Δημιουργία ηλεκτρονικού ήχου με αγώγιμο γύψο: 9 βήματα (με εικόνες)

2025 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-23 14:39

Μετά το έργο του blorgggg σχετικά με το αγώγιμο κύκλωμα σιλικόνης, αποφάσισα να ξεκινήσω το δικό μου πείραμα με ίνες άνθρακα. Αποδεικνύεται ότι ένα σχήμα από γύψο με ίνες άνθρακα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως μεταβλητή αντίσταση! Με λίγες ράβδους χαλκού και λίγους γρήγορους προγραμματισμούς, θα μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη μορφή αγώγιμου γύψου ως αισθητήρα, ο οποίος, στο συγκεκριμένο παράδειγμα, θα χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ήχου.

Η εφαρμογή αυτής της πειραματικής μορφής υπερβαίνει κατά πολύ την παραγωγή του ίδιου του ηλεκτρονικού ήχου. Μοιράζομαι αυτό το έργο με την ελπίδα να διευρύνω τη δυνατότητα κυκλώματος. Τα ηλεκτρονικά δεν χρειάζεται πάντα να ζουν μέσα σε ένα προσεγμένο και κομψό δοχείο. Μπορούν επίσης να θεωρηθούν ότι βρίσκονται μέσα σε γλυπτά, υλικά, μορφές και αντικείμενα καθημερινής χρήσης-και θα μπούμε σε αυτό το έργο με τη νοοτροπία της δημιουργίας μιας εναλλακτικής λύσης στα πόμολα, τις εισόδους ή τα κουμπιά. Θα δημιουργήσουμε μια δομή για κυκλώματα που είναι αβέβαιη και γεμάτη εκπλήξεις. Και έτσι, χωρίς περαιτέρω καθυστέρηση, εδώ είναι μερικά από τα πράγματα που θα χρειαστείτε για να προετοιμάσετε.

Πράγματα που θα χρειαστείτε για το casting:

• Μάσκα σκόνης (πολύ σημαντική για τη μακροζωία των πνευμόνων σας !!!)
• Οποιοσδήποτε τύπος καλουπιού χύτευσης. Χρησιμοποιώ ένα καλούπι που έφτιαξα χρησιμοποιώντας σιλικόνη Smooth-On, σε μεγέθυνση LED. Εάν δεν έχετε κανένα, μπορείτε να πάρετε ένα προϋπάρχον καλούπι (αν δεν σας απασχολεί πολύ το σχήμα, ακόμη και ένα cupcake/μούχλα πάγου) ή να δείτε διαφορετικά μαθήματα.
• Γύψος (κάθε είδους, αλλά προτιμώ το USG Hydrocal επειδή είναι ισχυρά και ανθεκτικά)
• 2 φλιτζάνια μέτρησης (1 λίτρο και 8 ουγκιές)
• Μίξη μπαστούνια
• Μικτή ψιλοκομμένη ίνα άνθρακα (διατίθεται στο eBay)
• Μετουσιωμένο καύσιμο αλκοόλ (θα μπορείτε να το βρείτε σε κατάστημα προμηθειών)

Πράγματα που θα χρειαστείτε για να κάνετε το κύκλωμα:

• Arduino Uno/Nano και τα αντίστοιχα καλώδια USB τους
• Χαρτόνι χωρίς κόλλα
• Πολύμετρο
• Χάλκινη ράβδος (1/16 " - 1/8") και τρυπάνι με τρυπάνι ίδιου πάχους με τη ράβδο
• Πολύχρωμα σύρματα (χρησιμοποιώ σύρμα σιλικόνης 22 gauge Striveday λόγω της ελαστικότητάς τους)
• Αντίσταση 22k
• Ηλεκτρική ταινία

Προγράμματα που θα χρειαστείτε στον υπολογιστή σας:

• Arduino IDE
• Pd-Extended (μια γλώσσα προγραμματισμού ήχου) και ο φάκελος convert.zip (θα χρησιμοποιηθεί αργότερα)

Ας ξεκινήσουμε!

