Lag elektronisk lyd med ledende gips: 9 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Etter blorggggs prosjekt om ledende silikonkrets, bestemte jeg meg for å gå på mitt eget eksperiment med karbonfiber. Det viser seg at en form som er støpt ut av gips med karbonfiber, også kan brukes som en variabel motstand! Med noen få kobberstang og noen få raske programmeringer, vil du kunne bruke din ledende gipsform som en sensor som i dette eksemplet vil bli brukt til å generere lyd.

Anvendelsen av denne eksperimentelle formen går langt utover å lage elektronisk lyd selv. Jeg deler dette prosjektet i håp om å utvide muligheten for kretser. Elektronikk trenger ikke alltid å bo i en pen og elegant beholder; de kan også tenkes å være innenfor skulpturer, materialer, former og dagligdagse objekter-og vi vil gå inn i dette prosjektet med tankegangen om å skape et alternativ til knapper, innløp eller knapper. Vi skal lage en struktur for kretsløp som er usikker og full av overraskelser. Og så uten videre, her er noen av tingene du må forberede.

Ting du trenger for å støpe:

• Støvmaske (veldig viktig for lungens levetid !!!)
• Enhver form for støpeform. Jeg bruker en form som jeg laget med Smooth-On silikon, med en forstørret LED-form. Hvis du ikke har noen, kan du få en allerede eksisterende form (hvis du ikke er så bekymret for former, kan til og med en cupcake/isform gjøre det) eller se gjennom forskjellige veiledninger.
• Gips (alle typer, men jeg foretrekker USG Hydrocal fordi de er sterke og holdbare)
• 2 målekopper (1 liter og 8 oz.)
• Blanding av pinner
• Blandet hakket karbonfiber (tilgjengelig på eBay)
• Denaturert alkoholdrivstoff (du vil kunne finne det i en forsyningsbutikk)

Ting du trenger for å lage kretsen:

• Arduino Uno/Nano og tilhørende USB -kabler
• Loddefritt brødbrett
• Multimeter
• Kobberstang (1/16 " - 1/8") og et bor med en borekrone av samme tykkelse som stangen
• Flerfargede ledninger (jeg bruker 22 gauge Striveday silikontråd på grunn av elastisiteten)
• 22k motstander
• Elektrisk tape

Programmer du trenger på datamaskinen din:

• Arduino IDE
• Pd-Extended (et lydprogrammeringsspråk) og convert.zip-mappen (skal brukes senere)

La oss begynne!

Trinn 1: Måling av gips

Den beste måten å måle volumet på støpet er ved å fylle formen med vann og deretter helle det vannet på en målebeholder. I mitt tilfelle fant jeg ut at formen min har et volum på omtrent 11 oz. Med dette nummeret vil jeg sjekke databladet til gipset mitt og finne ut hvor mye vann og gips jeg trenger. Forholdet er forskjellig for hvert gipsprodukt, så gjør en dobbeltsjekk. Hvis jeg bruker USG Hydrocal til å støpe skjemaet mitt, trenger jeg 8 oz. vann og 11 oz. av gips.

Fyll en kopp med mengden vann du trenger, og en annen med tilsvarende mengde gips.

Trinn 2: Klargjøring av karbonfiber

Jo mer karbonfiber du legger i gipset, jo mer ledende blir gipset. På et visst tidspunkt vil imidlertid en høy konsentrasjon av karbonfiber forstyrre gipsets strukturelle integritet, og det vil føre til vanskeligheter ved blanding. For 11 oz. av gips, skjønte jeg at infusjon av 1,5 ts karbonfiber er nok til å gjøre det ledende selv etter at gipset tørker. Så jeg foreslår at du bruker rundt 1,5 til 2 ts karbonfiber / 10 oz. av gips

Legg denne mengden karbonfiber i 8 oz. målebeger, og senk den lett med denaturert alkohol. Ta en miksepinne og visp karbonfiberen til det ikke er noen synlige koteletter igjen - den skal se ganske nær ut på bildet ovenfor. Hell ut overflødig alkohol, og la det sitte et sekund (men ikke før alkoholen tørker, siden karbonfiberen vil holde seg til seg selv igjen!)

