وحدة الحائط Accustic SonicMoiré: 8 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

تم تصميم وحدة الحائط "SonicMoiré" لتكون متوافقة مع wikihouses ، ونحن نعتزم استخدامها كجزء من الواجهة. كان الغرض السابق منها هو تصفية ترددات معينة من طيف الضوضاء وبالتالي تقليل التعرض للضوضاء داخل الغرفة أو تقليل الصوت الذي تسمعه خارجها. ستكون التأثيرات أفضل إذا كان الحائط بأكمله مصنوعًا من هذه الوحدات (وكذلك ستبدو غرفتك رائعة تمامًا:)).

كان هذا المشروع جزءًا من Multimodal Media Madness 2014 ، الذي استضافه رئيس التصميم المعماري بمساعدة الكمبيوتر (CAAD) ومجموعة حوسبة الوسائط بجامعة RWTH Aachen. لمزيد من الأسطح الذكية ، يرجى مراجعة هذه الصفحة:

تتكون الوحدة من إطار (إذا كان لديك منزل wiki ، فيمكنك بنائه فيه بدلاً من ذلك) مع لوحين مثقوبين في الواجهة الأمامية يمكن إزاحة أحدهما مقابل الآخر. من المفترض أن تعمل التكوينات المختلفة التي تبنيها الثقوب عند إزاحتها على تصفية بعض الترددات من طيف الضوضاء. وهذا ما يسمى تأثير Moiré ، وتستند الفكرة إلى ماصات Helmholtz (محولات الألواح المثقبة).

أضفنا بعض الإضاءة الخلفية للتأثيرات المرئية. الوحدة تبدو حقا منومة؛)

هذا عمل أكثر قليلاً من مجرد مشروع عطلة نهاية الأسبوع ولكننا نقدم لك البرنامج الذي كتبناه حتى توفر بعض الوقت. إذا كنت ترغب في جعل هذا المشروع أكبر ، فلا يزال بإمكانك كتابة البرنامج الخاص بك.

المواد:

خشب للإطار (بعرض 1.8 سم)

خشب لوحين مثقوب ولوح خلفي (2 مم)

Finnboard (لوح لب الخشب / ورق مقوى لإرفاق مصابيح LED ، 2 مم ، مادة لأجزاء الليزر / الموديلات. البديل: خشب رقيق)

استريح قطعة من الخشب لتقطيعها إلى 7 مكعبات صغيرة (2 × 2 × 1.9 سم)

اردوينو اونو

Arduino SpectrumShield-v14 (Sparkfun)

ميكروفون رفيع (مقبس)

Rasberry Pi B

كابل Micro USB

كبلات لتوصيل الإلكترونيات

470 أوم المقاوم

اللوح

9 RGB LEDs WS2812 (أو المصابيح الأخرى التي تدعم مكتبة Adafruit NeoPixel التي استخدمناها)

الكابلات والذكور لتلحيم مصابيح LED (في حالة عدم استخدام شريط LED مسبق الصنع)

مستشعر المسافة بالموجات فوق الصوتية HC-SR04

مسامير

خطاطيف وحلقات صغيرة قابلة للبرغي

الأربطة المطاطية المنزلية

بعض الخيوط الرفيعة والقوية جدًا (ستعمل الخيوط المناسبة)

2 Servos Hitech HS 311 (أو طراز آخر اعتمادًا على وزن لوح الخشب الخاص بك ، لدينا أقل من 400 جرام)

ورق قصدير أو ورق غير لامع (حوالي 50 × 50 سم)

الطلاء (نختار اللون الأسود لمزيد من التباين)

شريط لاصق وغراء سائل

مصدر طاقة تيار مستمر (6-12 فولت ، 2 أمبير)

في حالة استخدامك لمصدر طاقة 12 فولت ، فأنت بحاجة إلى محول جهد إلى 6 فولت لمصابيح LED ، وأجهزة الاستشعار.

أدوات:

المشكل (أو بديل)

Lasercutter (أو بديل آخر)

مفك البراغي والمفك اللاسلكي

تدريبات

مكواة اللحام وملحقاتها (ليست ضرورية إذا كان لديك شرائط LED جاهزة للاستخدام)

الخطوة 1: The Frame

في حال لم يكن لديك منزل (wiki) لتضمينه في الوحدة بعد ، مثلنا ، أو ترغب في بنائه فقط من أجل المتعة والمظهر ، استخدم إطارًا لبناء الوحدة فيه.