Βήμα 1: Μέτρηση του γύψου

Ο καλύτερος τρόπος για να μετρήσετε τον όγκο του χυτού είναι να γεμίσετε το καλούπι με νερό και στη συνέχεια να το ρίξετε σε ένα δοχείο μέτρησης. Στην περίπτωσή μου, διαπίστωσα ότι η φόρμα μου έχει όγκο περίπου 11 ουγκιές. Με αυτόν τον αριθμό, θα ελέγξω το φύλλο δεδομένων του γύψου μου και θα μάθω πόσο νερό και γύψο θα χρειαστώ. Η αναλογία είναι διαφορετική με κάθε προϊόν γύψου, οπότε κάντε διπλό έλεγχο. Σε περίπτωση χρήσης USG Hydrocal για τη φόρμα μου, χρειάζομαι 8 ουγκιές. νερό και 11 ουγκιές από γύψο.

Γεμίστε ένα φλιτζάνι λίτρο με την ποσότητα νερού που χρειάζεστε και ένα άλλο με την αντίστοιχη ποσότητα γύψου.

Βήμα 2: Προετοιμασία των ινών άνθρακα

Όσο περισσότερες ίνες άνθρακα τοποθετηθούν στο γύψό σας, τόσο πιο αγώγιμος θα είναι ο γύψος. Σε ένα συγκεκριμένο σημείο, ωστόσο, μια υψηλή συγκέντρωση ινών άνθρακα θα επηρεάσει τη δομική ακεραιότητα του σοβά και θα προκαλέσει δυσκολίες στην ανάμειξη. Για 11 ουγκιές από γύψο, κατάλαβα ότι η έγχυση 1,5 κουταλάκι του γλυκού από ίνες άνθρακα είναι αρκετή για να γίνει αγώγιμη ακόμη και μετά το στέγνωμα του γύψου. Προτείνω λοιπόν να χρησιμοποιήσετε περίπου 1,5 έως 2 κουταλάκια του γλυκού ανθρακονήματα / 10 ουγκιές. από γύψο

Βάλτε αυτήν την ποσότητα ινών άνθρακα στα 8 ουγκιές. μεζούρα και βυθίστε το ελαφρά με μετουσιωμένο οινόπνευμα. Πάρτε ένα μπαστούνι ανάμειξης και χτυπήστε την ίνα άνθρακα μέχρι να μην μείνουν ορατές μπριζόλες - θα πρέπει να φαίνεται αρκετά κοντά στην παραπάνω εικόνα. Ρίξτε την περίσσεια αλκοόλ και αφήστε το να καθίσει για ένα δευτερόλεπτο (αλλά όχι μέχρι να στεγνώσει το αλκοόλ, αφού οι ίνες άνθρακα θα κολλήσουν ξανά στον εαυτό τους!)

Απορρίψτε τις ίνες άνθρακα στο δοχείο ενός τετραγωνικού με νερό σε αυτό.

Βήμα 3: Ανάμιξη γύψου

Μην ξεχάσετε να φοράτε μάσκα σκόνης

Ξεκινήστε να ψεκάζετε γύψο σε σκόνη στο νερό γεμάτο με ίνες άνθρακα, συνεχώς ανακατεύοντας. Αυτό θα διασφαλίσει ότι η ίνα άνθρακα διαχέεται συνεχώς μέσα στο νερό. Προσέξτε για σβώλους σοβάδων και κομματιών ινών άνθρακα και χωρίστε τα στον τοίχο του δοχείου με το μπαστούνι ανάμειξης. Συνεχίστε να το κάνετε μέχρι να αισθανθείτε λίγη αντίσταση ενώ αναμιγνύετε και το μείγμα αρχίζει να έχει μια σύσταση που μοιάζει με milkshake. Καθώς συμβαίνει αυτό, βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν πλέον ομαδοποιημένες ίνες άνθρακα.

