Mòdul de paret acústica SonicMoiré: 8 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Aquest mòdul de paret "SonicMoiré" està dissenyat per ser compatible amb les wikihouse, pretenem utilitzar-lo com a part de la façana. El seu propòsit anterior era filtrar certes freqüències fora de l'espectre de soroll i, per tant, reduir l'exposició al soroll a l'habitació o reduir la so que se sent fora d’ell. Els efectes serien els millors si tota la paret estigui formada per aquests mòduls (i també la vostra habitació es veuria totalment elegant).

Aquest projecte va formar part del Multimodal Media Madness 2014, organitzat per la càtedra de Disseny arquitectònic assistit per ordinador (CAAD) i el Media Computing Group de la RWTH Aachen University. Per obtenir més pells intel·ligents, consulteu aquesta pàgina:

El mòdul consisteix en un marc (si teniu una casa wiki, podeu construir-hi una altra) amb dues plaques perforades a l'extrem frontal de les quals es pot canviar una contra l'altra. Les diferents formacions que formen els forats quan es desplacen es suposa que filtren certes freqüències fora de l'espectre de soroll. Això es diu efecte Moiré, la idea es basa en absorbidors Helmholtz (transductors de plaques perforades).

Hem afegit una mica de llum de fons per a efectes visuals. El mòdul sembla realment hipnòtic;)

Es tracta d’una mica més de feina que un simple projecte de cap de setmana, però us oferim el programari que hem escrit perquè estalvieu temps. Si voleu fer d’aquest un projecte encara més gran, encara podeu escriure el vostre propi programari.

Materials:

Fusta per a bastidor (1,8 cm d'ample)

Fusta per a 2 plaques perforades i placa posterior (2 mm)

Finnboard (cartró / cartró de pasta de fusta per fixar els LEDs, 2 mm, material per a talladores de laser / models. Alternativa: fusta fina)

Reposar un tros de fusta per tallar en 7 daus petits (2 x 2 x 1,9 cm)

Arduino Uno

Arduino SpectrumShield-v14 (Sparkfun)

Micròfon prim (presa)

Rasberry Pi B

Cable USB micro USB

Cables per connectar l'electrònica

Resistència de 470 Ohm

Taula de pa

9 LED RGB WS2812 (o altres LED que admeten la biblioteca Adafruit NeoPixel que hem utilitzat)

Cables i mascles per soldar els LED (en cas que no utilitzeu una tira LED prefabricada)

Sensor de distància per ultrasons HC-SR04

Cargols

Petits ganxos i bucles cargolables

Gomes domèstiques

Algunes cordes primes i força fortes (el fil sí)

2 servos Hitech HS 311 (o un altre model en funció del pes de la placa de fusta, el nostre és <400g)

Làmina o paper mat (uns 50 x 50 cm)

Pintar (escollim negre per obtenir més contrast)

Cinta i cola líquida

Alimentació CC (6-12 V, 2 A)

En cas que aneu amb una font d'alimentació de 12 V, necessiteu un convertidor de tensió a 6 V per als LED, servos i sensors.

Eines:

Shaper (o alguna alternativa)

Lasercutter (o alguna alternativa)

Tornavís i tornavís sense fil

Trepant

Soldador i accessoris (no cal si teniu tires LED llestes per utilitzar)

Pas 1: el marc

En cas que encara no tingueu una casa (wiki) construïda al mòdul, com nosaltres, o vulgueu construir-la només per diversió i aparença, utilitzeu un marc per integrar el mòdul.

Utilitzem un marc que només es pot connectar i desmuntar de nou mentre encara no s’hi adjunta res per facilitar el transport. Per tant, retalleu les parts amb les mesures següents (amb un modelador o el que tingueu, mireu les nostres imatges per obtenir més orientació):

2 x Placa superior / inferior: 28 x 52,5 cm amb addicions de 15,5 x 5 cm al centre dels costats menys 3 forats de 3 x 3 cm al centre de les addicions a 2 cm del final.

2 x Placa lateral: 28 x 66,5 cm amb forats d’1,9 x 15,5 cm als extrems que es troben a 5 cm de les vores.

4 x U parts amb un costat llarg de 10 cm i dos costats de 8 cm que fan 3 cm d’amplada. Per simplicitat, en realitat no es formen com una U, sinó que poden tenir cantonades.

