Vytváření elektronického zvuku pomocí vodivé sádry: 9 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Po projektu společnosti Blorgggg na vodivém silikonovém obvodu jsem se rozhodl pustit se do vlastního experimentu s uhlíkovými vlákny. Ukázalo se, že tvar odlitý ze sádry naplněné uhlíkovými vlákny lze také použít jako variabilní odpor! S několika měděnými tyčemi a několika rychlými programováními budete moci použít svůj vodivý sádrový tvar jako senzor, který bude v tomto konkrétním případě použit ke generování zvuku.

Aplikace této experimentální formy přesahuje samotnou tvorbu elektronického zvuku. Sdílím tento projekt v naději, že se rozšíří možnost zapojení. Elektronika nemusí vždy žít v úhledném a elegantním kontejneru; lze je také považovat za sochy, materiály, formy a předměty každodenní potřeby-a do tohoto projektu vstoupíme s myšlenkou vytvořit alternativu k knoflíkům, vstupům nebo knoflíkům. Vytvoříme strukturu pro obvody, která je nejistá a plná překvapení. A tak bez dalších okolků uvádíme některé věci, které budete muset připravit.

Věci, které budete potřebovat k castingu:

• Prachová maska (velmi důležitá pro dlouhověkost vašich plic !!!)
• Jakýkoli typ licí formy. Používám formu, kterou jsem vyrobil pomocí silikonu Smooth-On, ve zvětšeném tvaru LED. Pokud žádné nemáte, můžete si získat již existující formu (pokud vás tvary příliš nezajímají, zvládne to i forma na cupcake/led) nebo si prohlédnout různé návody.
• Sádra (jakákoli, ale dávám přednost USG Hydrocal, protože jsou silné a trvanlivé)
• 2 odměrky (1 litr a 8 oz.)
• Míchací tyčinky
• Smíšená sekaná uhlíková vlákna (k dispozici na eBay)
• Denaturované lihové palivo (najdete ho v obchodě se zásobami)

Věci, které budete potřebovat k vytvoření obvodů:

• Arduino Uno/Nano a jim odpovídající USB kabely
• Nepájivá deska
• Multimetr
• Měděná tyč (1/16 " - 1/8") a vrták s vrtákem stejné tloušťky jako tyč
• Vícebarevné dráty (kvůli jejich pružnosti používám silikonový drát Striveday velikosti 22)
• 22k odpory
• Elektrická páska

Programy, které budete na svém počítači potřebovat:

• Arduino IDE
• Pd-Extended (zvukový programovací jazyk) a složka convert.zip (bude použito později)

Pojďme začít!

Krok 1: Měření sádry

Nejlepší způsob, jak změřit objem odlitku, je naplnit formu vodou a poté tuto vodu nalít na odměrku. V mém případě jsem zjistil, že moje forma má objem zhruba 11 oz. S tímto číslem zkontroluji datový list své sádry a zjistím, kolik vody a sádry budu potřebovat. Poměr je u každého sádrového výrobku jiný, proto proveďte dvojitou kontrolu. V případě použití USG Hydrocal k seslání mé formy potřebuji 8 oz. vody a 11 oz. ze sádry.

Jeden šálek litru naplňte potřebným množstvím vody a druhý odpovídajícím množstvím sádry.

Krok 2: Příprava uhlíkových vláken

Čím více uhlíkových vláken do omítky vložíte, tím bude sádra vodivější. V určitém okamžiku však bude vysoká koncentrace uhlíkových vláken narušovat strukturální integritu omítky a způsobí potíže při míchání. Za 11 oz. sádry, došel jsem k závěru, že stačí 1,5 lžičky uhlíkových vláken, aby byla vodivá i po zaschnutí sádry. Doporučuji tedy použít přibližně 1,5 až 2 čajové lžičky uhlíkových vláken / 10 oz. ze sádry

Vložte toto množství uhlíkových vláken do 8 oz. odměrku a lehce ji ponořte do denaturovaného alkoholu. Vezměte míchací tyč a šlehejte uhlíková vlákna, dokud nezůstanou žádné viditelné kotlety - mělo by to vypadat docela blízko obrázku výše. Vylijte přebytečný alkohol a nechte ho na chvíli sedět (ale ne dokud alkohol nezaschne, protože uhlíkové vlákno se k sobě znovu přilepí!)

