Vytváranie elektronického zvuku pomocou vodivej omietky: 9 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Po projekte spoločnosti Blorgggg na vodivom silikónovom obvode som sa rozhodol pustiť sa do vlastného experimentu s uhlíkovými vláknami. Ukázalo sa, že tvar vyliaty zo sadry napustenej uhlíkovými vláknami je možné použiť aj ako variabilný odpor! S niekoľkými medenými tyčami a niekoľkými rýchlymi programovaniami budete môcť použiť svoju vodivú sadrovú formu ako snímač, ktorý sa v tomto konkrétnom prípade použije na generovanie zvuku.

Aplikácia tejto experimentálnej formy presahuje rámec samotného vytvárania elektronického zvuku. Zdieľam tento projekt v nádeji, že sa rozšíria možnosti obvodov. Elektronika nemusí vždy žiť v úhľadnom a elegantnom kontajneri; možno ich tiež považovať za sochy, materiály, formy a každodenné predmety-a do tohto projektu vstúpime s myšlienkou vytvoriť alternatívu k gombíkom, prívodom alebo gombíkom. Vytvoríme štruktúru pre obvody, ktorá je neistá a plná prekvapení. A tak bez ďalších okolkov uvádzame niekoľko vecí, ktoré si musíte pripraviť.

Veci, ktoré budete potrebovať na casting:

• Prachová maska (veľmi dôležitá pre dlhovekosť vašich pľúc !!!)
• Akýkoľvek typ odlievacej formy. Používam formu, ktorú som vyrobil zo silikónu Smooth-On, zväčšeného tvaru LED. Ak žiadne nemáte, môžete si kúpiť už existujúcu formu (ak vás tvary príliš nezaujímajú, zvládne to aj forma na cupcake/ľad) alebo si pozrite rôzne návody.
• Omietka (akákoľvek, ale ja dávam prednosť USG Hydrocal, pretože sú silné a trvanlivé)
• 2 odmerky (1 liter a 8 oz.)
• Miešacie tyčinky
• Miešané nasekané uhlíkové vlákna (k dispozícii na eBay)
• Denaturované liehové palivo (nájdete ho v obchode s potrebami)

Veci, ktoré budete potrebovať na výrobu obvodov:

• Arduino Uno/Nano a im zodpovedajúce káble USB
• Nepájkovateľné nepájivé pole
• Multimetr
• Medená tyč (1/16 " - 1/8") a vrták s vrtákom rovnakej hrúbky ako tyč
• Viacfarebné drôty (kvôli svojej elasticite používam silikónový drôt Striveday veľkosti 22)
• 22k rezistory
• Elektrická páska

Programy, ktoré budete potrebovať vo svojom počítači:

• Arduino IDE
• Pd-Extended (zvukový programovací jazyk) a priečinok convert.zip (použije sa neskôr)

Poďme začať!

Krok 1: Meranie sadry

Najlepší spôsob, ako zmerať objem odliatku, je naplniť formu vodou a potom túto vodu naliať na odmernú nádobu. V mojom prípade som zistil, že moja forma má objem zhruba 11 oz. S týmto číslom skontrolujem dátový list svojej omietky a zistím, koľko vody a omietky budem potrebovať. Pomer je pri každom výrobku zo sadry odlišný, preto ho dvakrát skontrolujte. V prípade použitia USG Hydrocal na odlievanie formy potrebujem 8 oz. vody a 11 oz. zo sadry.

Jeden šálku litra naplňte množstvom vody, ktorú potrebujete, a druhou zodpovedajúcim množstvom sadry.

Krok 2: Príprava uhlíkových vlákien

Čím viac uhlíkových vlákien vložíte do svojej omietky, tým bude omietka vodivejšia. V určitom bode však vysoká koncentrácia uhlíkových vlákien naruší štrukturálnu integritu omietky a spôsobí to problémy s miešaním. Za 11 oz. sadry, usúdil som, že na infúziu 1,5 čajovej lyžičky uhlíkových vlákien stačí, aby bola vodivá aj po zaschnutí sadry. Preto navrhujem použiť asi 1,5 až 2 čajové lyžičky uhlíkových vlákien / 10 oz. zo sadry

Vložte toto množstvo uhlíkových vlákien do 8 oz. odmerku a zľahka ju ponorte do denaturovaného alkoholu. Vezmite miešaciu palicu a šľahajte uhlíkové vlákna, kým nezostanú žiadne viditeľné kotlety - malo by to vyzerať dosť blízko obrázku vyššie. Vylejte prebytočný alkohol a nechajte ho chvíľu pôsobiť (nie však dovtedy, kým alkohol nezaschne, pretože uhlíkové vlákna sa k sebe opäť prilepia!)