نحن نستخدم إطارًا يمكنك فقط توصيله معًا وتفكيكه مرة أخرى بينما لا يوجد شيء متصل حتى الآن لتسهيل حمله. لذلك قم بقص الأجزاء بالإجراءات التالية (باستخدام أداة تشكيل أو أي شيء لديك ، انظر إلى صورنا لمزيد من التوجيه):

2 × لوح علوي / سفلي: 28 × 52.5 سم مع إضافات 15.5 × 5 سم في منتصف الجوانب ناقص 3 × 3 سم ثقوب في منتصف الإضافات 2 سم من النهاية.

2 × طبق جانبي: 28 × 66.5 سم مع فتحات 1.9 × 15.5 سم في الأطراف التي تبعد 5 سم عن الأطراف.

4 x U أجزاء بطول 10 سم وجانبين 8 سم بعرض 3 سم. من أجل التبسيط ، لا يتم تشكيلها في الواقع مثل U ولكن يمكن أن يكون لها زوايا.

قم بتوصيل الأجزاء مع الأجزاء ذات الفتحات الطويلة على الجانبين ، والأجزاء الأخرى أسفل وأعلى وأجزاء U الصغيرة لإبقائها معًا. يمكن لأجزاء U توصيل اثنين من هذه الإطارات في حالة رغبتك في التوسع. إذا كنت متأكدًا تمامًا من أنك تريد وحدة واحدة فقط ، يمكنك بالطبع تعديلها ؛)

كل شيء يناسب؟ يكمل!

ملاحظة: سيشير الآن "يمين" و "يسار" في الوصف إلى الجانب الأيمن والأيسر من الإطار كما هو موضح في الصورة (يُرى من الجانب الخلفي للوحدة حيث أن اللوحات المثقبة هي الواجهة الأمامية).

الخطوة الثانية: اللوحات المثقبة

شكل الألواح وثقبها باستخدام المشكل الخاص بك أو أيًا كان متاحًا لديك ، نستخدم التخطيط في الصورة. إذا كنت ترغب في ذلك ، يجب أن تكون قادرًا على استخدام تصميم مختلف للثقوب عن تصميمنا دون تغيير التأثير طالما أن ثقوبك ليست كبيرة جدًا والثقوب الخاصة بك لها أحجام مختلفة. يجب أن تكون اللوحة الأمامية 56 × 56 سم والمسافة إلى الثقوب يجب أن تكون 5.5 سم من جميع الجوانب ، واللوحة الأصغر المتحركة 51 × 51 سم بمسافة 0.5 سم فقط.

افصل الإطار عن بعضه وثبته 4 خطافات في الإطار ، دائمًا 2 في الجزء العلوي والجانب الأيمن من الإطار. يجب أن تكون الخطافات قريبة قدر الإمكان من الحافة الطويلة لقطع الإطار. عندما تضع الإطار معًا مرة أخرى ، يجب أن تكون المسافة إلى أقرب لوحة أخرى حوالي 5 سم (قد تساعد الصور).

اربط اللوح الأكبر بإطارك عند الزوايا ، وحدد الاتجاه الذي ستدير فيه اللوحة الثانية بحيث يكون نمط الألواح متطابقًا. تريد حقًا تحديد هذا.

أضف الآن اللوحة الثانية. لذلك ، اسحب الأشرطة المطاطية من خلال فتحتين في اللوحة ، وألصق بقية الشريط خلال الحلقة الناتجة وعلق اللوحة على الخطافات التي قمت بتقطيعها في الإطار. ملاحظة: يعتمد أي ثقوب في اللوحة تحتاج إلى استخدامها على الأربطة المطاطية الخاصة بك. من المفترض أن تعلق اللوحة صفًا واحدًا تقريبًا من الثقوب أعلى ويمين نمط اللوحة الأكبر عندما يكون المطاط في حالة سلبية. ما عليك سوى تجربة بعض الثقوب وتحسينها حتى تصبح اللوحة في الموضع الصحيح.

الخطوة 3: بعض الطلاء

احصل على بعض الطلاء! يشكل اللون الأسود (أو أي لون غامق آخر) تباينًا لطيفًا مع الضوء الداخلي.

قررنا استخدام رذاذ الطلاء لنشر الطلاء بشكل متساوٍ أكثر. إذا كنت أكثر إبداعًا ، فلا تتردد.

لذلك قم بإزالة الألواح من إطارك مرة أخرى ، وقم بتطبيق الطلاء الخاص بك على الجوانب الأمامية لكلا اللوحين المثقوبين وانتظر حتى يجف.

