ماژول دیوار آکوستیک SonicMoiré: 8 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

این ماژول دیواری "SonicMoiré" به گونه ای طراحی شده است که با wikihouses سازگار باشد ، ما قصد داریم از آن به عنوان قسمتی از نما استفاده کنیم. هدف اولیه آن فیلتر کردن فرکانس های خاص از طیف نویز و در نتیجه کاهش قرار گرفتن در معرض سر و صدا در اتاق یا کاهش صدایی که خارج از آن می شنوید اگر تمام دیوار شما از چنین ماژول هایی ساخته شود (و همچنین اتاق شما کاملاً فانتزی به نظر برسد) تأثیرات بهتر خواهد بود.)

این پروژه بخشی از چند رسانه ای جنون رسانه ای 2014 بود که توسط صندلی طراحی معماری به کمک کامپیوتر (CAAD) و گروه محاسبات رسانه ای دانشگاه RWTH آخن برگزار شد. برای اطلاعات بیشتر در مورد پوسته های هوشمند ، این صفحه را بررسی کنید:

این ماژول شامل یک قاب است (اگر تصور می کنید که خانه ویکی دارید می توانید آن را به جای آن بسازید) با دو صفحه سوراخ دار که در قسمت جلویی یکی از آنها را می توان به دیگری منتقل کرد. تشکیلات مختلفی که حفره ها هنگام جابجا شدن ایجاد می کنند فرکانس های خاصی را از طیف نویز فیلتر می کند. این اثر Moiré نامیده می شود ، این ایده بر اساس جاذب های Helmholtz (مبدل های صفحه سوراخ دار) است.

برای جلوه های بصری مقداری نور پس زمینه اضافه کردیم. ماژول واقعاً خواب آور است؛)

این کمی بیشتر از یک پروژه آخر هفته کار می کند ، اما ما نرم افزاری را که نوشتیم در اختیار شما قرار می دهیم تا در وقت خود صرفه جویی کنید. اگر دوست دارید این پروژه را حتی بزرگتر کنید ، می توانید نرم افزار خود را بنویسید.

مواد:

چوب برای قاب (عرض 1.8 سانتی متر)

چوب برای 2 صفحه سوراخ دار و صفحه پشتی (2 میلی متر)

Finnboard (تخته خمیر چوب/مقوا برای اتصال LED ها به 2 میلی متر ، مواد برای دستگاه های لیزری/مدل. جایگزین: چوب نازک)

تکه چوب را برای برش به 7 تاس کوچک (2 2 2 1. 1.9 سانتی متر) استراحت دهید

آردوینو اونو

Arduino SpectrumShield-v14 (Sparkfun)

میکروفون باریک (جک)

رزبری پای بی

کابل USB میکرو USB

کابل هایی برای اتصال قطعات الکترونیکی

مقاومت 470 اهم

تخته نان

9 LED RGB WS2812 (یا دیگر LED هایی که از کتابخانه Adafruit NeoPixel استفاده می کنیم پشتیبانی می کند)

کابل ها و نرها برای لحیم کاری LED ها (در صورت عدم استفاده از نوار LED پیش ساخته)

سنسور فاصله مافوق صوت HC-SR04

پیچ ها

قلاب و حلقه های کوچک قابل پیچ شدن

نوارهای لاستیکی خانگی

برخی از رشته های نازک و کاملاً قوی (نخ مناسب است)

2 Servos Hitech HS 311 (یا مدل دیگری بسته به وزن صفحه چوبی شما ، مدل ما <400 گرم است)

فویل یا کاغذ مات (حدود 50 50 50 سانتیمتر)

رنگ (ما برای تضاد بیشتر رنگ مشکی را انتخاب می کنیم)

چسب نواری و مایع

منبع تغذیه DC (6-12 ولت ، 2 آمپر)

در صورت استفاده از منبع تغذیه 12 ولت ، برای LED ها ، سرووها و حسگرها به مبدل ولتاژ به 6 ولت نیاز دارید.

ابزارها:

شکل دهنده (یا برخی جایگزین ها)

لیزر برش (یا برخی جایگزین)

پیچ گوشتی و پیچ گوشتی شارژی

مته

آهن لحیم کاری و لوازم جانبی (در صورت داشتن نوارهای LED آماده استفاده لازم نیست)

مرحله 1: قاب

در صورتی که هنوز مانند ما خانه (ویکی) برای ساخت در ماژول ندارید یا می خواهید آن را فقط برای سرگرمی و ظاهر بسازید ، از یک قاب برای ساختن ماژول استفاده کنید.

