Accustic Wall Module SonicMoiré: 8 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

โมดูลติดผนัง "SonicMoiré" นี้ได้รับการออกแบบมาให้เข้ากันได้กับ Wikihouses เราตั้งใจจะใช้โมดูลนี้เป็นส่วนหนึ่งของส่วนหน้า จุดประสงค์เดิมคือเพื่อกรองความถี่บางอย่างออกจากสเปกตรัมเสียง ดังนั้นจึงลดการสัมผัสเสียงรบกวนภายในห้องหรือลด เสียงที่คุณได้ยินจากภายนอก เอฟเฟกต์จะดีที่สุดถ้าผนังทั้งหมดของคุณทำจากโมดูลดังกล่าว (และห้องของคุณจะดูแฟนซีโดยสิ้นเชิง:))

โครงการนี้เป็นส่วนหนึ่งของงาน Multimodal Media Madness 2014 ซึ่งจัดโดยประธานฝ่าย Computer Aided Architectural Design (CAAD) และ Media Computing Group ของ RWTH Aachen University สำหรับ Smart Skins เพิ่มเติม โปรดตรวจสอบหน้านี้:

โมดูลประกอบด้วยเฟรม (ถ้าคุณมีบ้านวิกิ คุณสามารถสร้างมันลงในนั้นแทน) โดยมีแผ่นรูพรุนสองแผ่นที่ส่วนหน้า ซึ่งอันหนึ่งสามารถเลื่อนไปเทียบกับอีกอันหนึ่งได้ รูปแบบต่างๆ ที่หลุมสร้างขึ้นเมื่อมีการเลื่อนควรจะกรองความถี่บางอย่างออกจากสเปกตรัมของเสียง สิ่งนี้เรียกว่า Moiré effect แนวคิดนี้มีพื้นฐานมาจากตัวดูดซับของ Helmholtz (ทรานสดิวเซอร์เพลทที่มีรูพรุน)

เราได้เพิ่มแสงไฟบางส่วนสำหรับเอฟเฟกต์ภาพ โมดูลดูถูกสะกดจิตจริงๆ;)

นี่เป็นงานมากกว่าแค่โครงการวันหยุดสุดสัปดาห์ แต่เรามอบซอฟต์แวร์ที่เราเขียนให้คุณเพื่อให้คุณประหยัดเวลา หากคุณต้องการทำให้โครงการนี้เป็นโครงการที่ใหญ่กว่า คุณยังสามารถเขียนซอฟต์แวร์ของคุณเองได้

วัสดุ:

ไม้สำหรับโครง (กว้าง 1.8 ซม.)

ไม้สำหรับแผ่นเจาะรู 2 แผ่นและแผ่นหลัง (2 มม.)

Finnboard (แผ่นเยื่อไม้/กระดาษแข็งสำหรับติดไฟ LED, 2 มม., วัสดุสำหรับเครื่องตัดเลเซอร์/รุ่น ทางเลือก: ไม้บาง)

ส่วนที่เหลือไม้สำหรับหั่นเป็นลูกเต๋าเล็กๆ 7 ชิ้น (2 x 2 x 1.9 ซม.)

Arduino Uno

Arduino SpectrumShield-v14 (Sparkfun)

ไมโครโฟนแบบบาง (แจ็ค)

ราสเบอร์รี่ Pi B

สายไมโคร USB

สายเคเบิลเชื่อมต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ตัวต้านทาน 470 โอห์ม

เขียงหั่นขนม

9 RGB LEDs WS2812 (หรือไฟ LED อื่น ๆ ที่รองรับไลบรารี Adafruit NeoPixel ที่เราใช้)

สายเคเบิลและตัวผู้เพื่อประสานไฟ LED เข้ากับ (ในกรณีที่คุณไม่ได้ใช้แถบ LED ที่สร้างไว้ล่วงหน้า)

เซ็นเซอร์ระยะอัลตราโซนิก HC-SR04

สกรู

ตะขอและห่วงแบบขันเกลียวขนาดเล็ก

ยางรัดของใช้ในบ้าน

สายบางและแข็งแรงมาก (เส้นด้ายจะทำ)

2 เซอร์โว Hitech HS 311 (หรือรุ่นอื่นขึ้นอยู่กับน้ำหนักของแผ่นไม้ของเรา <400g)

ฟอยล์หรือกระดาษด้าน (ประมาณ 50 x 50 ซม.)