Connecteu les parts amb les parts amb els forats llargs als laterals, les altres parts com a part inferior i superior i les petites peces en U per mantenir-les juntes. Les parts en U poden connectar dos d’aquests marcs per si voleu ampliar-los. En cas que esteu totalment segurs que només voleu un mòdul, podeu modificar-los;)

Tot encaixa? Continua

Nota: "dreta" i "esquerra" a la descripció ara faran referència al costat dret i esquerre del marc tal com es mostra a la imatge (es veu des de la part posterior del mòdul ja que les plaques perforades són l'extrem frontal).

Pas 2: les plaques perforades

Per donar forma a les plaques i perforar-les amb el vostre modelador o amb el que tingueu disponible, fem servir el disseny de la imatge. Si ho desitgeu, podríeu utilitzar un disseny diferent per als forats que el nostre sense alterar l'efecte sempre que els forats no siguin massa grans i els forats tinguin mides diferents. La placa frontal ha de fer 56 x 56 cm i la distància als forats ha de ser de 5,5 cm per tots els costats, la placa més petita mòbil de 51 x 51 cm amb només 0,5 cm de distància.

Separeu el marc i enrosqueu els 4 ganxos al marc, sempre 2 a la part superior i lateral dreta del marc. Els ganxos han d’estar el més a prop possible de la vora llarga de les peces del marc. Quan torneu a muntar el marc, la distància a l’altra placa més propera hauria de ser d’uns 5 cm (les imatges poden ajudar-vos).

Cargoleu la placa més gran al marc per les cantonades, marqueu en quina direcció gireu la segona placa perquè el patró de les plaques sigui idèntic. Realment voleu marcar això.

Ara afegiu el segon plat. Per tant, estireu les gomes a través de dos dels forats de la placa, enganxeu la resta de la banda pel bucle resultant i pengeu la placa als ganxos que heu viscut al marc. Nota: De quins forats de la placa heu d’utilitzar depèn les seves gomes. Se suposa que la placa penja aproximadament una fila de forats per sobre i per la dreta del patró de la placa més gran quan la goma està en estat passiu. Només heu de provar alguns forats i millorar fins que la placa estigui a la posició correcta.

Pas 3: una mica de pintura

Agafa una mica de pintura! El negre (o un altre color fosc) contrasta amb la llum interior.

Vam decidir utilitzar pintura en aerosol per estendre la pintura de manera més uniforme. Si sou més creatiu, no dubteu.

Per tant, torneu a treure les plaques del marc, apliqueu la pintura als costats anteriors de les dues plaques perforades i espereu fins que s’hagi assecat.

Pas 4: la làmina / paper

Ara enganxeu la làmina o el paper mat a la part posterior del plat més petit. Utilitzem paper transparent d’una botiga de subministraments d’art, però qualsevol material que dispersi la llum funcionarà.

Talleu petits orificis al paper de manera que passin les gomes i les cordes i enganxeu el paper cap a la part posterior de la placa (cap al costat sense color). Les cadenes s'adjuntaran al següent pas, així que mireu on haurien d'estar abans.

Els LED no haurien de ser visibles com a LED individuals més endavant, sinó més aviat com a resplendor general, tot a causa del paper.

Pas 5: els Servos

Cargoleu els llaços metàl·lics al marc de la part inferior i esquerra. Se suposa que estan al mig de les plaques i el més a prop possible de la vora sense tocar la placa perforada més petita.

Per al servo utilitzeu un empalmament amb només un braç i fixeu un altre dels bucles metàl·lics al forat més exterior.

Ara connecteu els servos al vostre marc. Tallar petits daus de fusta (aproximadament 2 x 2 x 1,9 cm), cargolar-ne dos a cada servo tal com es mostra a la imatge. Primer vam fer-hi petits forats perquè els daus es dividien fàcilment i havíem de ser una mica més curosos.

A la part inferior esquerra i inferior, fixeu un tros de corda a un forat al mig de la placa més petita i dirigiu el seu altre extrem a través del bucle metàl·lic. Si voleu utilitzar fil, ja que us recomanem que en traieu diverses capes. Pot ser suficient amb una sola capa, però com que hi ha tot estirador en aquests trossos de corda, està bé ser una mica paranoic.

Cargoleu els servos a la part inferior i esquerra del marc amb els daus adjunts (torneu a foradar si cal). El braç dels servos ha d’estar a l’alçada del bucle metàl·lic i els servos estan col·locats de costat. A continuació, fixeu la corda al bucle de l’empalmament del servo. La corda ha d’estar el més tensa possible quan el servo estigui a les seves posicions per defecte.