ما از چارچوبی استفاده می کنیم که می توانید آن را به هم متصل کرده و دوباره جدا کنید در حالی که هنوز چیزی به آن وصل نشده است تا حمل و نقل آن راحت تر شود. بنابراین قطعات را با اقدامات زیر برش دهید (با استفاده از شکل دهنده یا هر چیزی که دارید ، برای جهت گیری بیشتر به تصاویر ما نگاه کنید):

2 x صفحه بالا/پایین: 28 52 52.5 سانتی متر با افزودن 15.5 5 5 سانتی متر در وسط کناره ها منهای 3 3 3 سانتی متر در وسط افزودنی ها 2 سانتی متر از انتها.

2 plate صفحه جانبی: 28 66 66.5 سانتی متر با سوراخ های 1.9 15 15.5 سانتی متر در انتهای آن که 5 سانتی متر از لبه ها فاصله دارد.

4 قسمت U با یک ضلع بلند 10 سانتی متر و دو ضلع 8 سانتی متر که عرض آن 3 سانتی متر است. برای سادگی آنها در واقع مانند U شکل نمی گیرند بلکه می توانند گوشه هایی داشته باشند.

قطعات را با قطعاتی که سوراخ های بلندی در طرفین دارند ، قسمت های دیگر را به صورت پایین و بالا و قطعات کوچک U را به هم متصل کنید تا آنها را در کنار هم نگه دارید. در صورت تمایل به بزرگ شدن ، قسمت های U می توانند دو مورد از این قاب ها را به هم متصل کنند. اگر کاملاً مطمئن هستید که فقط یک ماژول می خواهید ، البته می توانید آنها را تغییر دهید ؛)

همه چیز مناسب است؟ ادامه هید!

توجه: "راست" و "چپ" در توصیف اکنون به سمت راست و چپ قاب همانطور که در تصویر نشان داده شده است اشاره می کنند (از قسمت پشتی ماژول به عنوان صفحه های سوراخ شده در قسمت جلویی دیده می شود).

مرحله 2: صفحات سوراخ دار

بشقاب ها را شکل دهید و آنها را با شکل دهنده یا هر چیزی که ممکن است در دسترس داشته باشید سوراخ کنید ، ما از طرح بندی موجود در تصویر استفاده می کنیم. اگر دوست دارید ، باید بتوانید از چیدمان متفاوتی برای سوراخ ها با سوراخ ما استفاده کنید بدون اینکه تأثیر آن را تغییر دهید تا زمانی که سوراخ های شما خیلی بزرگ نباشند و سوراخ های شما اندازه های متفاوتی داشته باشند. صفحه جلویی باید 56 56 56 سانتی متر و فاصله سوراخ ها از هر طرف 5.5 سانتی متر باشد ، صفحه کوچکتر متحرک 51 51 51 سانتی متر با فاصله 0.5 سانتی متر.

قاب را جدا کرده و 4 قلاب را به قاب بچسبانید ، همیشه 2 عدد در قسمت بالا و سمت راست قاب. قلاب ها باید تا حد امکان به لبه بلند قطعات قاب نزدیک باشند. هنگامی که دوباره قاب را کنار هم قرار می دهید ، فاصله تا نزدیکترین صفحه دیگر باید حدود 5 سانتی متر باشد (ممکن است تصاویر کمک کنند).

صفحه بزرگتر را در گوشه ها به قاب خود بچرخانید ، علامت بزنید که صفحه دوم را در چه جهتی بچرخانید تا الگوی صفحات یکسان باشد. شما واقعاً می خواهید این را مشخص کنید.

حالا بشقاب دوم را اضافه کنید. بنابراین نوارهای لاستیکی را از دو سوراخ صفحه خود بکشید ، بقیه نوار را از حلقه حاصل بچسبانید و صفحه را روی قلاب هایی که به قاب کشیده اید آویزان کنید. نوارهای لاستیکی شما هنگامی که لاستیک در حالت غیرفعال قرار دارد ، صفحه باید تقریباً یک ردیف سوراخ در بالا و راست الگوی صفحه بزرگتر آویزان کند. فقط چند سوراخ را امتحان کنید و بهبود دهید تا صفحه در موقعیت مناسب قرار گیرد.

مرحله 3: مقداری رنگ

مقداری رنگ بردار! سیاه (یا رنگ تیره دیگر) تضاد خوبی با نور داخل ایجاد می کند.