الخطوة 4: احباط / ورقة

يمكنك الآن لصق ورق القصدير غير اللامع أو الورق على الجانب الخلفي من اللوحة الأصغر. نستخدم ورقًا شفافًا من متجر مستلزمات فنية ولكن أي مادة تنثر الضوء ستعمل.

قم بقطع ثقوب صغيرة في ورقتك بحيث تمر الأشرطة والأوتار المطاطية وتلتصق بالورقة على الجانب الخلفي من اللوحة (على الجانب بدون لون). سيتم إرفاق الأوتار في الخطوة التالية ، لذا ألق نظرة على المكان الذي يجب أن تكون فيه من قبل.

يجب ألا تكون مصابيح LED مرئية كمصابيح LED فردية في وقت لاحق ولكن أكثر كتوهج شامل ، كل ذلك بسبب الورق.

الخطوة 5: الماكينات

اربط الحلقات المعدنية في إطارك على الجانب السفلي والجانب الأيسر. من المفترض أن تكون في منتصف الصفائح وأن تكون قريبة من الحافة قدر الإمكان دون لمس اللوحة المثقبة الأصغر.

بالنسبة إلى المؤازرة ، استخدم لصقًا بذراع واحدة فقط وقم بإرفاق حلقة أخرى من الحلقات المعدنية في الفتحة الخارجية.

الآن قم بإرفاق الماكينات بإطارك. قم بقطع مكعبات صغيرة من الخشب (حوالي 2 × 2 × 1.9 سم) ، قم بربط اثنين منهم بكل مؤازرة كما هو موضح في الصورة. لقد حفرنا ثقوبًا صغيرة فيها أولاً لأن نرداتنا سوف تنقسم بسهولة وكان علينا أن نكون أكثر حرصًا.

في الجانب الأيسر والأيسر ، اربط قطعة من الخيط بفتحة في منتصف اللوحة الأصغر ووجه طرفها الآخر عبر الحلقة المعدنية. إذا كنت ترغب في استخدام الغزل كما نقترح ، خذ عدة طبقات منه. قد تكون طبقة واحدة كافية ولكن نظرًا لأن كل الجرار موجود على هذه القطع من الخيط ، فلا بأس أن تكون مصابًا بجنون العظمة بعض الشيء.

قم بربط الماكينات بأسفل ويسار الإطار باستخدام النردات المرفقة (قم بحفر الثقوب مرة أخرى إذا لزم الأمر). يجب أن يكون ذراع الماكينات على ارتفاع الحلقة المعدنية وأن الماكينات تضع جانبًا. ثم قم بإرفاق السلسلة بالحلقة عند لصق المؤازرة. يجب أن تكون السلسلة متوترة قدر الإمكان عندما تكون المؤازرة في مواقعها الافتراضية.

يمكنك الآن بدء اختبار الماكينات باستخدام اردوينو. إذا كنت بحاجة إلى مساعدة في كيفية توصيل الماكينات بـ arduino ، فارجع إلى تخطيط الدائرة في الخطوة 8 (إغلاق الصندوق).

الخطوة 6: الميكروفون ومستشعر المسافة

قم بعمل ثقب في الطرف العلوي من اللوحة الخارجية المثقوبة بحيث يكون كبيرًا بما يكفي لإلصاق الميكروفون من خلاله. احرص على وضع الميكروفون بالقرب من الحافة قدر الإمكان حتى لا يلمس اللوحة الثانية.

نظرًا لأن الميكروفون الخاص بنا كان ضعيفًا بعض الشيء ، فقد وضعنا مضخمًا بين الميكروفون واردوينو.

اعتقدنا أنه سيكون من الجيد أن تتفاعل الوحدة مع الأشخاص قليلاً ، لذلك أضفنا أيضًا مستشعر المسافة بالموجات فوق الصوتية. عندما يقترب الأشخاص من الوحدة ، يمكنهم اكتشافها وتقديم عرض صغير وتغيير لون الضوء - حسنًا ، نحن بلا جدوى بعض الشيء. من المؤكد أنه يضيف القليل من الترفيه.

الخطوة 7: المصابيح وإمدادات الطاقة

لجعل كل شيء يبدو رائعًا حقًا ، أضفنا الإضاءة الخلفية. 9 مصابيح LED فقط تجعل الوحدة تبدو مذهلة في غرفة مظلمة.

