορδές θα προσαρτηθούν στο επόμενο βήμα, οπότε ρίξτε μια ματιά στο σημείο που πρέπει να βρίσκονται πριν.

Οι λυχνίες LED δεν πρέπει να είναι ορατές ως μεμονωμένες λυχνίες LED αργότερα αλλά περισσότερο ως συνολική λάμψη, όλα λόγω του χαρτιού.

Βήμα 5: Τα Servos

Βιδώστε τους μεταλλικούς βρόχους στο πλαίσιο σας στην κάτω και αριστερή πλευρά. Υποτίθεται ότι βρίσκονται στη μέση των πλακών και όσο το δυνατόν πιο κοντά στην άκρη χωρίς να αγγίζουν τη μικρότερη διάτρητη πλάκα.

Για το σερβο, χρησιμοποιήστε ένα σύνδεσμο μόνο με το ένα χέρι και συνδέστε έναν άλλο μεταλλικό βρόχο στην εξωτερική του τρύπα.

Τώρα συνδέστε τα servos στο πλαίσιο σας. Κόψτε μικρά ζάρια ξύλου (περίπου 2 x 2 x 1,9 cm), βιδώστε δύο από αυτά σε κάθε σερβιτόρο όπως φαίνεται στην εικόνα. Τρυπήσαμε πρώτα μικρές τρύπες γιατί τα ζάρια μας θα χωρίζονταν εύκολα και έπρεπε να είμαστε λίγο πιο προσεκτικοί.

Στην αριστερή και κάτω πλευρά, συνδέστε ένα κομμάτι κορδόνι σε μια τρύπα στη μέση της μικρότερης πλάκας σας και κατευθύνετε το άλλο άκρο του μέσω του μεταλλικού βρόχου. Αν θέλετε να χρησιμοποιήσετε νήματα όπως σας προτείνουμε πάρτε διάφορα στρώματα από αυτό. Ένα στρώμα μπορεί να είναι αρκετό, αλλά καθώς όλα τα ρυμουλκά βρίσκονται σε αυτά τα κομμάτια της χορδής, είναι εντάξει να είναι λίγο παρανοϊκό.

Βιδώστε τα servos στο κάτω και αριστερό μέρος του πλαισίου χρησιμοποιώντας τα προσαρτημένα ζάρια (ανοίξτε ξανά τρύπες αν χρειαστεί). Ο βραχίονας των servos θα πρέπει να βρίσκεται στο ύψος του μεταλλικού βρόχου και τα servos βρίσκονται στο πλάι. Στη συνέχεια, συνδέστε τη συμβολοσειρά στον βρόχο στο σερβο σύνδεσμο. Η συμβολοσειρά πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο τεταμένη όταν το σερβο είναι στις προεπιλεγμένες θέσεις του.

Τώρα μπορείτε να ξεκινήσετε να δοκιμάζετε τα servos με το arduino. Εάν χρειάζεστε βοήθεια για τη σύνδεση των servos με το arduino σας, ανατρέξτε στη διάταξη κυκλώματος στο βήμα 8 (Κλείσιμο του κουτιού).

Βήμα 6: Αισθητήρας μικροφώνου και απόστασης

Τρυπήστε μια τρύπα στο πάνω άκρο της εξώτατης διάτρητης πλάκας που είναι αρκετά μεγάλη για να κολλήσει το μικρόφωνό σας. Φροντίστε να τοποθετήσετε το μικρόφωνο όσο το δυνατόν πιο κοντά στην άκρη, έτσι ώστε να μην αγγίζει τη δεύτερη πλάκα.

Καθώς το μικρόφωνό μας ήταν κάπως αδύναμο, βάλαμε έναν ενισχυτή ανάμεσα στο μικρόφωνο και το arduino.

Πιστεύαμε ότι θα ήταν ωραίο να έχουμε την ενότητα να αλληλεπιδρά με τους ανθρώπους, οπότε προσθέσαμε επίσης έναν υπερηχητικό αισθητήρα απόστασης. Όταν οι άνθρωποι πλησιάζουν τη μονάδα μπορούν να την εντοπίσουν και να κάνουν μια μικρή εμφάνιση και να αλλάξουν το χρώμα του φωτός - καλά, είμαστε λίγο ματαιόδοξοι. Σίγουρα προσθέτει λίγη ψυχαγωγία.

Βήμα 7: LED και τροφοδοτικό

Για να φαίνεται όλο το πράγμα πραγματικά δροσερό, προσθέτουμε οπίσθιο φωτισμό. Μόνο 9 LED κάνουν τη μονάδα να φαίνεται αρκετά θεαματική σε ένα σκοτεινό δωμάτιο.