تصمیم گرفتیم از رنگ اسپری برای پخش یکنواخت رنگ استفاده کنیم. اگر خلاق تر هستید ، آزاد باشید.

بنابراین صفحات را دوباره از قاب خود بردارید ، رنگ خود را در قسمت جلویی هر دو صفحه سوراخ شده بمالید و منتظر بمانید تا خشک شود.

مرحله 4: فویل/کاغذ

حالا فویل یا کاغذ مات را به پشت صفحه کوچکتر بچسبانید. ما از کاغذ شفاف یک فروشگاه لوازم هنری استفاده می کنیم ، اما هر ماده ای که نور را پراکنده کند کار می کند.

سوراخ های کوچکی را روی کاغذ خود برش دهید تا نوارها و تارهای لاستیکی از بین بروند و کاغذ را به پشت صفحه (به طرف بدون رنگ) بچسبانید. رشته ها در مرحله بعدی متصل می شوند ، بنابراین نگاه کنید که قبلاً کجا باید باشند.

LED ها بعداً به عنوان LED های جداگانه قابل مشاهده نیستند ، بلکه بیشتر به عنوان یک درخشش کلی ، همه به دلیل کاغذ قابل مشاهده هستند.

مرحله 5: سرووها

حلقه های فلزی را در قسمت پایین و سمت چپ به قاب خود بچسبانید. قرار است آنها در وسط صفحات و تا آنجا که ممکن است بدون لمس صفحه کوچکتر سوراخ شده ، به لبه نزدیک باشند.

برای سروو از یک اسپلایز فقط با یک بازو استفاده کنید و حلقه فلزی دیگر خود را به بیرونی ترین سوراخ آن وصل کنید.

حالا سرویس ها را به قاب خود وصل کنید. تکه های کوچک چوب را برش دهید (حدود 2 2 2 1. 1.9 سانتیمتر) ، دو عدد از آنها را به هر سروو پیچ کنید ، همانطور که در تصویر نشان داده شده است. ما ابتدا سوراخ های کوچکی در آنها ایجاد کردیم زیرا تاس های ما به راحتی تقسیم می شوند و باید کمی بیشتر مراقب باشیم.

در سمت چپ و پایین ، یک تکه نخ را به سوراخی در وسط صفحه کوچکتر خود وصل کنید و انتهای دیگر آن را از طریق حلقه فلزی هدایت کنید. اگر می خواهید از نخ استفاده کنید ، پیشنهاد می کنیم چند لایه از آن را بردارید. ممکن است یک لایه کافی باشد اما از آنجا که همه یدک کش ها روی این تکه های سیم قرار دارند ، خوب است کمی پارانوئید باشیم.

سروها را با استفاده از تاس های ضمیمه شده به پایین و سمت چپ قاب بچرخانید (در صورت نیاز دوباره سوراخ ها را سوراخ کنید). بازوی سروها باید در ارتفاع حلقه فلزی باشد و سرووها در کنار هم قرار می گیرند. سپس رشته را به حلقه در محل اتصال سروو وصل کنید. وقتی سروو در موقعیتهای پیش فرض خود قرار دارد ، باید تا حد ممکن متراکم باشد.

اکنون می توانید سرویس ها را با آردوینو شروع کنید. در صورت نیاز به نحوه اتصال سرووها به آردوینو به طرح مدار در مرحله 8 (بستن جعبه) مراجعه کنید.

مرحله 6: میکروفون و سنسور فاصله

سوراخی را در انتهای بالای بیرونی ترین صفحه سوراخ دار ایجاد کنید که آنقدر بزرگ است که میکروفون شما را به آن بچسباند. دقت کنید که میکروفون را تا حد امکان به لبه نزدیک کنید تا به صفحه دوم برخورد نکند.

از آنجا که میکروفون ما کمی ضعیف بود ، یک تقویت کننده را بین میکروفون و آردوینو قرار دادیم.

ما فکر کردیم خوب است که ماژول کمی با مردم ارتباط برقرار کند ، بنابراین یک سنسور فاصله اولتراسونیک نیز اضافه کردیم. وقتی مردم به ماژول نزدیک می شوند می توانند آن را تشخیص داده و کمی نمایش دهند و رنگ نور را تغییر دهند - خوب ، ما کمی بیهوده هستیم. مطمئناً کمی سرگرمی را اضافه می کند.

