Módulo de pared acústico SonicMoiré: 8 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Este módulo de pared "SonicMoiré" está diseñado para ser compatible con wikihouses, pretendemos usarlo como parte de la fachada. Su propósito anterior era filtrar ciertas frecuencias fuera del espectro de ruido y así reducir la exposición al ruido dentro de la habitación o atenuar la sonido que escuchas fuera de él. Los efectos serían mejores si toda su pared estuviera hecha de estos módulos (y también su habitación se vería totalmente elegante:)).

Este proyecto fue parte de Multimodal Media Madness 2014, organizado por la cátedra de Diseño Arquitectónico Asistido por Computadora (CAAD) y el Grupo de Computación de Medios de la Universidad RWTH Aachen. Para obtener más pieles inteligentes, consulte esta página:

El módulo consta de un marco (si tiene una casa wiki, puede construirla en su lugar) con dos placas perforadas en el extremo frontal de las cuales una se puede mover contra la otra. Se supone que las diferentes formaciones que crean los agujeros cuando se desplazan filtran ciertas frecuencias fuera del espectro de ruido. Esto se llama efecto Moiré, la idea se basa en absorbedores de Helmholtz (transductores de placa perforada).

Agregamos algo de luz de fondo para efectos visuales. El módulo parece realmente hipnótico;)

Esto es un poco más de trabajo que un proyecto de fin de semana, pero le proporcionamos el software que escribimos para que ahorre algo de tiempo. Si desea hacer de este un proyecto aún más grande, aún puede escribir su propio software.

Materiales:

Madera para marco (1,8 cm de ancho)

Madera para 2 placas perforadas y placa trasera (2 mm)

Finnboard (tablero de pulpa de madera / cartón para unir los LED, 2 mm, material para cortadoras láser / modelos. Alternativa: madera fina)

Descanse un trozo de madera para cortar en 7 pequeños dados (2 x 2 x 1,9 cm)

Arduino Uno

Arduino SpectrumShield-v14 (Sparkfun)

Micrófono delgado (conector)

Rasberry Pi B

Cable micro USB USB

Cables para conectar la electrónica

Resistencia de 470 ohmios

Tablero de circuitos

9 LED RGB WS2812 (u otros LED que admitan la biblioteca Adafruit NeoPixel que usamos)

Cables y machos para soldar los LED (en caso de que no use una tira de LED prefabricada)

Sensor de distancia ultrasónico HC-SR04

Empulgueras

Pequeños ganchos y bucles atornillables

Bandas de goma para el hogar

Un hilo fino y bastante fuerte (el hilo servirá)

2 Servos Hitech HS 311 (u otro modelo dependiendo del peso de su placa de madera, el nuestro es <400g)

Lámina o papel mate (aproximadamente 50 x 50 cm)

Pintura (elegimos negro para más contraste)

Cinta y pegamento líquido

Fuente de alimentación CC (6-12 V, 2 A)

En caso de que vaya con una fuente de alimentación de 12 V, necesita un convertidor de voltaje a 6 V para los LED, servos y sensores.

Instrumentos:

Shaper (o alguna alternativa)

Cortador láser (o alguna alternativa)

Destornillador y destornillador inalámbrico

Taladro

Soldador y accesorios (no es necesario si tiene tiras de LED listas para usar)

Paso 1: el marco

En caso de que aún no tenga una casa (wiki) para construir en el módulo, como nosotros, o quiera construirla solo por diversión y apariencia, use un marco para construir el módulo.

Usamos un marco que puede enchufar y desarmar nuevamente mientras no hay nada adjunto para facilitar su transporte. Por lo tanto, corte las piezas con las siguientes medidas (usando un moldeador o lo que tenga, mire nuestras imágenes para más orientación):

2 x Placa superior / inferior: 28 x 52,5 cm con adiciones de 15,5 x 5 cm en el medio de los lados menos 3 x 3 cm de agujeros en el medio de las adiciones a 2 cm del extremo.

2 x Placa lateral: 28 x 66,5 cm con orificios de 1,9 x 15,5 cm en los extremos que quedan a 5 cm de los bordes.

4 piezas en U con un lado largo de 10 cm y dos lados de 8 cm de ancho 3 cm. Por simplicidad, en realidad no tienen forma de U, pero pueden tener esquinas.