Υπάρχουν δύο προϋποθέσεις που πρέπει να προσέξετε:

1. Μόλις το νερό κορεστεί με γύψο, ο επιπλέον γύψος που ψεκάζεται θα σχηματίσει κρατήρες και νησιά στην επιφάνεια. Συνεχίστε να προσθέτετε γύψο έως ότου τα νησιά γύψου σταματήσουν να απορροφούν νερό / σχηματίζοντας κρατήρες.
2. Καθώς ανακατεύετε το μίγμα, τα σκέλη των ινών άνθρακα πρέπει να κινούνται σε ένα μοτίβο ροής που ακολουθεί την κατεύθυνση της ανάδευσης.

Μόλις εκπληρωθούν αυτές οι δύο προϋποθέσεις, ρίξτε το σοβά στο καλούπι δυναμικά. Αυτό θα διασφαλίσει ότι τα σκέλη των ινών άνθρακα τελειώνουν μεταξύ τους, σχηματίζοντας συνεπώς μια σύνδεση αγωγιμότητας.

Βήμα 4: Δημιουργία συνδετήρων

Ενώ περιμένετε να στεγνώσει ο γύψος, μπορείτε να αρχίσετε να φτιάχνετε τον σύνδεσμο χαλκού. Υπάρχουν δύο τύποι συνδετήρων:

1. Αυτό που πηγαίνει από το breadboard και μετρά τιμές

Κόψτε ένα μήκος καλωδίου, περίπου 12 "-18". Λωρίδα 2 "καλωδίου στο ένα άκρο και περίπου 1/2" στο άλλο. Απλώστε και απλώστε τα σκέλη του σύρματος στο άκρο 2 "και στρίψτε τα γύρω από τη ράβδο χαλκού, φτάνοντας μέχρι το μισό περίπου του μήκους του. Συγκολλήστε πάνω και γύρω από τα σκέλη του σύρματος, εξασφαλίζοντας ότι το σύρμα είναι αρκετά σταθερά στερεωμένο στο ράβδος. Αφού το αφήσετε να κρυώσει για περίπου 2 λεπτά, τυλίξτε το συγκολλημένο μέρος με ηλεκτρική ταινία. Περιστρέψτε το άλλο άκρο σταθερά έτσι ώστε να μπορεί να εισαχθεί στο ψωμί. (Προαιρετικά: μπορείτε επίσης να κολλήσετε το μικρότερο άκρο σε ένα κομμάτι στερεού σύρματος / καλώδιο βραχυκυκλωτήρα, καθώς είναι πιο φιλικά προς τη σανίδα χωρίς κόλλα)

Για αυτό το σεμινάριο, συνιστώ να φτιάξετε 4 από αυτούς τους συνδέσμους, καθώς ο κώδικας που παρείχα είναι κατασκευασμένος για 4 συνδέσμους.

2. Αυτό που συνδέει διαφορετικές μορφές γύψου

Βασικά το ίδιο με το παραπάνω, εκτός από αυτή τη φορά και τα δύο άκρα θα έχουν χάλκινη ράβδο. 2 ή 3 από αυτούς τους συνδετήρες θα κάνουν.

Είναι καλή ιδέα να έχετε καλώδια διαφορετικού χρώματος, καθώς το κουβάρι των καλωδίων μπορεί να είναι μάλλον μπερδεμένο αργότερα.

Βήμα 5: Αποκόλληση και διάτρηση

Μετά από περίπου μιάμιση ώρα, η μορφή γύψου θα πρέπει ήδη να θεραπευτεί. Εάν η εκτεθειμένη επιφάνεια του χυτού είναι ζεστή και συμπαγής, το γύψο είναι έτοιμο για αποκόλληση. Εάν είναι ακόμα λίγο μαλακό και υγρό, δώστε του άλλα 15-30 λεπτά αναμονής.

