Stvaranje elektroničkog zvuka s vodljivom žbukom: 9 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-23 14:47

Nakon blorggggovog projekta o vodljivom silikonskom krugu, odlučio sam se upustiti u vlastiti eksperiment s ugljičnim vlaknima. Ispostavilo se da se oblik izliven od žbuke ispunjene ugljičnim vlaknima može koristiti i kao promjenjivi otpornik! Uz nekoliko bakrenih šipki i nekoliko brzih programiranja, moći ćete koristiti svoj vodljivi oblik gipsa 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 sklopova. Elektronika ne mora uvijek živjeti u urednom i elegantnom spremniku; također se može smatrati da se nalaze unutar skulptura, materijala, oblika i svakodnevnih predmeta-i ući ćemo 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 vam poslužio i kalup za kolače/led) ili pregledajte različite vodiče.
• Žbuka (bilo koja vrsta, ali više volim USG Hydrocal jer su jaki i izdržljivi)
• 2 mjerne čaše (1 litra i 8 oz.)
• Štapići za miješanje
• Miješana usitnjena karbonska vlakna (dostupno na eBayu)
• Gorivo s denaturiranim alkoholom (moći ćete ga pronaći u trgovini zalihama)

Stvari koje su vam potrebne za izradu sklopova:

• Arduino Uno/Nano i odgovarajući USB kabeli
• Mašina 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 otpornici
• Električna traka

Programi koji će vam trebati na računalu:

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

Započnimo!

Korak 1: Mjerenje žbuke

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 volumen od otprilike 11 oz. S ovim ću brojem provjeriti tehnički list svoje žbuke i saznati koliko će mi vode i žbuke trebati. 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. od gipsa.

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

Korak 2: Priprema karbonskih vlakana

Što više ugljičnih vlakana unesete u svoju žbuku, žbuka će biti provodljivija. Međutim, u određenom trenutku visoka koncentracija ugljikovih vlakana narušit će strukturnu cjelovitost žbuke i uzrokovati poteškoće pri miješanju. Za 11 oz. gipsa, zaključio sam da je ulijevanje 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 ugljikovih vlakana / 10 oz. od gipsa

Stavite ovu količinu ugljičnih vlakana u 8 oz. mjernu posudu i lagano je potopite denaturiranim alkoholom. Uzmite štap za miješanje i umutite ugljična vlakna dok ne ostanu vidljivi komadići - trebala 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 žbuke

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 te ih štapićem za miješanje razlomite na stijenci posude. Nastavite tako sve dok ne osjetite mali otpor tijekom miješanja, a smjesa počne imati konzistenciju sličnu mliječnom napitku. Dok se to događa, pazite da nema više grupisanih ugljičnih vlakana.

Postoje dva uvjeta na koja morate paziti:

1. Nakon što se voda zasiti žbukom, dodatna žbuka koja se poškropi 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 uvjeta ispunjena, žbuku snažno ulijte u kalup. To će osigurati da se niti ugljikovih vlakana međusobno sijeku, pa tvore vezu vodljivosti.

Korak 4: Izrada konektora

Dok čekate da se žbuka osuši, možete početi izrađivati bakrenu spojnicu. Postoje dvije vrste konektora:

1. Ona koja ide s matične ploče i mjeri vrijednosti

Odrežite kabel duljine oko 12 "-18". Odvojite 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 duljine. Lemite na i oko niti žice, osiguravajući da je žica prilično čvrsto pričvršćena za šipka. Nakon što se ohladi oko 2 minute, lemljeni dio omotajte 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 izradu 4 od ovih konektora budući da je kôd koji sam naveo napravljen za 4 konektora.

2. Ona koja povezuje različite oblike žbuke

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 trebao bi se već stvrdnuti. Ako je izložena površina gipsa topla i čvrsta, gips je spreman za demoliranje. Ako je još malo mekan i vlažan, pričekajte još 15-30 minuta.

Nakon toga izbušite nekoliko rupa svrdlom koje nije dublje od 1 1/2 na vašim obrascima, raspodijelivši ih prilično ravnomjerno. Ako vam se ne sviđa bušenje rupa u obliku, ne brinite! površina gipsa je vodljiva i stoga samo četkanjem bakreni konektori i dalje mogu provoditi električnu struju. (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 raspona sigurnosti tijela) Međutim, rupa pruža zgodnu rupu za odmaranje konektora, pa se ne morate brinuti da ćete se morati držati za mnoge konektore odjednom.

Korak 6: Arduino krug

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

Gornji dijagram samo pokazuje kako uspostaviti jednu vezu koja čita jednu vrijednost. Međutim, možete dodati više 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 priključak koji ide na GND.

UPOZORENJE: Za ulaz koristite samo regulirano napajanje od 5 V! Mješanje s većim napajanjem 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 s računalom putem odgovarajućih USB kabela. učitajte ovaj kôd na svoju ploču.

Nakon prijenosa zabilježite broj porta s 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}

vrijednost1 = 1024 - analogno čitanje (A0); vrijednost2 = 1024 - analogno čitanje (A1); value3 = 1024 - analogRead (A2); value4 = 1024 - analogRead (A3);

// dodati još / izbrisati neke ovisno o broju priključaka

Serial.print (vrijednost1); Serial.print ("_"); Serial.print (vrijednost2); Serial.print ("_"); Serial.print (vrijednost3); Serial.print ("_"); Serial.println (vrijednost4);

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

}

Korak 8: Čisti podaci

Instalirajte PureData Extended i raspakirajte priloženu mapu. Otvorite zakrpu soundtest i vidjet ćete niz čvorova na 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 okvira s natpisom Raspakiraj. Nakon toga možete se poigrati algoritamskom strukturom zvuka. Preporučio bih da pogledate još vodiča za PureData, koji su temeljiti, 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 načina rada Uređivanje i kliknite 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: Što je sljedeće?

Pitanje što slijedi 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. Što ako i što bi se dogodilo ako su naši zidovi vodljivi? 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 divovskih tvrtki, na suzbijanje proizvedene plastike i CNC brušenog aluminijskog spremnika? 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.