Создание электронного звука с помощью проводящего гипса: 9 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Следуя проекту Blorgggg по проводящей силиконовой цепи, я решил рискнуть провести собственный эксперимент с углеродным волокном. Оказывается, форму, отлитую из гипса, пропитанного углеродным волокном, также можно использовать в качестве переменного резистора! С помощью нескольких медных стержней и нескольких быстрых программ вы сможете использовать свою проводящую гипсовую форму в качестве датчика, который в этом конкретном примере будет использоваться для генерации звука.

Применение этой экспериментальной формы выходит далеко за рамки создания самого электронного звука. Делюсь этим проектом в надежде расширить возможности схемотехники. Электроника не всегда должна находиться в аккуратном и гладком контейнере; их также можно рассматривать как внутри скульптур, материалов, форм и повседневных предметов - и мы войдем в этот проект с намерением создать альтернативу ручкам, входным отверстиям или кнопкам. Мы будем создавать неопределенную и полную неожиданностей структуру схемотехники. Итак, без лишних слов, вот некоторые вещи, которые вам нужно подготовить.

Вещи, которые вам понадобятся для кастинга:

• Пылезащитная маска (очень важно для долголетия ваших легких !!!)
• Литейная форма любого типа. Я использую форму увеличенного светодиода, изготовленную из силикона Smooth-On. Если у вас их нет, вы можете получить уже существующую форму (если вас не слишком беспокоят формы, подойдет даже форма для кексов / льда) или просмотреть различные практические руководства.
• Штукатурка (любая, но я предпочитаю USG Hydrocal, потому что они прочные и долговечные)
• 2 мерных стакана (1 литр и 8 унций)
• Палочки для смешивания
• Смешанное рубленое углеродное волокно (доступно на eBay)
• Топливо на основе денатурированного спирта (его можно найти в магазине)

Вещи, которые вам понадобятся для изготовления схемы:

• Arduino Uno / Nano и соответствующие USB-кабели
• Макетная плата без пайки
• Мультиметр
• Медный стержень (1/16 "- 1/8") и сверло со сверлом той же толщины, что и стержень.
• Разноцветные провода (из-за их эластичности я использую силиконовую проволоку Стриведей 22 калибра)
• Резисторы 22 кОм
• Изолента

Программы, которые вам понадобятся на вашем компьютере:

• IDE Arduino
• Pd-Extended (звуковой язык программирования) и папка convert.zip (будет использоваться позже)

Давай начнем!

Шаг 1: Измерение штукатурки

Лучший способ измерить объем слепка - наполнить форму водой, а затем вылить эту воду в мерную емкость. В моем случае я обнаружил, что объем моей формы составляет примерно 11 унций. По этому номеру я проверю паспорт моей штукатурки и выясню, сколько воды и штукатурки мне потребуется. Пропорции различаются для разных штукатурных изделий, поэтому проверьте их еще раз. В случае использования USG Hydrocal для отливки моей формы мне потребуется 8 унций. воды и 11 унций. гипса.

Наполните одну литровую чашку необходимым количеством воды, а другую - соответствующим количеством гипса.

Шаг 2: подготовка углеродного волокна

Чем больше углеродного волокна вложено в штукатурку, тем более проводящей будет штукатурка. Однако в определенный момент высокая концентрация углеродного волокна нарушит структурную целостность штукатурки и вызовет трудности при смешивании. Для 11 унций. штукатурки, я подумал, что 1,5 чайной ложки углеродного волокна достаточно, чтобы сделать его проводящим даже после высыхания штукатурки. Поэтому я предлагаю использовать от 1,5 до 2 чайных ложек углеродного волокна на 10 унций. гипса

Положите это количество углеродного волокна в 8 унций. мерный стаканчик и слегка погрузите его в денатурированный спирт. Возьмите палочку для смешивания и взбейте углеродное волокно до тех пор, пока не останется видимых трещин - он должен выглядеть довольно близко к изображению выше. Вылейте излишки спирта и дайте ему постоять на секунду (но не до тех пор, пока спирт не высохнет, так как углеродное волокно снова прилипнет к себе!)

Вылейте углеродное волокно в емкость на 1 кварту с водой.

Шаг 3: Смешивание штукатурки

Не забудьте надеть респиратор

Начните посыпать штукатурный порошок водой, наполненной углеродным волокном, равномерно, постоянно помешивая. Это обеспечит постоянное рассеивание углеродного волокна в воде. Следите за кусками штукатурки и кусками углеродного волокна и разбейте их на стенке емкости с помощью палочки для смешивания. Продолжайте делать это, пока не почувствуете легкое сопротивление при перемешивании, и смесь не начнет иметь консистенцию, напоминающую молочный коктейль. Когда это произойдет, убедитесь, что углеродных волокон больше нет.

Следует обратить внимание на два условия:

1. Как только вода пропитается штукатуркой, дополнительная штукатурка, которая будет посыпана, образует кратеры и островки на поверхности. Продолжайте добавлять штукатурку до тех пор, пока островки штукатурки не перестанут впитывать воду / образовывать кратеры.
2. Когда вы перемешиваете смесь, нити углеродного волокна должны двигаться по схеме потока, соответствующей направлению перемешивания.

Как только эти два условия будут выполнены, энергично вылейте штукатурку в форму. Это гарантирует, что пряди углеродного волокна пересекаются друг с другом, образуя таким образом проводимость.