لذلك قم بإعداد 3 شرائح بها 3 مصابيح LED سيتم توصيلها لاحقًا لتشكيل شريط أطول. بالنسبة لاثنين من الشرائط ، كبلات لحام بطول 14-15 سم تقريبًا بين مصابيح LED والنهايات. لتسهيل الاستخدام أضفنا الذكور إلى كلا الطرفين. تم تحضير الشريط الثالث بشكل مشابه ولكن مع الكابلات والذكور في طرف واحد فقط ، سيكون الطرف الحر هو نهاية الشريط الكلي. كن حذرًا إذا كنت تستخدم WS2812 ، فلديهم حافة واحدة مع التسمية DI (البيانات الواردة) وثلاثة حواف مع DO (إخراج البيانات). تريد توصيل حافة DO بحافة DI لمصباح LED التالي. يحتاج آخر مؤشر LED على الشريط الثالث إلى توصيل حافة DI الخاصة به بمصباح LED من قبل وعدم وجود كابل عند حواف DO.

لإرفاق مصابيح LED بالإطار ، قم بإعداد 3 مستطيلات طويلة من Finnboard (استخدم lasercutter أو القاطع والمسطرة الطويلة ، 52 ، 5 × 2 سم). يجب أن تتلاءم بشكل عمودي مع إطارك ، لذا قم بالقياس أولاً ، فلا بأس إذا كانت قصيرة جدًا بمقدار 2-3 مم.

قم بربط كل شريط LED بأحد المستطيلات بدءًا من مؤشر LED الأوسط في منتصف اللوحة النهائية. ضع علامة على الجانبين DI و DO لشرائط LED حيث لا يمكنك رؤية الجانب السفلي من مصابيح LED بعد الآن.

قم بتوصيل النردات الخشبية المتبقية بنهاية كل وحدة LED باستخدام دباسة. تحتاج الوحدة الطرفية للشرائط إلى نردها في نهاية DO (الصورة: رقم 3) ، وواحد من الآخرين في نهاية DI (2) والباقي في نهاية DO (1).

الآن قم بربط وحدات LED في الجزء العلوي من الإطار الخاص بك على مسافات متساوية ، ضعها بالقرب من الحافة الخلفية (تلك التي لا تحتوي على اللوحات). الوحدة 1 على اليسار و 2 في المنتصف و 3 على اليمين. إذا انقسمت النردات بسهولة تذكر أن تقوم بالبحث فيها أولاً.

قم بتوصيل الوحدتين 1 و 2 في الأعلى والوحدتين 2 و 3 في الأسفل. يجب أن تحتوي الوحدة 1 الآن على نهاية DI مجانية في الجزء السفلي يمكنك توصيلها بـ arduino للاختبار. يحتاج إلى 5 فولت ولا مقاوم لمصدر الطاقة. لاحظ أن إدخال البيانات يحتاج إلى دبوس تناظري ولا يجب توصيله مباشرة ولكن بمقاوم 470 أوم بينهما. إذا لم تضع واحدًا بين أول مؤشر LED في الشريط ، فمن المرجح أن ينهار. ارجع إلى تخطيط الدائرة في الخطوة 8 (إغلاق الصندوق).

إذا كنت ترغب في تجربة مصابيح LED ، استخدم مكتبة Adafruit Neopixel ، فمن السهل جدًا فهمها.

لسوء الحظ ، لا يوجد مصدر طاقة في اردوينو حتى الآن. لذلك أنت بحاجة إلى مصدر الطاقة ، قم بتوصيل Arduino GND بأرض مصدر الطاقة والطاقة باستخدام دبوس VIN. سيساعدك تخطيط الدائرة في الخطوة 8.

الخطوة 8: إغلاق الصندوق

تأكد من توصيل الإلكترونيات كما هو الحال في تخطيط الدائرة. قد يختلف مصدر الطاقة وفقًا لجهد الإدخال. من المهم أن تتذكر أنه على الرغم من ذلك ، لا ينبغي أن تتدفق الطاقة ، وتزويد المستشعرات ، والمضاعفات ، والإضاءة الخلفية عبر اردوينو ، ولكن كل واحدة تصل إلى هناك مناسبة للجهد (اردوينو 7-12 فولت ، وأجهزة الاستشعار وما إلى ذلك 6-7 فولت) من العرض وربطها بالأرضية المشتركة. هذا يرجع إلى أن اردوينو لا يبني للتعامل مع التيارات فوق 1 أمبير.