เพ้นท์ (เลือกสีดำเพื่อความเปรียบต่างมากขึ้น)

เทป & กาวเหลว

แหล่งจ่ายไฟ DC (6-12 V, 2 A)

ในกรณีที่คุณใช้แหล่งจ่ายไฟ 12 V คุณต้องมีตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าเป็น 6 V สำหรับ LED, เซอร์โวและเซ็นเซอร์

เครื่องมือ:

Shaper (หรือทางเลือกอื่น)

Lasercutter (หรือทางเลือกอื่น)

ไขควง & ไขควงไร้สาย

เจาะ

หัวแร้งและอุปกรณ์เสริม (ไม่จำเป็น หากคุณมีแถบ LED ที่พร้อมใช้งาน)

ขั้นตอนที่ 1: The Frame

ในกรณีที่คุณยังไม่มีบ้าน (wiki) ที่จะสร้างในโมดูลเช่นเราหรือต้องการสร้างเพียงเพื่อความสนุกสนานและรูปลักษณ์ ให้ใช้เฟรมเพื่อสร้างโมดูล

เราใช้กรอบที่คุณสามารถเสียบเข้าด้วยกันและแยกชิ้นส่วนอีกครั้งในขณะที่ยังไม่มีอะไรติดมาเพื่อให้ง่ายต่อการพกพา ดังนั้นให้ตัดส่วนต่าง ๆ ด้วยมาตรการต่อไปนี้ (ใช้เครื่องไสหรืออะไรก็ตามที่คุณมี ดูภาพของเราสำหรับการวางแนวเพิ่มเติม):

2 x จานบน/ล่าง: 28 x 52.5 ซม. บวกเพิ่ม 15.5 x 5 ซม. ตรงกลางด้านข้างลบ 3 x 3 ซม. รูตรงกลางส่วนที่เพิ่มเข้ามา 2 ซม. จากปลาย

2 x จานข้าง: 28 x 66.5 ซม. มีรูที่ปลาย 1.9 x 15.5 ซม. ห่างจากขอบ 5 ซม.

4 x ส่วน U ด้านเดียวยาว 10 ซม. และ 2 ด้าน 8 ซม. กว้าง 3 ซม. เพื่อความเรียบง่าย จริง ๆ แล้วมันไม่ได้มีรูปร่างเหมือนตัว U แต่สามารถมีมุมได้

เสียบชิ้นส่วนเข้าด้วยกันกับส่วนที่มีรูยาวด้านข้าง ส่วนอื่นๆ เช่น ด้านล่างและด้านบน และส่วน U ขนาดเล็กเพื่อยึดเข้าด้วยกัน ส่วน U สามารถเชื่อมต่อสองเฟรมเหล่านี้เข้าด้วยกันในกรณีที่คุณต้องการขยาย ในกรณีที่คุณแน่ใจว่าต้องการเพียงโมดูลเดียว คุณก็สามารถแก้ไขได้;)

ทุกอย่างพอดี? ดำเนินการต่อ!

หมายเหตุ: "ขวา" และ "ซ้าย" ในคำอธิบายจะอ้างอิงถึงด้านขวาและด้านซ้ายของกรอบตามที่แสดงในภาพ (ดูจากด้านหลังของโมดูลเนื่องจากเพลตที่มีรูพรุนคือส่วนหน้า)

ขั้นตอนที่ 2: แผ่นเจาะรู

จานรูปร่างและเจาะรูด้วยเครื่องไสของคุณหรืออะไรก็ตามที่คุณมี เราใช้เลย์เอาต์ในรูปภาพ ถ้าคุณชอบ คุณสามารถใช้เลย์เอาต์อื่นสำหรับรูที่แตกต่างจากของเราโดยไม่ต้องเปลี่ยนเอฟเฟกต์ตราบใดที่รูของคุณไม่ใหญ่เกินไปและรูของคุณมีขนาดต่างกัน จานหน้าควร 56 x 56 ซม. และระยะห่างจากรูควร 5.5 ซม. ทุกด้าน จานเล็กที่เคลื่อนย้ายได้ 51 x 51 ซม. ระยะห่างเพียง 0.5 ซม.

