Fremstilling af elektronisk lyd med ledende gips: 9 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Efter blorggggs projekt om ledende silikonkredsløb besluttede jeg at vove mit eget eksperiment med kulfiber. Det viser sig, at en form, der er støbt ud af kulfiberinfunderet gips, også kan bruges som en variabel modstand! Med et par kobberstang og et par hurtige programmeringer vil du kunne bruge din ledende gipsform som en sensor, som i dette særlige eksempel vil blive brugt til at generere lyd.

Anvendelsen af denne eksperimentelle form går langt ud over at lave elektronisk lyd selv. Jeg deler dette projekt i håb om at udvide muligheden for kredsløb. Elektronik behøver ikke altid at leve i en pæn og elegant beholder; de kan også tænkes at være inden for skulpturer, materialer, former og dagligdags genstande-og vi går ind i dette projekt med tankegangen om at skabe et alternativ til knapper, indløb eller knapper. Vi vil skabe en struktur for kredsløb, der er usikker og fuld af overraskelser. Og så uden videre, her er nogle af de ting, du skal forberede.

Ting du skal bruge til støbning:

• Støvmaske (meget vigtig for dine lunger!)
• Enhver form for støbeform. Jeg bruger en form, som jeg lavede ved hjælp af Smooth-On silikone, med en forstørret LED-form. Hvis du ikke har nogen, kan du få en allerede eksisterende form (hvis du ikke er for bekymret over former, kan selv en cupcake/isform) eller gennemgå forskellige vejledninger til vejledning.
• Gips (enhver form, men jeg foretrækker USG Hydrocal, fordi de er stærke og holdbare)
• 2 målekopper (1 liter og 8 oz.)
• Blandepinde
• Blandet hakket kulfiber (tilgængelig på eBay)
• Denatureret alkoholbrændstof (du kan finde det i en forsyningsbutik)

Ting du skal bruge for at lave kredsløbet:

• Arduino Uno/Nano og deres tilsvarende USB -kabler
• Loddefrit brødbræt
• Multimeter
• Kobberstang (1/16 " - 1/8") og en boremaskine med et bor af samme tykkelse som stangen
• Flerfarvede tråde (jeg bruger 22 gauge Striveday silikontråd på grund af deres elasticitet)
• 22k modstande
• Elektrisk tape

Programmer, du skal bruge på din computer:

• Arduino IDE
• Pd-Extended (et lydprogrammeringssprog) og convert.zip-mappen (bruges senere)

Lad os begynde!

Trin 1: Måling af gips

Den bedste måde at måle støbemængden på er ved at fylde formen med vand og derefter hælde vandet på en målebeholder. I mit tilfælde fandt jeg ud af, at min form har et volumen på cirka 11 oz. Med dette nummer vil jeg kontrollere databladet for mit gips og finde ud af, hvor meget vand og gips jeg skal bruge. Forholdet er forskelligt for hvert gipsprodukt, så gør en dobbelttjek. I tilfælde af at bruge USG Hydrocal til at støbe min form, har jeg brug for 8 oz. vand og 11 oz. af gips.

Fyld en liter kop med den mængde vand, du har brug for, og en anden med den tilsvarende mængde gips.

Trin 2: Forberedelse af kulfiber

Jo mere kulfiber der sættes i dit gips, jo mere ledende bliver gipset. På et bestemt tidspunkt vil en høj koncentration af kulfiber imidlertid forstyrre gipsets strukturelle integritet, og det vil forårsage vanskeligheder ved blanding. Til 11 oz. af gips, regnede jeg med, at infusion af 1,5 tsk kulfiber er nok til at gøre det ledende, selv efter at gipset tørrer. Så jeg foreslår at bruge omkring 1,5 til 2 tsk kulfiber / 10 oz. af gips

Sæt denne mængde kulfiber i 8 oz. målebæger, og nedsænkes let i denatureret alkohol. Tag en blandestok og visp kulfiberen, indtil der ikke er nogen synlige koteletter tilbage - det skal se ret tæt på billedet ovenfor. Hæld den overskydende alkohol ud, og lad den sidde i et sekund (men ikke før alkoholen tørrer, da kulfiberen vil holde sig til sig selv igen!)

Dump kulfiberen i beholderen med en liter med vand i.

