Mô-đun tường Accustic SonicMoiré: 8 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Mô-đun tường này "SonicMoiré" được thiết kế để tương thích với wikihouse, chúng tôi dự định sử dụng nó như một phần của mặt tiền. âm thanh mà bạn nghe thấy bên ngoài nó. Hiệu ứng sẽ tốt nhất nếu toàn bộ bức tường của bạn được làm bằng các mô-đun như vậy (và cả căn phòng của bạn sẽ trông hoàn toàn lạ mắt:)).

Dự án này là một phần của Multimodal Media Madness 2014, được chủ trì bởi Chủ tịch Thiết kế Kiến trúc Hỗ trợ Máy tính (CAAD) và Nhóm Máy tính Truyền thông của Đại học RWTH Aachen. Để biết thêm các Giao diện Thông minh, vui lòng kiểm tra trang này:

Mô-đun bao gồm một khung (nếu bạn tình cờ có một ngôi nhà wiki, bạn có thể xây dựng nó vào đó thay thế) với hai tấm đục lỗ ở mặt trước mà một tấm có thể được dịch chuyển so với tấm kia. Các hình dạng khác nhau mà các lỗ tạo ra khi dịch chuyển được cho là để lọc các tần số nhất định ra khỏi phổ nhiễu. Đây được gọi là hiệu ứng Moiré, ý tưởng dựa trên bộ hấp thụ Helmholtz (bộ chuyển đổi dạng tấm đục lỗ).

Chúng tôi đã thêm một số đèn nền cho các hiệu ứng hình ảnh. Mô-đun trông thực sự thôi miên;)

Đây là công việc nhiều hơn một chút so với chỉ là một dự án cuối tuần nhưng chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn phần mềm mà chúng tôi đã viết để bạn tiết kiệm thời gian. Nếu bạn muốn biến dự án này thành một dự án lớn hơn nữa, bạn vẫn có thể viết phần mềm của riêng mình.

Vật liệu:

Gỗ làm khung (rộng 1,8 cm)

Gỗ cho 2 tấm đục lỗ & tấm sau (2mm)

Finnboard (bảng / bìa cứng làm từ bột gỗ để gắn đèn LED vào, 2mm, vật liệu cho máy / mô hình laser. Thay thế: gỗ mỏng)

Phần gỗ còn lại để cắt thành 7 viên nhỏ (2 x 2 x 1,9 cm)

Arduino Uno

Arduino SpectrumShield-v14 (Sparkfun)

Micrô mỏng (giắc cắm)

Rasberry Pi B

Cáp USB Micro USB

Cáp để kết nối các thiết bị điện tử

Điện trở 470 Ohm

Breadboard

9 đèn LED RGB WS2812 (hoặc các đèn LED khác hỗ trợ thư viện Adafruit NeoPixel mà chúng tôi đã sử dụng)

Cáp và nam để hàn đèn LED vào (trong trường hợp bạn không sử dụng dải đèn LED làm sẵn)

Cảm biến khoảng cách siêu âm HC-SR04

Vít

Các móc & vòng nhỏ có thể vặn được

Dây cao su gia dụng

Một số dây mảnh và khá chắc (sợi sẽ làm được)

2 Servos Hitech HS 311 (hoặc một mẫu khác tùy thuộc vào trọng lượng tấm gỗ của bạn, của chúng tôi là <400g)

Giấy hoặc giấy mờ (khoảng 50 x 50 cm)

Sơn (chúng tôi chọn màu đen để có thêm độ tương phản)

Băng & keo lỏng

Nguồn điện DC (6-12 V, 2 A)

Trong trường hợp bạn sử dụng nguồn điện 12 V, bạn cần một bộ chuyển đổi điện áp thành 6 V cho đèn LED, servo và cảm biến.

Công cụ:

Shaper (hoặc một số thay thế)

Lasercutter (hoặc một số thay thế)

Tuốc nơ vít & tuốc nơ vít không dây

Máy khoan

Sắt hàn và phụ kiện (không cần thiết nếu bạn có sẵn dải đèn LED)

Bước 1: Khung

Trong trường hợp bạn chưa có một ngôi nhà (wiki) nào để xây dựng trong mô-đun, giống như chúng tôi hoặc muốn xây dựng nó chỉ để cho vui và nhìn, hãy sử dụng một khung để xây dựng mô-đun đó.