مرحله 7: LED ها و منبع تغذیه

برای اینکه همه چیز واقعاً جالب به نظر برسد ، نور پس زمینه را اضافه می کنیم. فقط 9 LED باعث می شود این ماژول در یک اتاق تاریک بسیار دیدنی باشد.

بنابراین 3 نوار با 3 LED در آنها آماده کنید که بعداً متصل می شوند تا یک نوار طولانی تر ایجاد شود. برای دو نوار ، کابل هایی با طول حدود 14-15 سانتی متر بین LED ها و انتهای آنها لحیم کنید. برای استفاده راحت تر ، نرها را به هر دو انتها اضافه کردیم. نوار سوم مشابه تهیه شده است اما با کابل ها و نرها فقط در یک سر ، انتهای آزاد انتهای نوار کلی خواهد بود. اگر از WS2812 استفاده می کنید مراقب باشید ، آنها دارای یک لبه با برچسب DI (داده ها در داخل) و سه لبه با DO (داده های خروجی) هستند. شما می خواهید یک لبه DO را با لبه DI LED بعدی متصل کنید. آخرین LED در نوار سوم شما باید لبه DI خود را از قبل با LED متصل کرده و در لبه های DO کابل نداشته باشد.

برای اتصال LED ها به قاب ، 3 مستطیل بلند از تخته فین آماده کنید (از لیزر برش یا برش و خط کش بلند ، 52 ، 5 * 2 سانتی متر استفاده کنید). آنها باید به صورت عمودی در چارچوب شما قرار بگیرند ، بنابراین ابتدا اندازه بگیرید ، اگر 2-3 میلی متر خیلی کوتاه باشند اشکالی ندارد.

هر نوار LED را به یکی از مستطیل ها بچسبانید و با LED وسط در وسط تخته پنل شروع کنید. انتهای DI و DO نوارهای LED را در کدام طرف قرار دهید ، زیرا دیگر قسمت پایینی LED ها را نمی بینید.

تکه های چوبی باقی مانده را با استفاده از منگنه به یک سر هر ماژول LED وصل کنید. ماژول انتهایی نوارها به تاس های خود در انتهای DO نیاز دارد (تصویر: شماره 3) ، یکی دیگر در انتهای DI (2) و بقیه در انتهای DO (1).

حالا ماژول های LED را در فاصله مساوی به بالای قاب خود بچرخانید ، آنها را در نزدیکی لبه پشتی (جایی که بدون صفحات است) قرار دهید. ماژول 1 سمت چپ ، 2 در وسط و 3 در سمت راست است. اگر تاس های شما به راحتی تقسیم می شوند ، به یاد داشته باشید که ابتدا آنها را سوراخ کنید.

ماژول های 1 و 2 را در بالا و ماژول های 2 و 3 را در پایین متصل کنید. ماژول 1 اکنون باید دارای یک پایان DI رایگان در پایین باشد که می توانید برای آزمایش با arduino خود متصل شوید. برای منبع تغذیه به 5 ولت و بدون مقاومت احتیاج دارد. توجه داشته باشید که داده های ورودی به پین آنالوگ احتیاج دارند و نباید مستقیماً وصل شوند ، اما بین آنها یک مقاومت 470 اهم وجود دارد. اگر یکی را بین اولین LED در نوار قرار ندهید به احتمال زیاد سقوط می کند. به طرح مدار در مرحله 8 (بستن جعبه) مراجعه کنید.

اگر می خواهید LED ها را از کتابخانه Adafruit Neopixel استفاده کنید ، درک آن بسیار آسان است.

متأسفانه آردوینو هنوز منبع تغذیه ندارد. بنابراین شما به منبع تغذیه نیاز دارید ، arduino GND را با زمین منبع تغذیه و برق را با پین VIN وصل کنید. طرح مدار در مرحله 8 به شما کمک می کند.

مرحله 8: بستن جعبه

مطمئن شوید که وسایل الکترونیکی مانند طرح مدار به هم وصل شده اند. بسته به ولتاژ ورودی ممکن است منبع تغذیه متفاوت باشد. مهم است که به خاطر داشته باشید که منبع تغذیه سنسورها ، سروها و نور پس زمینه نباید در آردوینو جریان داشته باشد ، بلکه هر کدام از آنها ولتاژ مناسب (arduino 7-12 V ، سنسورها و غیره 6-7 V) را از آنجا دریافت می کنند. عرضه می شوند و به زمین مشترک متصل می شوند. این به این دلیل است که آردوینو برای کنترل جریانهای بالاتر از 1 آمپر ساخته نشده است.