Hell karbonfiberen i beholderen på en liter med vann i den.

Trinn 3: Blanding av gips

Ikke glem å bruke støvmaske

Start sprinkling av gipspulver i det karbonfiberfylte vannet, jevnlig under konstant omrøring. Dette vil sikre at karbonfiberen stadig blir spredt inne i vannet. Hold utkikk etter klumper av plaster og biter av karbonfibre, og del dem fra hverandre på veggen i beholderen med miksepinnen. Fortsett å gjøre det til du kan føle litt motstand mens du blander, og blandingen begynner å ha en milkshake-lignende konsistens. Når dette skjer, må du sørge for at det ikke er flere klyngede karbonfibre.

Det er to forhold å se etter:

1. Når vannet er mettet med gips, vil det ekstra gipset som sprinkles danne kratere og øyer på overflaten. Fortsett å legge til gips til øyene av gips slutter å absorbere vann / danner krater.
2. Når du rører blandingen, bør trådene av karbonfiber bevege seg i et strømningsmønster som følger retningen til omrøringen.

Når disse to betingelsene er oppfylt, hell gipset kraftig i formen. Dette vil sikre at karbonfiberstrengene ender med å krysse hverandre, og danner derfor en forbindelse mellom konduktivitet.

Trinn 4: Lag kontaktene

Mens du venter på at gipset skal kurere, kan du begynne å lage kobberkontakten. Det er to typer kontakter:

1. Den som går fra brødbrettet og måler verdier

Klipp en kabellengde, rundt 12 "-18". Strip 2 "kabel i den ene enden, og omtrent 1/2" i den andre. Spill og fordel trådtrådene på 2 "enden, og vri dem rundt kobberstangen, omtrent halvveis i lengden. Lodd på og rundt trådene, og sørg for at ledningen er ganske godt festet til Etter å ha avkjølt i ca. 2 minutter, vikler du den loddede delen med elektrisk tape. Vri den andre enden slik at den kan settes inn i brødbrettet. (Valgfritt: du kan også lodde den kortere enden til et stykke solid tråd / jumper wire, siden de er mer vennlige mot loddefritt brødbrett)

For denne opplæringen anbefaler jeg å lage 4 av disse kontaktene, siden koden jeg ga er laget for 4 kontakter.

2. Den som forbinder forskjellige gipsformer

I utgangspunktet det samme som ovenfor, bortsett fra denne gangen vil begge ender ha kobberstang på den. 2 eller 3 av disse kontaktene ville gjøre.

Det er en god idé å ha forskjellige fargede kabler, siden virvaret av kabler kan være ganske forvirrende senere.

Trinn 5: Demolding og boring

Etter omtrent en og en halv time, bør gipsformen allerede herde. Hvis støpets eksponerte overflate er varm og solid, er gipsstøpet klar til å bli avfelt. Hvis den fortsatt er litt myk og fuktig, må du vente 15-30 minutter til.

Etter det borer du noen hull med borekronen som ikke er mer enn 1 1/2 dypt på skjemaene dine, og sprer dem ganske jevnt. Hvis du ikke har lyst til å bore hull i formen, ikke bekymre deg! Det hele overflaten av støpet er ledende og derfor bare ved børsting, kan kobberkontaktene fremdeles lede elektrisitet. (Du kan til og med bruke din egen kropp og dens motstand til å lede strømmen, og igjen ingen bekymring! Vi vil sørge for at strømmen som går er innenfor området for å være kroppssikker) Men et hull gir et fint hvilehull for kontaktene, og derfor trenger du ikke å bekymre deg for å måtte holde på mange kontakter samtidig.

Trinn 6: Arduino Circuit

Måten kretsen fungerer på er i utgangspunktet den samme som om alle variable motstander. Du trenger i utgangspunktet 3 hoppetråder, en 22k ohm motstand og de to kobberkontaktene. Du kan leke med forskjellige motstander senere for å endre verdien du får. Imidlertid fant jeg 22k ohm for å produsere det mest allsidige verdiområdet.