Шаг 4: Изготовление соединителей

В ожидании застывания штукатурки можно приступать к изготовлению медного коннектора. Разъемы бывают двух типов:

1. Тот, который идет от макета и измеряет значения

Отрежьте кабель длиной примерно 12-18 дюймов. Зачистите 2 дюйма кабеля с одного конца и примерно 1/2 дюйма с другого. Разложите жилы проволоки на 2-дюймовом конце и оберните их вокруг медного стержня примерно на половину его длины. Припаяйте жилы проволоки и вокруг них, убедившись, что провод достаточно надежно прикреплен к Дайте ему остыть в течение примерно 2 минут, оберните припаянную часть изолентой. Другой конец надежно скрутите так, чтобы его можно было вставить в макетную плату. (Необязательно: вы также можете припаять более короткий конец к куску сплошного провода. / перемычка, так как они более дружелюбны к беспаечным макетам)

Для этого урока я рекомендую сделать 4 таких разъема, поскольку предоставленный мной код рассчитан на 4 разъема.

2. Та, которая соединяет разные гипсовые формы.

В основном то же, что и выше, за исключением того, что на этот раз на обоих концах будет медный стержень. Подойдут 2 или 3 таких разъема.

Рекомендуется использовать кабели разного цвета, поскольку в дальнейшем путаница кабелей может сбить с толку.

Шаг 5: демонтаж и сверление

Примерно через полтора часа гипсовая форма уже должна застыть. Если открытая поверхность модели теплая и твердая, гипсовая повязка готова к снятию формы. Если он все еще немного мягкий и влажный, подождите еще 15–30 минут.

После этого просверлите сверлом несколько отверстий глубиной не более 1 1/2 дюйма на ваших формах, распределяя их довольно равномерно. Если вам не нравится сверлить отверстия в форме, не волнуйтесь! Поверхность отливки является проводящей, и, следовательно, даже при чистке щеткой медные разъемы все еще могут проводить электричество (вы даже можете использовать собственное тело и его сопротивление для проведения электричества, и опять же, не беспокойтесь! Мы позаботимся о том, чтобы проходящее электричество было в пределах безопасного для тела) Однако отверстие обеспечивает отличное отверстие для отдыха для разъемов, и, следовательно, вам не придется беспокоиться о том, что вам придется удерживать сразу несколько разъемов.

Шаг 6: Схема Arduino

Принцип работы схемы в основном такой же, как и у любых переменных резисторов. В основном вам понадобятся 3 перемычки, резистор 22 кОм и два медных разъема. Позже вы можете поиграть с разными резисторами, чтобы изменить полученное значение. Однако я обнаружил, что 22 кОм дает наиболее универсальный диапазон значений.

На приведенной выше диаграмме показано только одно соединение, считывающее одно значение. Однако вы можете добавить больше разъемов в зависимости от количества аналоговых входов, которые есть на вашей плате (мне нравится использовать Nano, потому что он компактен и имеет 8 аналоговых входов). Вам понадобится только один медный разъем, идущий на GND.

ВНИМАНИЕ: Используйте для входа только регулируемый источник питания 5 В! Использование более высокого источника питания может вызвать шок, тем более что мы имеем дело с разомкнутой схемой.

Шаг 7: загрузка в Arduino

После настройки схемы подключите Uno / Nano к компьютеру с помощью соответствующих USB-кабелей. загрузите этот код на свою доску.

После загрузки запишите номер порта, с которого вы загружаете свой скетч. Вы можете узнать это в Arduino IDE, выбрав Инструменты -> Порт.

значение с плавающей запятой1, значение2, значение3, значение4; // вы можете добавить больше этих значений в зависимости от того, сколько у вас коннекторов

void setup () {

Serial.begin (9600); }

void loop () {

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

// добавляем / удаляем в зависимости от количества коннекторов

Serial.print (значение1); Serial.print ("_"); Serial.print (значение2); Serial.print ("_"); Serial.print (значение3); Serial.print ("_"); Serial.println (значение4);

// PureData считывает значение, разделенное знаком подчеркивания, поэтому убедитесь, что вы добавили Serial.print ("_") после каждого, заканчивая список Serial.println (valueX)

}

Шаг 8: чистые данные

Установите PureData Extended и разархивируйте прикрепленную папку. Откройте патч под названием soundtest, и вы увидите строку узлов в PureData IDE. Нажмите «Изменить» и установите флажок «Режим редактирования».

Щелкните верхний объект сообщения с надписью «Открыть 8» и измените число 8 на номер вашего порта.

Если у вас больше / меньше 4 разъемов, добавьте / удалите цифру «f» в поле с надписью unpack. После этого вы можете поиграть с алгоритмической структурой звука. Я бы порекомендовал изучить больше руководств по PureData, которые являются исчерпывающими, информативными и хорошо документированными - и, что самое приятное, их можно легко найти в их собственной среде IDE через Help -> Pd Help Browser….

Снимите флажок Edit Mode и щелкните по этому объекту. (Примечание: вы не сможете загрузить скетч на свою плату, если серийный номер компорта открыт в PureData). Должен появиться поток значений, изменяющий значение в сером поле, которое раньше было 0. Подключите / почистите медный разъем на одной или даже нескольких гипсовых формах, и теперь вы можете генерировать звук!

Шаг 9: Что дальше?

Вопрос о том, что будет дальше, - это обширный и открытый вопрос. Мои эксперименты с токопроводящей штукатуркой находятся на преждевременной стадии, но я, конечно, надеюсь, что другие производители займутся ответом на этот вопрос не только технически, но и критически. Что, если и что произойдет, если наши стены будут проводящими? Что, если и что произойдет, если вместо этого для визуализации данных будут использоваться значения, полученные с этих пластырей? Что, если и что произойдет, если гипсовый объект станет новой формой криптографии данных? Что, если технология не ограничивается только сферой деятельности гигантских компаний и ограничивается контейнерами из пластика и алюминия, фрезерованными на станках с ЧПУ? Я воодушевлен всеми этими возможностями, и я рад видеть, как другие разработчики воспользуются этим проектом, создавая что-то новое, неожиданное, красивое и обязательно творческое.