Επομένως, ετοιμάστε 3 λωρίδες με 3 LED σε αυτές που αργότερα θα συνδεθούν για να σχηματίσουν μια μακρύτερη λωρίδα. Για δύο από τις λωρίδες, κολλήστε καλώδια μήκους περίπου 14-15 cm μεταξύ των LED και στα άκρα. Για ευκολότερη χρήση προσθέσαμε αρσενικά και στα δύο άκρα. Η τρίτη λωρίδα παρασκευάζεται παρόμοια, αλλά με καλώδια και αρσενικά μόνο στο ένα άκρο, το ελεύθερο άκρο θα είναι το τέλος της συνολικής λωρίδας. Προσέξτε αν χρησιμοποιείτε το WS2812, έχουν ένα άκρο με την ετικέτα DI (δεδομένα σε) και τρία άκρα με DO (δεδομένα έξω). Θέλετε να συνδέσετε μια άκρη DO με την άκρη DI της επόμενης λυχνίας LED. Το τελευταίο LED στην τρίτη λωρίδα σας πρέπει να έχει το άκρο DI του συνδεδεμένο με το LED πριν και κανένα καλώδιο στις άκρες DO.

Για να στερεώσετε τις λυχνίες LED στο πλαίσιο ετοιμάστε 3 μακριά ορθογώνια τετράγωνα (χρησιμοποιήστε λέιζερ ή κόφτη & μακρύ χάρακα, 52, 5 x 2 cm). Θα πρέπει να ταιριάζουν κάθετα στο πλαίσιο σας, οπότε μετρήστε πρώτα, είναι εντάξει εάν είναι πολύ μικρά 2-3 mm.

Κολλήστε κάθε λωρίδα LED σε ένα από τα ορθογώνια, ξεκινώντας με τη μεσαία λυχνία LED στη μέση του πτερυγίου. Σημειώστε σε ποιες πλευρές βρίσκονται τα άκρα DI και DO των λωρίδων LED καθώς δεν μπορείτε να δείτε πια την κάτω πλευρά των LED.

Συνδέστε τα υπόλοιπα ξύλα σε ένα άκρο κάθε μονάδας LED χρησιμοποιώντας συρραπτικό. Η τελική μονάδα των λωρίδων χρειάζεται τα ζάρια της στο άκρο DO (εικόνα: αριθμός 3), ένα από τα άλλα στο άκρο DI (2) και το υπόλοιπο στο άκρο DO (1).

Τώρα βιδώστε τις μονάδες LED στην κορυφή του πλαισίου σας σε ίσες αποστάσεις, τοποθετήστε τις κοντά στο πίσω άκρο (αυτό χωρίς τις πλάκες). Η ενότητα 1 απομένει, η 2 βρίσκεται στη μέση και η 3 στα δεξιά. Εάν τα ζάρια σας χωρίζονται εύκολα, θυμηθείτε να τα τρυπήσετε πρώτα.

Συνδέστε τις ενότητες 1 και 2 στο επάνω μέρος και τις ενότητες 2 και 3 στο κάτω μέρος. Η ενότητα 1 τώρα θα πρέπει να έχει δωρεάν άκρο DI στο κάτω μέρος που μπορείτε να συνδέσετε με το arduino για δοκιμή. Χρειάζεται 5 V & καμία αντίσταση για την τροφοδοσία. Σημειώστε ότι η είσοδος δεδομένων χρειάζεται αναλογική ακίδα και δεν πρέπει να συνδέεται απευθείας, αλλά με αντίσταση 470 Ohm ενδιάμεσα. Εάν δεν βάλετε ένα μεταξύ του πρώτου LED στη λωρίδα, το πιο πιθανό είναι να καταρρεύσει. Ανατρέξτε στη διάταξη κυκλώματος στο βήμα 8 (Κλείσιμο του κουτιού).

Εάν θέλετε να δοκιμάσετε τις λυχνίες LED χρησιμοποιήστε τη βιβλιοθήκη Adafruit Neopixel, είναι αρκετά εύκολο να το καταλάβετε.

Δυστυχώς το arduino δεν έχει ακόμα τροφοδοτικό. Έτσι χρειάζεστε το τροφοδοτικό, συνδέστε το arduino GND με τη γείωση τροφοδοσίας και το ρεύμα με τον πείρο VIN. Η διάταξη κυκλώματος στο βήμα 8 θα σας βοηθήσει.

Βήμα 8: Κλείσιμο του κουτιού

Βεβαιωθείτε ότι τα ηλεκτρονικά είναι συνδεδεμένα όπως στη διάταξη κυκλώματος. Η τροφοδοσία ενδέχεται να διαφέρει ανάλογα με την τάση εισόδου σας. Ωστόσο, είναι σημαντικό να θυμάστε ότι η τροφοδοσία των αισθητήρων, των servos και του οπίσθιου φωτισμού δεν πρέπει να ρέει μέσω του arduino, αλλά ότι ο καθένας φτάνει εκεί κατάλληλη τάση (arduino 7-12 V, αισθητήρες κ.λπ. 6-7 V) από την παροχή και συνδέονται με τον κοινό τόπο. Αυτό οφείλεται στο ότι το arduino δεν είναι κατασκευασμένο για να χειρίζεται ρεύματα άνω του 1 Ampere.