Μετά από αυτό, ανοίξτε μερικές τρύπες με το τρυπάνι που δεν υπερβαίνει το 1 1/2 βαθιά στις φόρμες σας, απλώνοντάς τις αρκετά ομοιόμορφα. Εάν δεν σας αρέσουν οι τρύπες στη φόρμα, μην ανησυχείτε! η επιφάνεια του χυτού είναι αγώγιμη και ως εκ τούτου, μόνο με το βούρτσισμα, οι χάλκινοι σύνδεσμοι μπορούν ακόμα να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα. (Μπορείτε ακόμη να χρησιμοποιήσετε το σώμα σας και την αντίστασή του για να οδηγήσει τον ηλεκτρισμό και πάλι μην ανησυχείτε! Θα βεβαιωθούμε ότι ο ηλεκτρισμός που λειτουργεί Εντούτοις, μια τρύπα παρέχει μια έξυπνη τρύπα ξεκούρασης για τους συνδετήρες, και ως εκ τούτου δεν θα χρειαστεί να ανησυχείτε για το ότι πρέπει να κρατάτε πολλές συνδέσεις ταυτόχρονα.

Βήμα 6: Κύκλωμα Arduino

Ο τρόπος λειτουργίας του κυκλώματος είναι βασικά ο ίδιος με κάθε μεταβλητή αντίσταση. Βασικά θα χρειαστείτε 3 καλώδια βραχυκυκλωτήρων, μια αντίσταση 22k ohm και τους δύο χάλκινους συνδετήρες. Μπορείτε να παίξετε με διαφορετικές αντιστάσεις αργότερα για να αλλάξετε την τιμή που θα λάβετε. Ωστόσο, βρήκα 22k ohm να παράγει το πιο ευέλικτο εύρος τιμών.

Το παραπάνω διάγραμμα δείχνει μόνο τον τρόπο δημιουργίας μιας σύνδεσης που διαβάζει μία τιμή. Ωστόσο, μπορείτε να προσθέσετε περισσότερους συνδετήρες ανάλογα με τον αριθμό των αναλογικών εισόδων που έχετε στον πίνακα (μου αρέσει να χρησιμοποιώ το Nano επειδή είναι συμπαγές και έχει 8 αναλογικές εισόδους). Θα χρειαστείτε μόνο έναν σύνδεσμο χαλκού που πηγαίνει στο GND.

ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ: Χρησιμοποιείτε μόνο ρυθμιζόμενο τροφοδοτικό 5V για την είσοδο! Παρεμβολή σε τροφοδοτικό υψηλότερο από αυτό μπορεί να προκαλέσει σοκ, ειδικά επειδή έχουμε να κάνουμε με ανοιχτά κυκλώματα.

Βήμα 7: Μεταφόρτωση στο Arduino

Αφού ρυθμίσετε το κύκλωμά σας, συνδέστε το Uno/Nano στον υπολογιστή σας μέσω των αντίστοιχων καλωδίων USB. ανεβάστε αυτόν τον κωδικό στον πίνακα σας.

Μετά τη μεταφόρτωση, λάβετε υπόψη τον αριθμό θύρας από τον οποίο ανεβάζετε το σκίτσο σας. Μπορείτε να το μάθετε στο Arduino IDE, μέσω Εργαλεία -> Θύρα.

float value1, value2, value3, value4; // μπορείτε να προσθέσετε περισσότερες από αυτές τις τιμές, ανάλογα με τον αριθμό συνδέσεων που έχετε

void setup () {

Serial.begin (9600); }

void loop () {

value1 = 1024 - analogRead (A0); value2 = 1024 - analogRead (A1); value3 = 1024 - analogRead (A2); value4 = 1024 - analogRead (A3);

// προσθέστε περισσότερα / διαγράψτε μερικά ανάλογα με τον αριθμό των συνδετήρων

Serial.print (value1); Serial.print ("_"); Serial.print (value2); Serial.print ("_"); Serial.print (value3); Serial.print ("_"); Serial.println (value4);

