Stvaranje elektroničkog zvuka s vodljivim gipsom: 9 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-23 14:37

Nakon blorggggovog projekta o provodljivom silikonskom kolu, odlučio sam se upustiti u vlastiti eksperiment s ugljičnim vlaknima. Ispostavilo se da se oblik izrađen od žbuke ispunjene ugljičnim vlaknima može koristiti i kao promjenjivi otpornik! Uz nekoliko bakrenih šipki i nekoliko brzih programiranja, moći ćete koristiti svoju vodljivu gipsanu formu kao senzor koji će se, u ovom konkretnom primjeru, koristiti za generiranje zvuka.

Primjena ovog eksperimentalnog oblika nadilazi samo stvaranje samog elektroničkog zvuka. Dijelim ovaj projekt u nadi da ću proširiti mogućnost električnih kola. Elektronika ne mora uvijek živjeti u urednom i elegantnom spremniku; također se može smatrati da se nalaze u skulpturama, materijalima, oblicima i svakodnevnim predmetima-a mi ćemo ući u ovaj projekt sa razmišljanjem o stvaranju alternative ručicama, otvorima ili gumbima. Stvorit ćemo strukturu za sklopove koja je neizvjesna i puna iznenađenja. I tako bez odlaganja, evo nekih stvari koje ćete morati pripremiti.

Stvari koje će vam trebati za lijevanje:

• Maska za prašinu (vrlo važna za dugovječnost vaših pluća !!!)
• Bilo koja vrsta kalupa za lijevanje. Koristim kalup koji sam napravio pomoću Smooth-On silikona, povećanog LED oblika. Ako ga nemate, možete nabaviti već postojeći kalup (ako niste previše zabrinuti oko oblika, čak bi i kalup za kolače/led odgovarao) ili pregledajte različite vodiče.
• Gips (bilo koji, ali više volim USG Hydrocal jer su jaki i izdržljivi)
• 2 merne čaše (1 litra i 8 oz.)
• Štapići za miješanje
• Miješana sjeckana karbonska vlakna (dostupno na eBayu)
• Denaturirano alkoholno gorivo (moći ćete ga pronaći u trgovini zalihama)

Stvari koje su vam potrebne za izradu kola:

• Arduino Uno/Nano i odgovarajući USB kabeli
• Oplata za lemljenje
• Multimetar
• Bakrena šipka (1/16 " - 1/8") i bušilica sa svrdlom iste debljine kao i šipka
• Raznobojne žice (koristim Striveday silikonsku žicu kalibra 22, zbog njihove elastičnosti)
• 22k Resistors
• Električna traka

Programi koji će vam trebati na računaru:

• Arduino IDE
• Pd-Extended (zvučni programski jezik) i folder convert.zip (kasnije će se koristiti)

Počnimo!

Korak 1: Mjerenje gipsa

Najbolji način za mjerenje volumena lijeva je ispuna kalupa vodom, a zatim izlijevanje te vode u mjernu posudu. U mom slučaju, otkrio sam da moj oblik ima zapreminu od otprilike 11 oz. S ovim brojem ću provjeriti tehnički list svog gipsa i saznati koliko mi vode i gipsa treba. Omjer je različit za svaki proizvod od gipsa, pa provjerite dvostruko. U slučaju korištenja USG Hydrocal -a za lijevanje moje forme, potrebno mi je 8 oz. vode i 11 oz. gipsa.

Napunite jednu litru čaše količinom vode koja vam je potrebna, a drugu odgovarajućom količinom gipsa.

Korak 2: Priprema karbonskih vlakana

Što više ugljičnih vlakana unesete u svoj gips, to će žbuka biti provodljivija. U određenom trenutku, međutim, visoka koncentracija ugljikovih vlakana narušit će strukturni integritet žbuke i uzrokovati poteškoće pri miješanju. Za 11 oz. gipsa, zaključio sam da je ubrizgavanje 1,5 žličice ugljičnih vlakana dovoljno da postane provodljivo čak i nakon što se žbuka osuši. Stoga predlažem da koristite oko 1,5 do 2 žličice karbonskih vlakana / 10 oz. gipsa

Stavite ovu količinu ugljičnih vlakana u 8 oz. mjernu posudu i lagano je potopite denaturiranim alkoholom. Uzmite štap za miješanje i miješajte ugljična vlakna dok ne ostanu vidljivi komadići - trebalo bi izgledati prilično blizu gornjoj slici. Izlijte višak alkohola i ostavite da odstoji sekundu (ali ne dok se alkohol ne osuši, jer će se ugljična vlakna ponovno zalijepiti za sebe!)