Chúng tôi sử dụng một khung mà bạn có thể chỉ cần cắm lại với nhau và tháo ra một lần nữa trong khi không có gì được gắn vào để giúp bạn dễ dàng mang nó đi khắp nơi. Do đó, hãy cắt các bộ phận bằng các biện pháp sau (sử dụng máy định hình hoặc bất cứ thứ gì bạn có, hãy xem hình ảnh của chúng tôi để biết thêm định hướng):

2 x Tấm trên / Dưới: 28 x 52,5 cm với các phần bổ sung 15,5 x 5 cm ở giữa các bên trừ các lỗ 3 x 3 cm ở giữa các phần bổ sung cách cuối 2 cm.

2 x Tấm bên: 28 x 66,5 cm có lỗ 1,9 x 15,5 cm ở hai đầu cách mép 5 cm.

4 x Phần chữ U với một cạnh dài 10 cm và hai cạnh 8 cm rộng 3 cm. Vì đơn giản, chúng không thực sự được tạo thành như một chữ U mà có thể có các góc.

Cắm các bộ phận với nhau với các bộ phận có lỗ dài ở hai bên, các bộ phận khác như dưới cùng và trên cùng và các phần chữ U nhỏ để giữ chúng lại với nhau. Các phần U có thể cắm hai trong số các khung này với nhau trong trường hợp bạn muốn mở rộng. Trong trường hợp bạn hoàn toàn chắc chắn rằng bạn chỉ muốn có một mô-đun, tất nhiên bạn có thể sửa đổi chúng;)

Mọi thứ phù hợp? Tiếp tục!

Lưu ý: "bên phải" và "bên trái" trong mô tả bây giờ sẽ tham chiếu đến bên phải và bên trái của khung như trong hình (nhìn từ mặt sau của mô-đun vì các tấm đục lỗ là mặt trước).

Bước 2: Tấm đục lỗ

Tạo hình các tấm và đục lỗ bằng máy định hình của bạn hoặc bất cứ thứ gì bạn có thể có sẵn, chúng tôi sử dụng bố cục trong hình. Nếu bạn thích, bạn có thể sử dụng bố cục khác cho các lỗ với bố cục của chúng tôi mà không làm thay đổi hiệu ứng miễn là các lỗ của bạn không quá lớn và các lỗ của bạn có kích thước khác nhau. Tấm phía trước phải có kích thước 56 x 56 cm và khoảng cách tới các lỗ ở tất cả các bên là 5,5 cm, tấm nhỏ hơn có thể di chuyển 51 x 51 cm với khoảng cách chỉ 0,5 cm.

Lấy khung ra và vặn 4 móc vào khung, luôn luôn là 2 móc ở phần trên và bên phải của khung. Các móc phải càng gần mép dài của các mảnh khung càng tốt. Khi bạn đặt khung lại với nhau, khoảng cách đến tấm khác gần nhất phải là khoảng 5 cm (hình ảnh có thể hữu ích).

Vặn tấm lớn hơn vào khung của bạn ở các góc, đánh dấu theo hướng nào để xoay tấm thứ hai của bạn sao cho hoa văn của các tấm giống hệt nhau. Bạn thực sự muốn đánh dấu điều này.

Bây giờ thêm tấm thứ hai. Do đó, hãy kéo dây cao su qua hai trong số các lỗ trên đĩa của bạn, dán phần còn lại của dây qua vòng kết quả và treo đĩa lên các móc bạn đã cắm vào khung. dây cao su của bạn. Tấm này phải treo khoảng một hàng lỗ phía trên và bên phải của mẫu của tấm lớn hơn khi cao su ở trạng thái thụ động. Chỉ cần thử một số lỗ và cải thiện cho đến khi tấm ở đúng vị trí.

Bước 3: Một số sơn

Lấy một ít sơn! Màu đen (hoặc một màu tối khác) tạo thành một sự tương phản tốt với ánh sáng bên trong.

Chúng tôi quyết định sử dụng sơn xịt để lớp sơn được trải đều hơn. Nếu bạn sáng tạo hơn, hãy thoải mái.