Vylejte uhlíkové vlákna do nádoby jedného litra, v ktorej je voda.

Krok 3: Miešanie omietky

Nezabudnite si nasadiť protiprachovú masku

Začnite sypať sadrový prášok do vody naplnenej uhlíkovými vláknami, stále za stáleho miešania. Tým sa zabezpečí, že uhlíkové vlákna budú neustále rozptýlené vo vode. Dávajte si pozor na hrudky omietok a kúsky uhlíkových vlákien a pomocou mixovacej tyčinky ich rozlomte na stene nádoby. Pokračujte v tom, kým pri miešaní nepocítite malý odpor a zmes začne mať konzistenciu podobnú mliečnemu kokteilu. Keď sa to stane, uistite sa, že už neexistujú žiadne zoskupené uhlíkové vlákna.

Je potrebné dávať pozor na dve podmienky:

1. Akonáhle je voda nasýtená omietkou, dodatočná omietka, ktorá je posypaná, vytvorí na povrchu krátery a ostrovy. Pokračujte v pridávaní omietky, kým ostrovy omietky neprestanú absorbovať vodu / vytvárať krátery.
2. Pri miešaní zmesi by sa pramene uhlíkových vlákien mali pohybovať v prúde, ktorý sleduje smer miešania.

Akonáhle sú tieto dve podmienky splnené, nalejte sadru do formy energicky. Tým sa zabezpečí, že sa pramene uhlíkových vlákien navzájom pretínajú, čím sa vytvorí spojenie vodivosti.

Krok 4: Vytvorenie konektorov

Kým čakáte na vytvrdnutie sadry, môžete začať vyrábať medený konektor. Existujú dva typy konektorov:

1. Ten, ktorý ide z breadboardu a meria hodnoty

Odrežte kábel, približne 12 "-18". Odizolujte 2 "kábel na jednom konci a asi 1/2" na druhom. Roztiahnite a roztiahnite pramene drôtu na konci 2 "a otočte ich okolo medenej tyče asi až do polovice jej dĺžky. Spájkujte na a okolo prameňov drôtu a zaistite, aby bol drôt celkom pevne zaistený na tyč. Po asi 2 minútach vychladnutia spájkovanú časť omotajte elektrickou páskou. Druhý koniec pevne stočte, aby sa dal vložiť do dosky na pečenie. (Voliteľné: kratší koniec môžete tiež spájkovať na kus plného drôtu / prepojovací drôt, pretože sú priateľskejšie k spájkovacím doskám)

Pre tento tutoriál odporúčam vyrobiť 4 z týchto konektorov, pretože kód, ktorý som poskytol, je vytvorený pre 4 konektory.

2. Ten, ktorý spája rôzne formy sadry

V zásade rovnaké ako vyššie, okrem toho, že tentokrát budú na oboch koncoch medené tyče. Stačili by 2 alebo 3 z týchto konektorov.

Je dobré mať káble rôznej farby, pretože spleť káblov môže byť neskôr trochu mätúca.

Krok 5: Odformovanie a vŕtanie

Asi po hodine a pol by už mala sadrová forma vytvrdnúť. Ak je odhalený povrch odliatku teplý a pevný, sadrový odliatok je pripravený na vybratie z formy. Ak je stále trochu mäkký a vlhký, počkajte ďalších 15-30 minút.

Potom vyvŕtajte do formulárov niekoľko otvorov, ktoré nie sú hlbšie ako 1 1/2 , a rovnomerne ich rozložte. Ak nemáte záujem vyvŕtať otvory do formy, nebojte sa! Celá povrch odliatku je vodivý, a preto iba kefovaním môžu medené konektory stále viesť elektrickú energiu. (Na vedenie elektriny môžete použiť dokonca aj vlastné telo a jeho odolnosť, a znova sa nemusíte báť! Zaistíme, aby bežiaca elektrina bola v rozsahu bezpečia pre telo) Diera však poskytuje pre konektory šikovný odpočinkový otvor, a preto by ste sa nemuseli obávať, že by ste museli držať veľa konektorov naraz.

Krok 6: Okruh Arduino

Fungovanie obvodu je v zásade rovnaké ako pri iných premenných odporoch. V zásade budete potrebovať 3 prepojovacie vodiče, odpor 22 kOhm a dva medené konektory. Neskôr sa môžete pohrať s rôznymi odpormi a zmeniť hodnotu, ktorú získate. Našiel som však 22 kOhm, aby som vytvoril najuniverzálnejší rozsah hodnôt.

