Wytwarzanie dźwięku elektronicznego za pomocą tynku przewodzącego: 9 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Podążając za projektem Blorgggga dotyczącym przewodzącego obwodu silikonowego, zdecydowałem się na własny eksperyment z włóknem węglowym. Okazuje się, że kształt odlany z gipsu nasyconego włóknami węglowymi może być również użyty jako rezystor zmienny! Za pomocą kilku miedzianych prętów i kilku szybkich programów będziesz mógł użyć swojej przewodzącej formy gipsowej jako czujnika, który w tym konkretnym przykładzie będzie służył do generowania dźwięku.

Zastosowanie tej eksperymentalnej formy wykracza daleko poza samo tworzenie elektronicznego dźwięku. Dzielę się tym projektem w nadziei na rozszerzenie możliwości obwodów. Elektronika nie zawsze musi żyć w schludnym i eleganckim pojemniku; można również myśleć, że znajdują się one w rzeźbach, materiałach, formach i przedmiotach codziennego użytku – a my przystąpimy do tego projektu z nastawieniem na stworzenie alternatywy dla pokręteł, wlotów lub przycisków. Będziemy tworzyć strukturę obwodów, która jest niepewna i pełna niespodzianek. A więc bez zbędnych ceregieli, oto kilka rzeczy, które musisz przygotować.

Rzeczy, których będziesz potrzebować do castingu:

• Maska przeciwpyłowa (bardzo ważna dla długowieczności Twoich płuc!!!)
• Dowolny rodzaj formy odlewniczej. Używam formy wykonanej z silikonu Smooth-On o powiększonym kształcie LED. Jeśli jej nie masz, możesz zdobyć istniejącą wcześniej formę (jeśli nie przejmujesz się zbytnio kształtami, wystarczy foremka na babeczki/lody) lub przejrzeć różne samouczki.
• Tynki (dowolne, ale wolę USG Hydrocal, ponieważ są mocne i trwałe)
• 2 miarki (1 kwarta i 8 uncji)
• Mieszanie patyczków
• Mieszane posiekane włókno węglowe (dostępne w serwisie eBay)
• Paliwo z denaturatem (znajdziesz je w sklepie z zaopatrzeniem)

Rzeczy, które będą potrzebne do wykonania obwodów:

• Arduino Uno/Nano i odpowiadające im kable USB
• Płytka stykowa bez lutowania
• Multimetr
• Pręt miedziany (1/16" - 1/8") i wiertło z wiertłem o tej samej grubości co pręt
• Przewody wielokolorowe (używam drutu silikonowego Striveday o grubości 22 ze względu na ich elastyczność)
• Rezystory 22k
• Taśma elektryczna

Programy, których będziesz potrzebować na swoim komputerze:

• IDE Arduino
• Pd-Extended (język programowania dźwięku) i folder convert.zip (do wykorzystania później)

Zaczynajmy!

Krok 1: Pomiar tynku

Najlepszym sposobem na zmierzenie objętości odlewu jest napełnienie formy wodą, a następnie wlanie tej wody do pojemnika pomiarowego. W moim przypadku dowiedziałem się, że moja forma ma objętość około 11 uncji. Z tym numerem sprawdzę kartę katalogową mojego tynku i dowiem się ile wody i tynku będę potrzebować. Proporcje różnią się w zależności od produktu gipsowego, więc sprawdź dokładnie. W przypadku użycia USG Hydrocal do odlewania formy potrzebuję 8 uncji. wody i 11 uncji. gipsu.

Napełnij jedną litrową filiżankę potrzebną ilością wody, a drugą odpowiednią ilością gipsu.

Krok 2: Przygotowanie włókna węglowego

Im więcej włókna węglowego włożysz do gipsu, tym bardziej będzie on przewodzący. Jednak w pewnym momencie wysokie stężenie włókna węglowego zakłóci integralność strukturalną tynku i utrudni mieszanie. Za 11 uncji. gipsu, pomyślałem, że zaparzanie 1,5 łyżeczki włókna węglowego wystarczy, aby przewodziło nawet po wyschnięciu gipsu. Proponuję więc użyć około 1,5 do 2 łyżeczek włókna węglowego / 10 uncji. gipsu

Umieść tę ilość włókna węglowego w 8 oz. miarkę i lekko zanurz ją w denaturacie. Weź patyczek do miksowania i ubij włókno węglowe, aż nie będzie widocznych kotletów - powinno wyglądać dość blisko powyższego obrazka. Wylej nadmiar alkoholu i pozostaw na chwilę (ale nie do wyschnięcia alkoholu, ponieważ włókno węglowe znów się sklei!)