Do đó, hãy tháo các tấm ra khỏi khung một lần nữa, quét sơn lên mặt trước của cả hai tấm đục lỗ và đợi cho đến khi sơn khô.

Bước 4: Giấy bạc / Giấy

Bây giờ bạn dán giấy bạc hoặc giấy mờ vào mặt sau của đĩa nhỏ hơn. Chúng tôi sử dụng giấy trong suốt từ một cửa hàng đồ dùng mỹ thuật nhưng bất kỳ vật liệu nào tán xạ ánh sáng đều có tác dụng.

Cắt các lỗ nhỏ trên giấy của bạn để dây chun và dây đi qua và dán giấy vào mặt sau của tấm (sang mặt không có màu). Các dây sẽ được đính kèm trong bước tiếp theo vì vậy hãy xem vị trí của chúng trước đó.

Các đèn LED sẽ không được nhìn thấy dưới dạng các đèn LED riêng lẻ sau này mà giống như một sự phát sáng tổng thể, tất cả là do giấy.

Bước 5: Các Servos

Vặn các vòng kim loại vào khung của bạn ở phía dưới và bên trái. Chúng phải ở giữa các tấm và càng gần mép càng tốt mà không chạm vào tấm đục lỗ nhỏ hơn.

Đối với servo, hãy sử dụng mối nối chỉ bằng một tay và gắn một vòng kim loại khác của bạn vào lỗ ngoài cùng của nó.

Bây giờ đính kèm các servos vào khung của bạn. Cắt các hạt gỗ nhỏ (khoảng 2 x 2 x 1,9 cm), vặn hai thanh trong số chúng vào mỗi servo như trong hình. Trước tiên, chúng tôi khoan những lỗ nhỏ vào chúng vì những viên xúc xắc của chúng tôi sẽ dễ dàng bị tách ra và chúng tôi phải cẩn thận hơn một chút.

Ở phía bên trái và phía dưới, gắn một đoạn dây vào một lỗ ở giữa tấm nhỏ hơn của bạn và hướng đầu kia của nó qua vòng kim loại. Nếu bạn muốn sử dụng sợi như chúng tôi đề xuất, hãy lấy nhiều lớp của nó. Một lớp có thể là đủ nhưng vì tất cả sự giằng co đều nằm trên những đoạn dây này, nên hơi hoang tưởng một chút cũng không sao.

Vặn các servo vào phía dưới và bên trái của khung bằng cách sử dụng các con xúc xắc đính kèm (các lỗ đục sẵn một lần nữa nếu cần). Tay đòn của các servo phải nằm trên chiều cao của vòng kim loại và các servo được đặt sang một bên. Sau đó, gắn chuỗi vào vòng lặp ở mối nối servo. Chuỗi phải càng căng càng tốt khi servo ở vị trí mặc định của nó.

Bây giờ bạn có thể bắt đầu kiểm tra các servos với arduino. Nếu bạn cần trợ giúp về cách kết nối Servos với arduino của mình, hãy tham khảo cách bố trí mạch ở bước 8 (Đóng hộp).

Bước 6: Micrô & Cảm biến khoảng cách

Khoan một lỗ vào đầu trên cùng của tấm đục lỗ ngoài cùng đủ lớn để đưa micrô của bạn xuyên qua. Chú ý đặt micrô càng gần mép càng tốt để không chạm vào tấm thứ hai.

Vì micrô của chúng tôi hơi yếu, chúng tôi đặt một bộ khuếch đại ở giữa micrô và arduino.

Chúng tôi nghĩ rằng sẽ rất tuyệt nếu mô-đun tương tác với mọi người một chút, vì vậy chúng tôi cũng đã thêm một cảm biến khoảng cách siêu âm. Khi mọi người đến gần mô-đun có thể phát hiện ra nó và thực hiện một màn trình diễn nhỏ và thay đổi màu sắc của ánh sáng - tốt, chúng tôi hơi viển vông. Nó chắc chắn sẽ thêm một chút giải trí.

Bước 7: Đèn LED & Nguồn điện

Để làm cho toàn bộ mọi thứ trông thực sự bắt mắt, chúng tôi thêm đèn nền. Chỉ 9 đèn LED làm cho mô-đun trông khá đẹp mắt trong một căn phòng tối.