Vylijte uhlíková vlákna do nádoby na jeden litr, ve které je voda.

Krok 3: Míchání sádry

Nezapomeňte si nasadit protiprachovou masku

Začněte sypat sádrový prášek do vody naplněné uhlíkovými vlákny, stále za stálého míchání. To zajistí, že uhlíková vlákna budou neustále rozptýlena uvnitř vody. Dávejte si pozor na hrudky omítek a kousky uhlíkových vláken a mixovací tyčinkou je rozlomte na stěně nádoby. Pokračujte v tom, dokud během míchání neucítíte trochu odporu a směs nezačne mít konzistenci podobnou mléčnému koktejlu. Jakmile k tomu dojde, ujistěte se, že již nejsou klastrovaná uhlíková vlákna.

Je třeba dbát na dvě podmínky:

1. Jakmile je voda nasycena sádrou, další omítka, která je posypána, vytvoří na povrchu krátery a ostrůvky. Pokračujte v přidávání omítky, dokud ostrovy omítky nepřestanou absorbovat vodu / vytvářející krátery.
2. Při míchání směsi by se prameny uhlíkových vláken měly pohybovat v toku, který sleduje směr míchání.

Jakmile jsou tyto dvě podmínky splněny, nalijte sádru energicky do formy. Tím se zajistí, že se vlákna uhlíkových vláken navzájem protnou, a vytvoří tak spojení vodivosti.

Krok 4: Vytvoření konektorů

Zatímco čekáte na vytvrzení omítky, můžete začít vyrábět měděný konektor. Existují dva typy konektorů:

1. Ten, který jde z prkénka a měří hodnoty

Uřízněte délku kabelu kolem 12 "-18". Na jednom konci odizolujte 2 "kabelu a na druhém asi 1/2". Roztáhněte a roztáhněte prameny drátu na konci 2 "a otočte je kolem měděné tyče asi do poloviny její délky. Pájejte na a kolem pramenů drátu a zajistěte, aby byl drát docela pevně připevněn k tyč. Poté, co ji necháte asi 2 minuty vychladnout, omotejte pájenou část elektrickou páskou. Druhý konec pevně stočte, aby jej bylo možné vložit do prkénka. (Volitelné: kratší konec můžete také připájet na kus plného drátu / propojovací drát, protože jsou šetrnější k pájecí desce)

Pro tento tutoriál doporučuji vytvořit 4 z těchto konektorů, protože mnou zadaný kód je vytvořen pro 4 konektory.

2. Ten, který spojuje různé formy sádry

V zásadě stejné jako výše, kromě toho, že tentokrát budou mít oba konce měděnou tyč. Stačily by 2 nebo 3 z těchto konektorů.

Je dobré mít kabely různých barev, protože spleť kabelů může být později poněkud matoucí.

Krok 5: Odformování a vrtání

Asi po hodině a půl by sádrová forma již měla ztvrdnout. Pokud je odhalený povrch odlitku teplý a pevný, je sádrový odlitek připraven k vyjmutí z formy. Pokud je stále trochu měkký a vlhký, počkejte dalších 15-30 minut.

Poté vyvrtejte několik otvorů vrtákem, který není větší než 1 1/2 hluboko do vašich formulářů, a rovnoměrně je rozetřete. Pokud vás nebaví vrtat do formy otvory, nebojte se! Celá povrch odlitku je vodivý, a proto pouhým kartáčováním mohou měděné konektory stále vést elektřinu. (K vedení elektřiny můžete dokonce použít své vlastní tělo a jeho odolnost, a opět bez obav! Zajistíme, aby běžící elektřina byla v rozsahu bezpečí pro tělo) Díra však poskytuje šikovný odpočinkový otvor pro konektory, a proto byste se nemuseli obávat, že byste museli držet mnoho konektorů najednou.