Vyššie uvedený diagram iba ukazuje, ako vytvoriť jedno spojenie, ktoré číta jednu hodnotu. Môžete však pridať ďalšie konektory v závislosti od počtu analógových vstupov, ktoré máte na doske (rád používam Nano, pretože je kompaktný a má 8 analógových vstupov). Na GND budete potrebovať iba jeden medený konektor.

UPOZORNENIE: Na vstup používajte iba regulovaný 5V zdroj! Miešanie s vyšším zdrojom napájania môže spôsobiť šok, najmä preto, že máme do činenia s otvorenými obvodmi.

Krok 7: Odovzdanie do Arduina

Akonáhle máte nastavený obvod, pripojte svoj Uno/Nano k počítaču pomocou príslušných káblov USB. nahrajte tento kód na svoju nástenku.

Po nahraní si poznačte číslo portu, z ktorého nahrajete svoj náčrt. Môžete to zistiť v Arduino IDE prostredníctvom Nástroje -> Port.

float value1, value2, value3, value4; // týchto hodnôt môžete pridať viac v závislosti od toho, koľko konektorov máte

neplatné nastavenie () {

Serial.begin (9600); }

prázdna slučka () {

hodnota1 = 1024 - analogRead (A0); hodnota2 = 1024 - analogRead (A1); hodnota3 = 1024 - analogRead (A2); hodnota4 = 1024 - analogRead (A3);

// pridajte ďalšie / niektoré odstráňte v závislosti od počtu konektorov

Serial.print (hodnota1); Serial.print ("_"); Serial.print (hodnota2); Serial.print ("_"); Serial.print (hodnota3); Serial.print ("_"); Serial.println (hodnota4);

// PureData číta hodnotu, ktorá je oddelená podčiarkovníkom, takže za každým pridajte Serial.print ("_") a zoznam zakončite Serial.println (hodnotaX)

}

Krok 8: Čisté údaje

Nainštalujte PureData Extended a rozbaľte priložený priečinok. Otvorte opravu s názvom soundtest a v IDE PureData uvidíte rad uzlov. Kliknite na položku Upraviť a začiarknite políčko Režim úprav.

Kliknite na horný objekt správy s nápisom „Otvoriť 8“a zmeňte číslo 8 na číslo svojho portu.

Ak máte viac / menej ako 4 konektory, pridajte / odstráňte číslo „f“z poľa, ktoré hovorí rozbaliť. Potom sa môžete pohrať s algoritmickou štruktúrou zvuku. Odporúčam pozrieť si ďalšie návody na PureData, ktoré sú dôkladné, informatívne a dobre zdokumentované -a najlepšie na tom je, že ich možno ľahko nájsť vo svojom vlastnom IDE prostredníctvom Pomocníka -> Pd Help Browser….

Zrušte začiarknutie políčka Režim úprav a kliknite na tento objekt. (Poznámka: Keď je v aplikácii PureData otvorený sériový port, nebudete môcť nahrať žiadny náčrt na svoju nástenku.) Mal by sa objaviť prúd hodnoty, ktorý by zmenil hodnotu v sivom poli, ktoré kedysi hovorilo 0. Pripojte / namažte medený konektor na jednu alebo dokonca viacero sadrových foriem a teraz môžete generovať zvuk!

Krok 9: Čo bude ďalej?

Otázka, čo bude ďalej, je rozsiahla a otvorená otázka. Moje experimentovanie s vodivou omietkou je len v predčasnom štádiu, ale určite dúfam, že sa na túto otázku budú zodpovedať nielen výrobcovia, ale aj kriticky. Čo keby a čo by sa stalo, keby boli naše steny vodivé? Čo keby a čo by sa stalo, keby sa hodnoty získané z týchto omietok namiesto toho použili na vizualizáciu údajov? Čo keby a čo by sa stalo, keby sádrový predmet mohol byť novou formou dátovej kryptografie? Čo keď sa technológia neobmedzuje iba na pôsobnosť obrovských spoločností, na zadržiavanie vyrobených plastových a CNC frézovaných hliníkových kontajnerov? Som nadšený všetkými týmito možnosťami a teším sa, keď vidím, ako sa ostatní tvorcovia budú odchyľovať od tohto projektu a vytvoria niečo nové, nečakané, krásne a nevyhnutne nápadité.