Ara podeu començar a provar els servos amb l’arduino. Si necessiteu ajuda per connectar els servos al vostre arduino, consulteu la disposició del circuit al pas 8 (Tancar la caixa).

Pas 6: micròfon i sensor de distància

Practicar un forat a l'extrem superior de la placa perforada més gran que sigui prou gran com per passar el micròfon. Tingueu cura de posar el micròfon el més a prop possible de la vora perquè no toqui la segona placa.

Com que el nostre micròfon era una mica feble, vam posar un amplificador entre el micròfon i l’arduino.

Vam pensar que seria bo que el mòdul interactués una mica amb la gent, de manera que també vam afegir un sensor de distància per ultrasons. Quan la gent s’acosta al mòdul pot detectar-lo i fer un petit espectacle i canviar el color de la llum. Bé, som una mica vanitosos. Sens dubte, afegeix una mica d’entreteniment.

Pas 7: LEDs i font d'alimentació

Perquè tot plegat tingui un aspecte genial, hi afegim retroil·luminacions. Només 9 LED fan que el mòdul sembli força espectacular en una habitació fosca.

Per tant, prepareu 3 tires amb 3 LEDs que després es connectaran per formar una tira més llarga. Per a dues de les tires, soldeu cables d’uns 14-15 cm de longitud entre els LED i fins als extrems. Per facilitar-ne l’ús, hem afegit mascles als dos extrems. La tercera tira es prepara de manera similar, però amb cables i passadors només a un extrem, l’extrem lliure serà el final de la tira general. Tingueu cura si utilitzeu el WS2812, que tenen una vora amb l'etiqueta DI (dades d'entrada) i tres vores amb DO (dades de sortida). Voleu connectar una vora DO amb la vora DI del següent LED. Cal que l’últim LED de la vostra tercera tira tingui la seva vora DI connectada amb el LED abans i que no hi hagi cap cable a les vores DO.

Per fixar els LEDs al marc, prepareu 3 rectangles llargs de tauler de fusta (utilitzeu un retallador o un tallador i una regla llarga, 52, 5 x 2 cm). S'haurien d'ajustar verticalment al marc, de manera que primer heu de mesurar-lo. Està bé si són 2-3 mm massa curts.

Enganxeu cada tira de LED a un dels rectangles començant pel LED central al mig del tauler. Marqueu a quins costats hi ha els extrems DI i DO de les tires de LED, ja que ja no podeu veure la part inferior dels LED.

Connecteu els daus de fusta restants a un extrem de cada mòdul LED mitjançant una grapadora. El mòdul final de les tires necessita els seus daus a l’extrem DO (imatge: número 3), un dels altres a l’extrem DI (2) i el restant a l’extrem DO (1).

Ara carregueu els mòduls LED a la part superior del marc a distàncies iguals, col·loqueu-los a prop de la vora posterior (la que no té les plaques). Es queda el mòdul 1, 2 al mig i 3 a la dreta. Si els daus es divideixen fàcilment, recordeu-vos de perforar-los primer.

Connecteu els mòduls 1 i 2 a la part superior i els mòduls 2 i 3 a la part inferior. ara el mòdul 1 hauria de tenir un extrem DI gratuït a la part inferior que podeu connectar amb el vostre arduino per provar-los. Necessita 5 V i no hi ha resistència per a la font d'alimentació. Tingueu en compte que l’entrada de dades necessita un pin analògic i no s’ha de connectar directament, sinó amb una resistència de 470 Ohm. Si no en col·loqueu cap entre el primer LED de la tira, és més probable que s'enfonsi. Consulteu la disposició del circuit al pas 8 (Tancar la caixa).

Si voleu provar els LEDs, utilitzeu la biblioteca Adafruit Neopixel, és molt fàcil d’entendre.

Malauradament, l'arduino encara no té font d'alimentació. Per tant, necessiteu la font d’alimentació, connecteu l’arduino GND amb la terra de la font d’alimentació i l’alimentació amb el pin VIN. La disposició del circuit al pas 8 us ajudarà.

Pas 8: tancar el quadre

Assegureu-vos que l’electrònica estigui connectada com a la disposició del circuit. La font d'alimentació pot variar en funció del voltatge d'entrada. És important recordar, però, que l’alimentació que subministra els vostres sensors, servos i la llum de fons no hauria de fluir a través de l’arduino, sinó que hi arriben cadascun amb una tensió adequada (arduino 7-12 V, sensors, etc. 6-7 V) de el subministrament i estan connectats al terreny comú. Això es deu al fet que l’arduino no es construeix per manejar corrents superiors a 1 Ampere.