Ubacite ugljična vlakna u posudu od jedne litre s vodom.

Korak 3: Miješanje gipsa

Ne zaboravite nositi masku za zaštitu od prašine

Počnite posipati gipsani prah u vodu ispunjenu ugljičnim vlaknima, neprestano miješajući. To će osigurati da se ugljična vlakna stalno raspršuju unutar vode. Pazite na grudice žbuke i komade ugljikovih vlakana, a štapom za miješanje ih razlomite na stijenci posude. Nastavite tako sve dok ne osjetite mali otpor tijekom miješanja, a smjesa počne dobivati konzistenciju sličnu mliječnom napitku. Dok se to događa, pazite da nema više grupisanih karbonskih vlakana.

Postoje dva uslova na koja treba obratiti pažnju:

1. Nakon što se voda zasiti gipsom, dodatni žbuka koja se poprska formirat će kratere i otoke na površini. Nastavite dodavati žbuku sve dok otoci žbuke ne prestanu upijati vodu / stvarati kratere.
2. Dok miješate smjesu, niti ugljikovih vlakana trebale bi se kretati u smjeru protoka koji slijedi smjer miješanja.

Nakon što su ova dva uslova ispunjena, energično sipajte gips u kalup. To će osigurati da se niti ugljikovih vlakana na kraju međusobno sijeku, stvarajući tako vezu vodljivosti.

Korak 4: Izrada konektora

Dok čekate da se gips osuši, možete započeti s izradom bakrene spojnice. Postoje dvije vrste konektora:

1. Ona koja ide s matične ploče i mjeri vrijednosti

Odrežite kabel dužine oko 12 "-18". Skinite 2 "kabela s jednog kraja, a oko 1/2" s drugog. Rasporedite i raširite niti žice na 2 "kraju i zakrenite ih oko bakrene šipke, idući otprilike do polovice svoje dužine. Lemite na i oko niti žice, osiguravajući da je žica prilično čvrsto pričvršćena za štap. Nakon što se ohladio oko 2 minute, zalemljeni dio zamotajte električnom trakom. Drugi kraj čvrsto uvijte tako da se može umetnuti u ploču. (Opcionalno: kraći kraj možete lemiti i na komad pune žice / kratkospojnik, jer su prijateljskiji prema ploči za lemljenje)

Za ovaj vodič preporučujem da napravite 4 od ovih konektora, budući da je kôd koji sam naveo napravljen za 4 konektora.

2. Ona koja povezuje različite oblike gipsa

U osnovi isto kao gore, osim što će ovaj put na oba kraja biti bakrena šipka. 2 ili 3 od ovih konektora bi odgovarali.

Bilo bi dobro imati kabele različitih boja, jer bi splet kabela kasnije mogao biti prilično zbunjujući.

Korak 5: Demolding i bušenje

Nakon otprilike sat i pol, gipsani oblik bi već trebao očvrsnuti. Ako je izložena površina gipsa topla i čvrsta, gipsana ploča je spremna za demoliranje. Ako je još uvijek malo mekan i vlažan, pričekajte još 15-30 minuta.

Nakon toga izbušite nekoliko rupa svrdlom koje nije više od 1 1/2 duboko na vašim obrascima, raširivši ih prilično ravnomjerno. Ako vam se ne sviđa bušenje rupa u obliku, ne brinite! površina gipsa je provodljiva i stoga samo četkanjem bakreni konektori i dalje mogu provoditi električnu energiju. (Za provođenje električne energije možete koristiti čak i vlastito tijelo i njegov otpor, i opet bez brige! Pobrinut ćemo se da tekuća struja bude unutar ruba sigurnog za tijelo) Međutim, rupa pruža zgodnu rupu za odmor za konektore, pa stoga ne morate brinuti da ćete se morati držati za mnoge konektore odjednom.

Korak 6: Arduino krug

Način rada kola je u osnovi isti kao i kod svih promjenjivih otpornika. U osnovi će vam trebati 3 kratkospojne žice, otpornik od 22 k ohma i dva bakrena konektora. Kasnije se možete igrati s različitim otpornicima kako biste promijenili vrijednost koju ćete dobiti. Međutim, otkrio sam da 22k ohm proizvodi najsvestraniji raspon vrijednosti.