Enchufe las partes junto con las partes con los agujeros largos a los lados, las otras partes como parte inferior y superior y las partes pequeñas en U para mantenerlas juntas. Las partes en U pueden unir dos de estos marcos en caso de que desee expandirse. En caso de que esté totalmente seguro de que solo desea un módulo, por supuesto, puede modificarlo;)

¿Todo encaja? ¡Continuar!

Nota: "derecha" e "izquierda" en la descripción ahora se referirán al lado derecho e izquierdo del marco como se muestra en la imagen (visto desde la parte posterior del módulo ya que las placas perforadas son el extremo frontal).

Paso 2: las placas perforadas

Dale forma a las placas y perforalas con tu shaper o lo que tengas disponible, usamos el diseño de la imagen. Si lo desea, debería poder usar un diseño diferente para los agujeros que el nuestro sin alterar el efecto, siempre que sus agujeros no sean demasiado grandes y sus agujeros tengan diferentes tamaños. La placa frontal debe ser de 56 x 56 cm y la distancia a los orificios debe ser de 5,5 cm en todos los lados, la placa móvil más pequeña de 51 x 51 cm con una distancia de solo 0,5 cm.

Desmonte el marco y atornille los 4 ganchos en el marco, siempre 2 en la parte superior y lateral derecha del marco. Los ganchos deben estar lo más cerca posible del borde largo de las piezas del marco. Cuando vuelva a montar el marco, la distancia a la otra placa más cercana debe ser de unos 5 cm (las imágenes pueden ayudar).

Atornille la placa más grande a su marco en las esquinas, marque en qué dirección girar su segunda placa para que el patrón de las placas sea idéntico. Realmente quieres marcar esto.

Ahora agregue el segundo plato. Por lo tanto, tire de las bandas elásticas a través de dos de los orificios de su plato, pegue el resto de la banda a través del bucle resultante y cuelgue la placa en los ganchos que colocó en el marco. tus gomas elásticas. Se supone que la placa cuelga aproximadamente una fila de orificios arriba y a la derecha del patrón de la placa más grande cuando la goma está en un estado pasivo. Solo prueba algunos agujeros y mejora hasta que la placa esté en la posición correcta.

Paso 3: algo de pintura

¡Coge un poco de pintura! El negro (u otro color oscuro) forma un bonito contraste con la luz interior.

Decidimos usar pintura en aerosol para esparcir la pintura de manera más uniforme. Si eres más creativo, siéntete libre.

Por lo tanto, retire las placas de su marco nuevamente, aplique su pintura en los lados frontales de ambas placas perforadas y espere hasta que se seque.

Paso 4: la lámina / papel

Ahora pegue la lámina o papel mate en la parte posterior del plato más pequeño. Usamos papel transparente de una tienda de suministros de arte, pero cualquier material que esparza la luz funcionará.

Haga pequeños agujeros en su papel para que las bandas elásticas y las cuerdas pasen y pegue el papel en la parte posterior del plato (hacia el lado sin color). Las cuerdas se unirán en el siguiente paso, así que eche un vistazo a dónde deberían estar antes.

Los LED no deben ser visibles como LED individuales más adelante, sino más bien como un brillo general, todo debido al papel.

Paso 5: los servos

Atornille los bucles de metal en su marco en la parte inferior y el lado izquierdo. Se supone que deben estar en el medio de las placas y tan cerca del borde como sea posible sin tocar la placa perforada más pequeña.

Para el servo, use un empalme con un solo brazo y coloque otro de sus bucles de metal en su orificio más externo.

Ahora conecte los servos a su marco. Corta pequeños dados de madera (aproximadamente 2 x 2 x 1,9 cm), atornilla dos de ellos a cada servo como se muestra en la imagen. Primero les hicimos pequeños agujeros porque nuestros dados se partían fácilmente y teníamos que ser un poco más cuidadosos.

En el lado izquierdo e inferior, coloque un trozo de cuerda en un agujero en el medio de su plato más pequeño y dirija su otro extremo a través del lazo de metal. Si desea utilizar hilo, le sugerimos que tome varias capas. Una capa puede ser suficiente, pero como todos los tirones están en estos trozos de cuerda, está bien ser un poco paranoico.

Atornille los servos en la parte inferior e izquierda del marco usando los dados adjuntos (vuelva a perforar agujeros si es necesario). El brazo de los servos debe estar a la altura del bucle de metal y los servos deben estar colocados de lado. Luego, conecte la cuerda al lazo en el empalme del servo. La cuerda debe estar lo más tensa posible cuando el servo está en sus posiciones predeterminadas.