Krok 6: Obvod Arduino

Způsob fungování obvodu je v zásadě stejný jako u všech proměnných odporů. V zásadě budete potřebovat 3 propojovací vodiče, odpor 22 kOhm a dva měděné konektory. Později si můžete pohrát s různými odpory a změnit hodnotu, kterou získáte. Našel jsem však 22 kOhm, abych vytvořil nejuniverzálnější rozsah hodnot.

Výše uvedený diagram pouze ukazuje, jak vytvořit jedno připojení, které čte jednu hodnotu. Můžete však přidat další konektory v závislosti na počtu analogových vstupů, které máte na desce (rád používám Nano, protože je kompaktní a má 8 analogových vstupů). Na GND budete potřebovat pouze jeden měděný konektor.

VAROVÁNÍ: Pro vstup používejte pouze regulovaný 5V zdroj! Míchání s vyšším napájecím zdrojem může způsobit šok, zejména proto, že máme co do činění s otevřenými obvody.

Krok 7: Nahrání do Arduina

Jakmile máte nastavený obvod, připojte Uno/Nano k počítači pomocí odpovídajících kabelů USB. nahrajte tento kód na svou nástěnku.

Po nahrání si poznamenejte číslo portu, ze kterého svoji skicu nahrajete. To zjistíte v Arduino IDE, přes Nástroje -> Port.

float value1, value2, value3, value4; // těchto hodnot můžete přidat více v závislosti na tom, kolik konektorů máte

neplatné nastavení () {

Serial.begin (9600); }

prázdná smyčka () {

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

// přidat další / některé odstranit podle počtu konektorů

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

// PureData čte hodnotu, která je oddělena podtržítkem, takže se ujistěte, že za každou z nich přidáte Serial.print ("_") a seznam zakončíte Serial.println (valueX)

}

Krok 8: Čistá data

Nainstalujte PureData Extended a rozbalte připojenou složku. Otevřete opravu s názvem soundtest a na IDE PureData uvidíte řadu uzlů. Klikněte na Upravit a zaškrtněte Režim úprav.

Klikněte na horní objekt zprávy s nápisem „Otevřít 8“a změňte číslo 8 na číslo svého portu.

Pokud máte více / méně než 4 konektory, přidejte / odeberte číslo „f“z pole, které říká rozbalit. Poté si můžete pohrát s algoritmickou strukturou zvuku. Doporučil bych nahlédnout do více tutoriálů PureData, které jsou důkladné, informativní a dobře zdokumentované -a nejlepší na tom je, že je lze snadno najít v jejich vlastním IDE pomocí Nápovědy -> Pd Help Browser….

Zrušte zaškrtnutí políčka Režim úprav a klikněte na tento objekt. (Poznámka: když je v aplikaci PureData otevřen sériový port, nebudete moci nahrát žádný náčrt na svou desku). Měl by se objevit proud hodnoty, který by změnil hodnotu na šedém poli, které dříve říkalo 0. Připojte / kartáčujte svůj měděný konektor na jednom nebo dokonce na více sádrových tvarech a nyní můžete generovat zvuk!

Krok 9: Co bude dál?

Otázka, co bude dál, je rozsáhlá a otevřená otázka. Moje experimentování s vodivou omítkou je teprve v předčasném stádiu, ale určitě doufám, že se na tuto otázku budou podílet další výrobci, a to nejen technicky, ale i kriticky. Co kdyby a co by se stalo, kdyby naše stěny byly vodivé? Co kdyby a co by se stalo, kdyby hodnoty získané z těchto náplastí byly místo toho použity pro vizualizaci dat? Co kdyby a co by se stalo, kdyby sádrový předmět mohl být novou formou datové kryptografie? Co když se technologie neomezuje pouze na kompetence obřích společností, na zadržování vyrobených plastových a CNC frézovaných hliníkových kontejnerů? Jsem nadšený ze všech těchto možností a jsem nadšený z toho, jak ostatní tvůrci budou tento projekt vytvářet, vytvářet něco nového, nečekaného a nádherného a nutně nápaditého.