Wrzuć włókno węglowe do jednolitrowego pojemnika z wodą.

Krok 3: Mieszanie tynku

Nie zapomnij założyć maski przeciwpyłowej

Zacznij wsypywać proszek gipsowy do wody wypełnionej włóknem węglowym, stale mieszając. Dzięki temu włókno węglowe będzie stale rozpraszane w wodzie. Uważaj na grudki tynków i grudki włókien węglowych i rozbijaj je na ściance pojemnika za pomocą patyczka do mieszania. Kontynuuj, aż poczujesz lekki opór podczas mieszania, a mikstura zacznie mieć konsystencję przypominającą koktajl mleczny. W takim przypadku upewnij się, że nie ma już zbitych włókien węglowych.

Należy zwrócić uwagę na dwa warunki:

1. Gdy woda zostanie nasycona tynkiem, dodatkowy posypany tynk utworzy na powierzchni kratery i wyspy. Kontynuuj dodawanie tynku, aż wyspy tynku przestaną wchłaniać wodę / tworzyć kratery.
2. Gdy mieszasz miksturę, pasma włókna węglowego powinny poruszać się zgodnie z kierunkiem mieszania.

Po spełnieniu tych dwóch warunków energicznie wlej tynk do formy. Zapewni to, że pasma włókna węglowego będą się przecinać, tworząc w ten sposób połączenie przewodnictwa.

Krok 4: Tworzenie złączy

Czekając na utwardzenie tynku, można przystąpić do wykonywania miedzianego łącznika. Istnieją dwa rodzaje złączy:

1. Ten, który wychodzi z płytki stykowej i mierzy wartości

Odetnij kabel o długości około 12"-18". Zdejmij 2 cale kabla z jednego końca i około 1/2 cala z drugiego. Rozłóż i rozprowadź pasma drutu na końcu 2 cali i okręć je wokół miedzianego pręta, dochodząc do około połowy jego długości. Przylutuj i wokół pasm drutu, upewniając się, że drut jest dość mocno przymocowany do pręta. Po ostygnięciu przez około 2 minuty owiń lutowaną część taśmą elektryczną. Mocno skręć drugi koniec tak, aby można go było włożyć do płytki stykowej. (Opcjonalnie: krótszy koniec można również przylutować do kawałka litego drutu / zworki, ponieważ są bardziej przyjazne dla płytki bezlutowniczej)

W tym samouczku polecam zrobienie 4 takich złączy, ponieważ podany przeze mnie kod dotyczy 4 złączy.

2. Ten, który łączy różne formy gipsu

W zasadzie to samo, co powyżej, z tym że tym razem oba końce będą miały na sobie miedziany pręt. Wystarczą 2 lub 3 z tych złączy.

Dobrym pomysłem jest posiadanie kabli w różnych kolorach, ponieważ plątanina kabli może być później dość myląca.

Krok 5: Rozbiórka i wiercenie

Po około półtorej godzinie forma tynku powinna już utwardzić. Jeśli odsłonięta powierzchnia odlewu jest ciepła i solidna, odlew gipsowy jest gotowy do demontażu. Jeśli nadal jest trochę miękki i wilgotny, poczekaj jeszcze 15-30 minut.

Następnie wywierć kilka otworów wiertłem o głębokości nie większej niż 1 1/2 cala na formach, rozprowadzając je dość równomiernie. Jeśli nie masz ochoty wiercić otworów w formie, nie martw się! Całość powierzchnia odlewu jest przewodząca i dlatego tylko przez szczotkowanie, miedziane złącza mogą nadal przewodzić prąd.(Możesz nawet użyć własnego ciała i jego oporu do przewodzenia prądu, i znowu nie martw się! Zadbamy o to, aby prąd w zakresie bycia bezpiecznym dla ciała) Jednak otwór zapewnia fajny otwór spoczynkowy dla złączy, a zatem nie musisz się martwić o konieczność trzymania wielu złączy jednocześnie.

Krok 6: Obwód Arduino

Sposób działania obwodu jest w zasadzie taki sam jak w przypadku dowolnych rezystorów zmiennych. Zasadniczo będziesz potrzebować 3 przewodów połączeniowych, rezystora 22 kΩ i dwóch miedzianych złączy. Możesz później bawić się różnymi rezystorami, aby zmienić uzyskaną wartość. Jednak znalazłem 22k omów, aby uzyskać najbardziej wszechstronny zakres wartości.