Diagrammet ovenfor viser bare hvordan du oppretter en tilkobling som leser én verdi. Du kan imidlertid legge til flere kontakter avhengig av antall analoge innganger du har på kortet (jeg liker å bruke Nano fordi den er kompakt og har 8 analoge innganger). Du trenger bare en kobberkontakt som går til GND.

ADVARSEL: Bruk kun en regulert 5V strømforsyning for inngangen! Blanding med en høyere strømforsyning enn det kan forårsake sjokk, spesielt siden vi har å gjøre med åpne kretser.

Trinn 7: Last opp til Arduino

Etter at du har konfigurert kretsen, kobler du Uno/Nano til datamaskinen via de tilhørende USB -kablene. last opp denne koden til brettet ditt.

Etter opplasting må du notere portnummeret du laster opp skissen din fra. Du kan finne dette ut i Arduino IDE, gjennom Verktøy -> Port.

flytverdi1, verdi2, verdi3, verdi4; // du kan legge til flere av disse verdiene avhengig av hvor mange kontakter du har

ugyldig oppsett () {

Serial.begin (9600); }

void loop () {

verdi1 = 1024 - analogRead (A0); verdi2 = 1024 - analogRead (A1); verdi3 = 1024 - analogRead (A2); verdi4 = 1024 - analogRead (A3);

// legg til mer / slett noen avhengig av antall kontakter

Serial.print (verdi1); Serial.print ("_"); Serial.print (verdi2); Serial.print ("_"); Serial.print (verdi3); Serial.print ("_"); Serial.println (verdi4);

// PureData leser verdi som er atskilt med en understreking, så sørg for å legge til et Serial.print ("_") etter hvert, og avslutt listen med en Serial.println (valueX)

}

Trinn 8: Ren data

Installer PureData Extended, og pakk ut den vedlagte mappen. Åpne oppdateringen som heter lydtest, og du vil se en linje med noder på PureData IDE. Klikk på Rediger, og merk av for Redigeringsmodus.

Klikk på det øverste meldingsobjektet som sier "Åpne 8" og endre tallet 8 til nummeret på porten din.

Hvis du har mer / mindre enn 4 kontakter, legger du til / fjerner et antall "f" fra esken som sier pakk ut. Etter å ha gjort det, kan du leke med den algoritmiske strukturen til lyden. Jeg vil anbefale å se på flere opplæringsprogrammer for PureData, som er grundige, informative og veldokumenterte -og det beste er at den lett kan finnes i deres egen IDE, gjennom Hjelp -> Pd Hjelpleser….

Fjern merket for redigeringsmodus og klikk på dette objektet. (Merk: du vil ikke kunne laste opp noen skisser til brettet ditt når komportserien er åpen i PureData). En verdistrøm bør dukke opp, og endre verdien på den grå boksen som pleide å si 0. Koble / puss kobberkontakten på en eller til og med flere gipsformer, og nå kan du generere lyd!

Trinn 9: Hva er neste?

Spørsmålet om hva som er neste er et stort og åpent spørsmål. Mine eksperimenter med ledende gips er bare på et for tidlig stadium, men jeg håper absolutt at andre beslutningstakere vil være engasjerte i å svare på dette spørsmålet, ikke bare teknisk, men også kritisk. Hva om og hva ville skje hvis veggene våre er ledende? Hva om og hva ville skje hvis verdiene hentet fra disse plasterene i stedet brukes til datavisualisering? Hva om og hva ville skje hvis et gipsobjekt kan være en ny form for datakryptografi? Hva om teknologien ikke bare er begrenset til gigantiske selskaper, til inneslutning av produsert plast og CNC -frest aluminiumsbeholder? Jeg er spent på alle disse mulighetene, og jeg er spent på å se hvordan andre beslutningstakere vil rive av dette prosjektet og skape noe nytt, uventet og vakkert og nødvendigvis fantasifullt.