Gornji dijagram samo pokazuje kako uspostaviti jednu vezu koja čita jednu vrijednost. Međutim, možete dodati još konektora ovisno o broju analognih ulaza koji imate na ploči (volim koristiti Nano jer je kompaktan i ima 8 analognih ulaza). Trebat će vam samo jedan bakreni konektor koji ide na GND.

UPOZORENJE: Za ulaz koristite samo regulirano napajanje od 5 V! Mješanje sa napajanjem većim od toga može uzrokovati šok, pogotovo jer imamo posla s otvorenim krugovima.

Korak 7: Prijenos na Arduino

Nakon što ste postavili strujno kolo, povežite svoj Uno/Nano sa računarom preko odgovarajućih USB kablova. učitajte ovaj kôd na svoju ploču.

Nakon učitavanja, zapamtite broj porta sa kojeg učitavate svoju skicu. To možete saznati u Arduino IDE -u, putem Alati -> Port.

float vrijednost1, vrijednost2, vrijednost3, vrijednost4; // možete dodati više ovih vrijednosti ovisno o tome koliko konektora imate

void setup () {

Serial.begin (9600); }

void loop () {{100} {101}

value1 = 1024 - analogRead (A0); value2 = 1024 - analogRead (A1); value3 = 1024 - analogRead (A2); value4 = 1024 - analogRead (A3);

// dodajemo još / brišemo neke ovisno o broju konektora

Serial.print (vrijednost1); Serial.print ("_"); Serial.print (value2); Serial.print ("_"); Serial.print (value3); Serial.print ("_"); Serial.println (value4);

// PureData čita vrijednost koja je odvojena donjom crtom, pa obavezno dodajte Serial.print ("_") nakon svakog, završavajući popis s Serial.println (valueX)

}

Korak 8: Čisti podaci

Instalirajte PureData Extended i raspakirajte priloženu fasciklu. Otvorite zakrpu sa imenom soundtest i vidjet ćete niz čvorova u PureData IDE -u. Pritisnite Uredi i provjerite Način uređivanja.

Kliknite gornji objekt poruke s porukom "Otvori 8" i promijenite broj 8 u broj vašeg porta.

Ako imate više / manje od 4 konektora, dodajte / uklonite broj "f" iz kutije na kojoj piše "Raspakiraj". Nakon toga možete se poigrati algoritamskom strukturom zvuka. Preporučio bih da pogledate još vodiča za PureData, koji su temeljni, informativni i dobro dokumentirani -a najbolji dio je što se lako mogu pronaći u njihovom vlastitom IDE -u, putem Help -> Pd Help Browser….

Poništite odabir Edit Mode i kliknite na ovaj objekt. (Napomena: nećete moći učitati bilo koju skicu na svoju ploču kada je serija za usporedbu otvorena u PureData -i). Trebao bi se pojaviti tok vrijednosti koji mijenja vrijednost u sivom okviru koji je nekad govorio 0. Spojite / očetkajte svoj bakreni konektor na jednom, ili čak višestrukom obliku gipsa, i sada ste u mogućnosti generirati zvuk!

Korak 9: Šta je sljedeće?

Pitanje o tome što je sljedeće veliko je i otvoreno pitanje. Moje eksperimentiranje s vodljivim žbukom tek je u ranoj fazi, ali se svakako nadam da će se i drugi proizvođači uključiti u odgovor na ovo pitanje, ne samo tehnički, već i kritički. Šta ako i šta bi se dogodilo ako su naši zidovi provodljivi? Što ako i što bi se dogodilo ako se vrijednosti dobivene iz ovih žbuka umjesto toga koriste za vizualizaciju podataka? Što ako i što bi se dogodilo ako gipsani objekt može biti novi oblik kriptografije podataka? Što ako tehnologija nije ograničena samo na djelokrug džinovskih kompanija, na zadržavanje proizvedene plastike i aluminijumskih kontejnera od CNC -a? Uzbuđen sam zbog svih ovih mogućnosti, i uzbuđen sam što vidim kako će drugi tvorci otjerati ovaj projekt, stvarajući nešto novo, neočekivano, lijepo i nužno maštovito.