แยกโครงออกจากกันและขันตะขอ 4 อันเข้ากับเฟรม โดยให้ 2 อันที่ส่วนบนและด้านขวาของเฟรมเสมอ ตะขอควรอยู่ใกล้ขอบด้านยาวของชิ้นส่วนเฟรมมากที่สุด เมื่อคุณประกอบกรอบเข้าด้วยกันอีกครั้ง ระยะห่างจากจานอื่นที่ใกล้ที่สุดควรอยู่ที่ประมาณ 5 ซม. (รูปภาพอาจช่วยได้)

ขันสกรูจานที่ใหญ่กว่าเข้ากับกรอบของคุณที่มุม ทำเครื่องหมายในทิศทางที่จะหมุนจานที่สองของคุณเพื่อให้ลวดลายของเพลตเหมือนกัน คุณต้องการทำเครื่องหมายนี้จริงๆ

ตอนนี้เพิ่มจานที่สอง ดังนั้นให้ดึงแถบยางผ่านรูสองรูในจานของคุณ ติดแถบยางที่เหลือผ่านห่วงที่ได้ แล้วแขวนเพลทไว้กับขอเกี่ยวที่คุณขันเข้าไปในเฟรม หมายเหตุ: คุณต้องใช้รูใดในเพลทนั้นขึ้นอยู่กับ ยางรัดของคุณ จานควรจะแขวนอยู่ประมาณหนึ่งแถวของรูด้านบนและด้านขวาของลวดลายของจานที่ใหญ่กว่าเมื่อยางอยู่ในสถานะพาสซีฟ แค่ลองเจาะรูและปรับปรุงจนกว่าจานจะอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง

ขั้นตอนที่ 3: ระบายสีบางส่วน

หยิบสี! สีดำ (หรือสีเข้มอื่นๆ) สร้างความแตกต่างที่ดีกับแสงภายใน

เราตัดสินใจใช้สีสเปรย์เพื่อเกลี่ยสีให้สม่ำเสมอยิ่งขึ้น หากคุณมีความคิดสร้างสรรค์มากขึ้น

ดังนั้นให้นำเพลตออกจากโครงของคุณอีกครั้ง ใช้สีของคุณที่ด้านหน้าของเพลตที่มีรูพรุนทั้งสองและรอจนกว่ามันจะแห้ง

ขั้นตอนที่ 4: กระดาษฟอยล์/กระดาษ

ตอนนี้คุณติดกระดาษฟอยล์ด้านหรือกระดาษที่ด้านหลังของจานที่เล็กกว่า เราใช้กระดาษใสจากร้านขายอุปกรณ์ศิลปะ แต่วัสดุใดๆ ที่กระจายแสงก็ใช้ได้

ตัดรูเล็กๆ ลงในกระดาษของคุณโดยให้แถบยางและเชือกสอดเข้าไปแล้วติดกระดาษที่ด้านหลังของแผ่น (ไปด้านข้างโดยไม่มีสี) สตริงจะถูกแนบในขั้นตอนต่อไป ดังนั้นลองดูว่าควรจะอยู่ตรงไหนก่อน

ไฟ LED ไม่ควรมองเห็นเป็น LED แต่ละดวงในภายหลัง แต่จะมองเห็นได้ชัดเจนกว่าเมื่อมองโดยรวม ทั้งหมดนี้เกิดจากกระดาษ

ขั้นตอนที่ 5: เซอร์โว

ขันห่วงโลหะเข้ากับกรอบของคุณที่ด้านล่างและด้านซ้าย พวกเขาควรจะอยู่ตรงกลางของแผ่นเปลือกโลกและใกล้กับขอบมากที่สุดโดยไม่ต้องสัมผัสแผ่นที่มีรูพรุนขนาดเล็กกว่า

สำหรับเซอร์โว ให้ใช้ประกบด้วยแขนข้างเดียวแล้วติดห่วงโลหะอีกอันหนึ่งเข้ากับรูด้านนอกสุดของมัน

ตอนนี้แนบเซอร์โวเข้ากับเฟรมของคุณ ตัดไม้ชิ้นเล็กๆ (ประมาณ 2 x 2 x 1.9 ซม.) ขันสกรูสองตัวเข้ากับเซอร์โวแต่ละตัวตามที่แสดงในภาพ เราเจาะรูเล็กๆ เข้าไปก่อนเพราะว่าลูกเต๋าของเราจะแตกง่ายและเราต้องระวังให้มากขึ้น