Ahora puede comenzar a probar los servos con el arduino. Si necesita ayuda sobre cómo conectar los servos a su arduino, consulte el diseño del circuito en el paso 8 (Cerrar la caja).

Paso 6: micrófono y sensor de distancia

Taladre un agujero en el extremo superior de la placa perforada más externa que sea lo suficientemente grande como para pasar el micrófono. Tenga cuidado de colocar el micrófono lo más cerca posible del borde para que no toque la segunda placa.

Como nuestro micrófono estaba un poco débil, colocamos un amplificador entre el micrófono y el arduino.

Pensamos que sería bueno que el módulo interactuara un poco con las personas, por lo que también agregamos un sensor de distancia ultrasónico. Cuando la gente se acerca al módulo puede detectarlo y hacer un pequeño espectáculo y cambiar el color de la luz - bueno, somos un poco vanidosos. Sin duda, agrega un poco de entretenimiento.

Paso 7: LED y fuente de alimentación

Para que todo se vea realmente genial, agregamos retroiluminación. Solo 9 LED hacen que el módulo se vea bastante espectacular en una habitación oscura.

Por lo tanto, prepare 3 tiras con 3 LED en ellas que luego se conectarán para formar una tira más larga. Para dos de las tiras, suelde cables de unos 14-15 cm de longitud entre los LED y los extremos. Para un uso más fácil, agregamos machos en ambos extremos. La tercera tira se prepara de manera similar pero con cables y machos en un solo extremo, el extremo libre será el final de la tira general. Tenga cuidado si usa el WS2812, tienen un borde con la etiqueta DI (entrada de datos) y tres bordes con DO (salida de datos). Desea conectar un borde DO con el borde DI del siguiente LED. El último LED en su tercera tira debe tener su borde DI conectado con el LED antes y sin cable en los bordes DO.

Para unir los LED al marco, prepare 3 rectángulos largos de tablero de madera (use un cortador láser o un cortador y una regla larga, 52, 5 x 2 cm). Deben caber verticalmente en su marco, así que mida primero, está bien si son 2-3 mm demasiado cortos.

Pegue con cinta adhesiva cada tira de LED a uno de los rectángulos comenzando con el LED del medio en el medio del tablero. Marque en qué lados están los extremos DI y DO de las tiras de LED, ya que ya no puede ver el lado inferior de los LED.

Coloque los dados de madera restantes en un extremo de cada módulo LED con una grapadora. El módulo final de las tiras necesita sus dados en el extremo DO (imagen: número 3), uno de los otros en el extremo DI (2) y el restante en el extremo DO (1).

Ahora atornille los módulos LED a la parte superior de su marco en distancias iguales, colóquelos cerca del borde posterior (el que no tiene las placas). El módulo 1 está a la izquierda, el 2 está en el medio y el 3 a la derecha. Si sus dados se parten fácilmente, recuerde perforarlos primero.

Conecte los módulos 1 y 2 en la parte superior y los módulos 2 y 3 en la parte inferior. El módulo 1 ahora debería tener un extremo DI libre en la parte inferior que puede conectar con su arduino para probar. Necesita 5 V y sin resistencia para la fuente de alimentación. Tenga en cuenta que la entrada de datos necesita un pin analógico y no debe conectarse directamente, sino con una resistencia de 470 ohmios en el medio. Si no coloca uno entre el primer LED de la tira, lo más probable es que colapse. Consulte el diseño del circuito en el paso 8 (Cierre de la caja).

Si desea probar los LED, use la biblioteca Adafruit Neopixel, es bastante fácil de entender.

Desafortunadamente, el arduino aún no tiene fuente de alimentación. Entonces necesita la fuente de alimentación, conecte el arduino GND con la tierra de la fuente de alimentación y la alimentación con el pin VIN. El diseño del circuito en el paso 8 lo ayudará.

Paso 8: cerrar la caja

Asegúrese de que la electrónica esté conectada como en el diseño del circuito. La fuente de alimentación puede variar según su voltaje de entrada. Sin embargo, es importante recordar que la energía, que suministra sus sensores, servos y la luz de fondo no debe fluir a través del arduino, sino que cada uno recibe el voltaje apropiado (arduino 7-12 V, sensores, etc. 6-7 V) desde el suministro y se adjuntan a la tierra común. Esto se debe a que el arduino no está construido para manejar corrientes superiores a 1 amperio.