Do đó, hãy chuẩn bị 3 dải với 3 đèn LED trong chúng mà sau này sẽ được kết nối để tạo thành một dải dài hơn. Đối với hai trong số các dải, hàn cáp dài khoảng 14-15 cm giữa các đèn LED và đến các đầu. Để sử dụng dễ dàng hơn, chúng tôi đã thêm con đực vào cả hai đầu. Dải thứ ba được chuẩn bị tương tự nhưng với dây cáp & dây đực chỉ ở một đầu, đầu tự do sẽ là phần cuối của dải tổng thể. Hãy cẩn thận nếu bạn sử dụng WS2812, chúng có một cạnh với nhãn DI (dữ liệu vào) và ba cạnh với DO (dữ liệu ra). Bạn muốn kết nối cạnh DO với cạnh DI của đèn LED tiếp theo. Đèn LED cuối cùng trên dải thứ ba của bạn cần có cạnh DI của nó được kết nối với đèn LED trước đó và không có cáp ở các cạnh DO.

Để gắn các đèn LED vào khung, hãy chuẩn bị 3 tấm ván hình chữ nhật dài (sử dụng máy cắt laser hoặc máy cắt & thước dài, 52, 5 x 2 cm). Chúng phải phù hợp theo chiều dọc với khung của bạn, vì vậy hãy đo trước, nếu chúng quá ngắn 2-3 mm thì không sao.

Dán mỗi dải đèn LED vào một trong các hình chữ nhật bắt đầu bằng đèn LED chính giữa ở giữa bảng vây. Đánh dấu phía nào của đầu DI và DO của dải đèn LED vì bạn không thể nhìn thấy mặt dưới của đèn LED nữa.

Gắn các phiến gỗ còn lại vào một đầu của mỗi mô-đun LED bằng kim bấm. Mô-đun cuối của các dải cần xúc xắc của nó ở đầu DO (hình: số 3), một trong những viên khác ở đầu DI (2) và một viên còn lại ở đầu DO (1).

Bây giờ vặn các mô-đun LED vào đầu khung của bạn với khoảng cách bằng nhau, đặt chúng gần mép sau (cạnh không có tấm). Mô-đun 1 ở bên trái, 2 ở giữa và 3 ở bên phải. Nếu xúc xắc của bạn tách ra dễ dàng, hãy nhớ đi sâu vào chúng trước.

Kết nối mô-đun 1 và 2 ở trên cùng và mô-đun 2 và 3 ở dưới cùng. mô-đun 1 bây giờ sẽ có một đầu DI miễn phí ở dưới cùng mà bạn có thể kết nối với arduino của mình để thử nghiệm. Nó cần 5 V & không có điện trở cho nguồn điện. Lưu ý rằng đầu vào dữ liệu cần một chân tương tự và không nên được kết nối trực tiếp mà phải có điện trở 470 Ohm ở giữa. Nếu bạn không đặt một cái ở giữa đèn LED đầu tiên trong dải thì rất có thể bị sập. Tham khảo cách bố trí mạch ở bước 8 (Đóng hộp).

Nếu bạn muốn thử đèn LED, hãy sử dụng thư viện Adafruit Neopixel, nó khá dễ hiểu.

Rất tiếc, arduino chưa có nguồn điện. Vì vậy, bạn cần nguồn điện, kết nối arduino GND với đất cấp nguồn và nguồn với chân VIN. Cách bố trí mạch ở bước 8 sẽ giúp bạn.

Bước 8: Đóng hộp

Đảm bảo rằng các thiết bị điện tử được kết nối như trên sơ đồ mạch điện. Nguồn điện có thể thay đổi tùy thuộc vào điện áp đầu vào của bạn. Điều quan trọng cần nhớ là mặc dù nguồn điện, cung cấp cảm biến, servo và đèn nền của bạn không được chạy qua arduino, nhưng chúng đều nhận được điện áp thích hợp (arduino 7-12 V, cảm biến, v.v. 6-7 V) từ nguồn cung cấp và được gắn với mặt bằng chung. Điều này là do arduino không được xây dựng để xử lý dòng điện trên 1 Ampe.