ที่ด้านซ้ายและด้านล่าง ให้ติดเชือกเส้นหนึ่งเข้ากับรูตรงกลางแผ่นขนาดเล็กของคุณ แล้วลากปลายอีกข้างหนึ่งผ่านห่วงโลหะ ถ้าต้องการใช้ไหมพรมตามที่เราแนะนำ ให้เอาหลายๆ ชั้นค่ะ เลเยอร์เดียวอาจเพียงพอ แต่เนื่องจากลากจูงทั้งหมดอยู่บนเชือกเส้นนี้ มันก็โอเคที่จะหวาดระแวงเล็กน้อย

ขันเซอร์โวไปที่ด้านล่างและด้านซ้ายของเฟรมโดยใช้ลูกเต๋าที่แนบมา (เจาะรูล่วงหน้าอีกครั้งหากจำเป็น) แขนของเซอร์โวควรอยู่ที่ความสูงของห่วงโลหะและเซอร์โววางอยู่ด้านข้าง จากนั้นแนบสตริงเข้ากับลูปที่ตัวประกบเซอร์โว สตริงจะต้องตึงที่สุดเท่าที่จะทำได้เมื่อเซอร์โวอยู่ในตำแหน่งเริ่มต้น

ตอนนี้คุณสามารถเริ่มทดสอบเซอร์โวกับ Arduino ได้แล้ว หากคุณต้องการความช่วยเหลือในการเชื่อมต่อเซอร์โวกับ Arduino ของคุณ โปรดดูเค้าโครงวงจรในขั้นตอนที่ 8 (การปิดกล่อง)

ขั้นตอนที่ 6: ไมโครโฟนและเซนเซอร์วัดระยะ

เจาะรูที่ปลายด้านบนของแผ่นเจาะรูด้านนอกสุดซึ่งใหญ่พอที่จะเสียบไมโครโฟนของคุณเข้าไปได้ ระมัดระวังให้วางไมโครโฟนไว้ใกล้กับขอบให้มากที่สุด เพื่อไม่ให้สัมผัสกับแผ่นที่สอง

เนื่องจากไมโครโฟนของเราค่อนข้างอ่อน เราจึงใส่แอมพลิฟายเออร์ไว้ระหว่างไมโครโฟนและอาร์ดิโน

เราคิดว่าน่าจะดีถ้าให้โมดูลโต้ตอบกับผู้คนเล็กน้อย ดังนั้นเราจึงเพิ่มเซ็นเซอร์วัดระยะด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงเข้าไปด้วย เมื่อคนเข้ามาใกล้โมดูลสามารถตรวจจับได้และแสดงเล็กน้อยและเปลี่ยนสีของแสง - ดีเราค่อนข้างไร้สาระ แน่นอนมันเพิ่มความบันเทิงเล็กน้อย

ขั้นตอนที่ 7: ไฟ LED และพาวเวอร์ซัพพลาย

ในการทำให้ทุกอย่างดูเท่จริงๆ เราจึงเพิ่มแบ็คไลท์เข้าไป ไฟ LED เพียง 9 ดวงทำให้โมดูลดูสวยงามในห้องมืด

ดังนั้นเตรียม 3 แถบที่มี 3 LEDs ในนั้นที่จะเชื่อมต่อในภายหลังเพื่อสร้างแถบยาวขึ้น สำหรับแถบสองแถบ ให้ใช้สายบัดกรีที่มีความยาวประมาณ 14-15 ซม. ระหว่าง LED กับปลาย เพื่อการใช้งานที่ง่ายขึ้น เราได้เพิ่มตัวผู้ที่ปลายทั้งสองข้าง แถบที่สามเตรียมที่คล้ายกัน แต่มีสายเคเบิลและตัวผู้ที่ปลายด้านหนึ่งเท่านั้น ปลายอิสระจะเป็นส่วนปลายของแถบโดยรวม ระวังถ้าคุณใช้ WS2812 พวกมันมีขอบเดียวที่มีป้ายกำกับ DI (ข้อมูลเข้า) และสามขอบที่มี DO (ข้อมูลออก) คุณต้องการเชื่อมต่อขอบ DO กับขอบ DI ของ LED ถัดไป LED สุดท้ายบนแถบที่สามของคุณต้องมีขอบ DI ที่เชื่อมต่อกับ LED ก่อน และไม่มีสายเคเบิลที่ขอบ DO