Powyższy schemat pokazuje tylko, jak wykonać jedno połączenie, które odczytuje jedną wartość. Możesz jednak dodać więcej złączy w zależności od liczby wejść analogowych, które masz na swojej płytce (lubię używać Nano, ponieważ jest kompaktowy i ma 8 wejść analogowych). Potrzebujesz tylko jednego złącza miedzianego przechodzącego do GND.

OSTRZEŻENIE: Do wejścia należy używać wyłącznie regulowanego zasilacza 5 V! Mieszanie się z zasilaczem wyższym niż ten może spowodować szok, zwłaszcza że mamy do czynienia z obwodami otwartymi.

Krok 7: Przesyłanie do Arduino

Po skonfigurowaniu obwodu podłącz Uno/Nano do komputera za pomocą odpowiednich kabli USB. prześlij ten kod na swoją tablicę.

Po przesłaniu zanotuj numer portu, z którego przesyłasz szkic. Możesz to znaleźć w Arduino IDE, poprzez Narzędzia -> Port.

zmiennoprzecinkowa wartość1, wartość2, wartość3, wartość4; // możesz dodać więcej tych wartości w zależności od tego ile masz złączy

pusta konfiguracja () {

Serial.początek(9600); }

pusta pętla () {

wartość1 = 1024 - odczyt analogowy(A0); wartość2 = 1024 - odczyt analogowy(A1); wartość3 = 1024 - odczyt analogowy(A2); wartość4 = 1024 - odczyt analogowy(A3);

// dodaj więcej / usuń niektóre w zależności od ilości złącz

Serial.print(wartość1); Serial.print("_"); Serial.print(wartość2); Serial.print("_"); Serial.print(wartość3); Serial.print("_"); Serial.println(wartość4);

// PureData odczytuje wartość oddzieloną podkreśleniem, więc upewnij się, że dodajesz Serial.print("_") po każdej z nich, kończąc listę Serial.println(valueX)

}

Krok 8: Czyste dane

Zainstaluj PureData Extended i rozpakuj dołączony folder. Otwórz łatkę o nazwie soundtest, a zobaczysz linię węzłów w PureData IDE. Kliknij Edytuj i zaznacz Tryb edycji.

Kliknij górny obiekt wiadomości z napisem „Otwórz 8” i zmień numer 8 na numer swojego portu.

Jeśli masz więcej/mniej niż 4 złącza, dodaj/usuń liczbę „f” z pudełka z napisem „rozpakuj”. Po wykonaniu tej czynności możesz pobawić się algorytmiczną strukturą dźwięku. Polecam zajrzeć do większej liczby samouczków PureData, które są dokładne, pouczające i dobrze udokumentowane - a najlepsze jest to, że można je łatwo znaleźć w ich własnym IDE, poprzez Pomoc -> Pd Help Browser….

Odznacz tryb edycji i kliknij ten obiekt. (Uwaga: nie będziesz w stanie przesłać żadnego szkicu na swoją tablicę, gdy port seryjny jest otwarty w PureData). Powinien pojawić się strumień wartości zmieniający wartość na szarym polu, które kiedyś było 0. Połącz / wyszczotkuj miedzianą złączkę na jednej, a nawet na wielu tynkach, i teraz możesz generować dźwięk!

Krok 9: Co dalej?

Pytanie, co dalej, jest rozległym i otwartym pytaniem. Moje eksperymenty z tynkiem przewodzącym dopiero się znajdują, ale z pewnością liczę na to, że inni twórcy zaangażują się w odpowiedź na to pytanie, nie tylko technicznie, ale i krytycznie. Co jeśli i co by się stało, gdyby nasze ściany były przewodzące? Co jeśli i co by się stało, gdyby wartości uzyskane z tych plastrów zostały wykorzystane do wizualizacji danych? Co by było, gdyby i co by się stało, gdyby gipsowy obiekt mógł być nową formą kryptografii danych? Co by było, gdyby technologia nie ograniczała się tylko do kompetencji gigantycznych firm, do ograniczania produkowanego plastiku i aluminiowego pojemnika frezowanego CNC? Jestem podekscytowany wszystkimi tymi możliwościami i jestem podekscytowany widząc, jak inni twórcy będą odpychać ten projekt, tworząc coś nowego, nieoczekiwanego i pięknego, z koniecznością z wyobraźnią.