// Το PureData διαβάζει τιμή που χωρίζεται με υπογράμμιση, οπότε βεβαιωθείτε ότι προσθέτετε ένα Serial.print ("_") μετά από κάθε ένα, τελειώνοντας τη λίστα με Serial.println (valueX)

}

Βήμα 8: Καθαρά δεδομένα

Εγκαταστήστε το PureData Extended και αποσυμπιέστε τον συνημμένο φάκελο. Ανοίξτε την ενημερωμένη έκδοση κώδικα που ονομάζεται soundtest και θα δείτε μια γραμμή κόμβων στο PureData IDE. Κάντε κλικ στην επιλογή Επεξεργασία και επιλέξτε Λειτουργία επεξεργασίας.

Κάντε κλικ στο επάνω αντικείμενο μηνύματος που λέει "Άνοιγμα 8" και αλλάξτε τον αριθμό 8 στον αριθμό της θύρας σας.

Εάν έχετε περισσότερες / λιγότερες από 4 συνδέσεις, προσθέστε / αφαιρέστε έναν αριθμό "f" από το πλαίσιο που λέει ξεπακετάρισμα. Αφού το κάνετε αυτό, μπορείτε να παίξετε με την αλγοριθμική δομή του ήχου. Θα συνιστούσα να αναζητήσετε περισσότερα σεμινάρια του PureData, τα οποία είναι διεξοδικά, ενημερωτικά και καλά τεκμηριωμένα -και το καλύτερο μέρος είναι ότι μπορεί εύκολα να βρεθεί στο δικό τους IDE, μέσω Βοήθειας -> Pd Help Browser….

Καταργήστε την επιλογή Λειτουργία επεξεργασίας και κάντε κλικ σε αυτό το αντικείμενο. (Σημείωση: δεν θα μπορείτε να ανεβάσετε κανένα σκίτσο στον πίνακα σας όταν η σειρά comport είναι ανοιχτή στο PureData). Θα πρέπει να εμφανίζεται ένα ρεύμα αξίας, αλλάζοντας την τιμή στο γκρι κουτί που έλεγε 0. Συνδέστε / βουρτσίστε τον χάλκινο σύνδεσμό σας σε μία, ή ακόμα και πολλαπλή γύψινη μορφή, και τώρα μπορείτε να παράγετε ήχο!

Βήμα 9: Τι ακολουθεί;

Το ερώτημα για το τι θα ακολουθήσει είναι μια τεράστια και ανοιχτού τύπου ερώτηση. Ο πειραματισμός μου με αγώγιμο γύψο είναι μόνο στο πρώιμο στάδιο, αλλά σίγουρα ελπίζω ότι άλλοι κατασκευαστές θα ασχοληθούν με την απάντηση σε αυτήν την ερώτηση, όχι μόνο τεχνικά, αλλά και κριτικά. Τι θα γινόταν και τι θα συνέβαινε εάν οι τοίχοι μας ήταν αγώγιμοι; Τι θα γινόταν και τι θα συνέβαινε αν οι τιμές που λαμβάνονται από αυτούς τους σοβάδες χρησιμοποιούνται αντ 'αυτού για οπτικοποίηση δεδομένων; Τι θα γινόταν και τι θα συνέβαινε εάν ένα αντικείμενο γύψου μπορεί να είναι μια νέα μορφή κρυπτογραφίας δεδομένων; Τι γίνεται αν η τεχνολογία δεν περιορίζεται μόνο στο πεδίο εφαρμογής των γιγάντιων εταιρειών, στον περιορισμό του κατασκευασμένου πλαστικού και του δοχείου αλουμινίου λειασμένου CNC; Είμαι ενθουσιασμένος για όλες αυτές τις δυνατότητες και είμαι ενθουσιασμένος που βλέπω πώς οι άλλοι δημιουργοί θα ξεφορτωθούν αυτό το έργο, δημιουργώντας κάτι νέο, απροσδόκητο και όμορφα, και απαραίτητα ευφάνταστο.