ในการติดไฟ LED เข้ากับเฟรมให้เตรียม finnboard สี่เหลี่ยมยาว 3 อัน (ใช้เครื่องตัดเลเซอร์หรือเครื่องตัด & ไม้บรรทัดยาว 52, 5 x 2 ซม.) ควรใส่ในแนวตั้งพอดีกับกรอบของคุณ ดังนั้นควรวัดก่อน ถ้าสั้นเกินไป 2-3 มม. ก็ไม่เป็นไร

ติดแถบ LED แต่ละแถบเข้ากับสี่เหลี่ยมผืนผ้าอันใดอันหนึ่งโดยเริ่มจากไฟ LED ตรงกลางที่อยู่ตรงกลางของฟินน์บอร์ด ทำเครื่องหมายที่ด้าน DI และ DO ของแถบ LED เนื่องจากคุณไม่สามารถมองเห็นด้านล่างของ LED ได้อีกต่อไป

ติดชิ้นไม้ที่เหลือเข้ากับปลายด้านหนึ่งของโมดูล LED แต่ละโมดูลโดยใช้ที่เย็บกระดาษ โมดูลส่วนท้ายของแถบต้องการลูกเต๋าที่ส่วนปลาย DO (รูปภาพ: หมายเลข 3) หนึ่งในส่วนอื่น ๆ ที่ปลาย DI (2) และอีกหนึ่งชิ้นที่ปลาย DO (1)

ตอนนี้ขันสกรูโมดูล LED ไปที่ด้านบนของเฟรมของคุณในระยะทางที่เท่ากัน วางไว้ใกล้กับขอบด้านหลัง (อันที่ไม่มีเพลต) โมดูล 1 อยู่ซ้าย 2 อยู่ตรงกลางและ 3 อยู่ทางขวา หากลูกเต๋าของคุณแตกง่าย อย่าลืมเจาะเข้าไปก่อน

เชื่อมต่อโมดูล 1 และ 2 ที่ด้านบนและโมดูล 2 และ 3 ที่ด้านล่าง โมดูล 1 ตอนนี้ควรมีส่วนท้าย DI ฟรีที่ด้านล่างซึ่งคุณสามารถเชื่อมต่อกับ Arduino เพื่อทดสอบได้ ต้องการ 5 V และไม่มีตัวต้านทานสำหรับแหล่งจ่ายไฟ โปรดทราบว่าอินพุตข้อมูลต้องใช้พินอะนาล็อกและไม่ควรเชื่อมต่อโดยตรง แต่มีตัวต้านทาน 470 โอห์มอยู่ระหว่างนั้น ถ้าคุณไม่ใส่ไฟ LED ดวงแรกในแถบไฟ LED ดวงแรกในแถบนั้น ก็น่าจะยุบได้ ดูแผนผังวงจรในขั้นตอนที่ 8 (การปิดกล่อง)

หากคุณต้องการลองใช้ไฟ LED ให้ใช้ไลบรารี Adafruit Neopixel มันค่อนข้างเข้าใจง่าย

น่าเสียดายที่ Arduino ยังไม่มีแหล่งจ่ายไฟ ดังนั้นคุณต้องมีแหล่งจ่ายไฟเชื่อมต่อ arduino GND กับกราวด์ของแหล่งจ่ายไฟและจ่ายไฟด้วยพิน VIN เค้าโครงวงจรในขั้นตอนที่ 8 จะช่วยคุณได้

ขั้นตอนที่ 8: ปิดกล่อง

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เชื่อมต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เหมือนในรูปแบบวงจร แหล่งจ่ายไฟอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าของคุณ สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าพลังงานที่จ่ายให้กับเซ็นเซอร์ เซอร์โว และไฟแบ็คไลท์ของคุณไม่ควรไหลผ่าน Arduino แต่ให้แรงดันไฟที่เหมาะสม (arduino 7-12 V, เซ็นเซอร์ ฯลฯ 6-7 V) จาก อุปทานและติดกับพื้นดินทั่วไป นี่เป็นเพราะ Arduino ไม่ได้สร้างเพื่อรองรับกระแสที่สูงกว่า 1 แอมแปร์