Trin 3: Blanding af gips

Glem ikke at bære en støvmaske

Start med at drysse gipspulver i det kulfiberfyldte vand, jævnligt under konstant omrøring. Dette vil sikre, at kulfiberen konstant bliver spredt inde i vandet. Hold øje med klumper af plastre og bidder af kulfiber, og del dem ad på beholderens væg med blandestokken. Fortsæt med at gøre det, indtil du kan føle en lille smule modstand, mens du blander, og blandingen begynder at have en milkshake-lignende konsistens. Når dette sker, skal du sørge for, at der ikke er flere klyngede kulfiber.

Der er to betingelser at holde øje med:

1. Når vandet er mættet med gips, vil det ekstra gips, der drysses, danne kratere og øer på overfladen. Fortsæt med at tilføje gips, indtil gipsøerne holder op med at absorbere vand / danner kratere.
2. Når du rører i blandingen, skal trådene af kulfiber bevæge sig i et strømningsmønster, der følger omrøringens retning.

Når disse to betingelser er opfyldt, hældes gipset kraftigt i formen. Dette vil sikre, at kulfiberstrengene ender med at krydse hinanden og derfor danner en forbindelse mellem ledningsevne.

Trin 4: Lav forbindelserne

Mens du venter på, at gipset skal hærde, kan du begynde at lave kobberstikket. Der er to typer stik:

1. Den der går fra brødbrættet og måler værdier

Skær en kabellængde, omkring 12 "-18". Fjern 2 "kabel i den ene ende og ca. 1/2" i den anden ende. Spil og spred trådtrådene på 2 "enden, og vrid dem rundt om kobberstangen, der går op til cirka halvvejs af dens længde. Loddes på og omkring trådtrådene, og sørg for at tråden sidder temmelig godt fast på Efter at have ladet den afkøle i ca. 2 minutter, pakkes den lodde del med elektrisk tape. Vrid den anden ende fast, så den kan indsættes i brødbrættet. (Valgfrit: du kan også lodde den kortere ende til et stykke massiv tråd / jumper wire, da de er mere venlige over for loddefri brødbræt)

Til denne vejledning anbefaler jeg at lave 4 af disse stik, da koden, jeg har angivet, er lavet til 4 stik.

2. Den, der forbinder forskellige gipsformer

Grundlæggende det samme som ovenfor, bortset fra denne gang vil begge ender have kobberstang på det. 2 eller 3 af disse stik ville gøre.

Det er en god idé at have forskellige farvede kabler, da virvaret af kabler senere kan være ret forvirrende.

Trin 5: Nedfræsning og boring

Efter cirka halvanden time skulle gipsformen allerede hærde. Hvis støbejernets eksponerede overflade er varm og solid, er gipsstøbet klar til at blive formet. Hvis det stadig er lidt blødt og fugtigt, skal du give det yderligere 15-30 minutters ventetid.

Derefter bores et par huller med borekronen, der ikke er mere end 1 1/2 dybt på dine former, og spreder dem ret jævnt. Hvis du ikke har lyst til at bore huller i formen, skal du ikke bekymre dig! Det hele overfladen af støbningen er ledende og derfor kan kobberstikkene stadig lede elektricitet ved at børste (du kan endda bruge din egen krop og dens modstand til at lede strømmen, og igen ingen bekymring! Vi vil sikre, at den kørende elektricitet er inden for rækkevidde af at være kropssikker) Et hul giver dog et smart hvilehul til konnektorerne, og derfor skal du ikke bekymre dig om at skulle holde på mange stik på én gang.

Trin 6: Arduino -kredsløb

Måden kredsen fungerer på er stort set den samme som om alle variable modstande. Du skal dybest set bruge 3 jumperwires, en 22k ohm modstand og de to kobberstik. Du kan senere lege med forskellige modstande for at ændre den værdi, du får. Jeg fandt dog 22k ohm til at producere den mest alsidige række værdier.

Ovenstående diagram viser kun, hvordan man opretter en forbindelse, der læser en værdi. Du kan dog tilføje flere stik afhængigt af antallet af analoge indgange, du har på dit bord (jeg kan godt lide at bruge Nano, fordi den er kompakt og har 8 analoge indgange). Du skal kun bruge et kobberstik til GND.

ADVARSEL: Brug kun en reguleret 5V strømforsyning til indgangen! Blanding med en højere strømforsyning end det kan forårsage stød, især da vi har at gøre med åbne kredsløb.

Trin 7: Upload til Arduino

Når du har konfigureret dit kredsløb, skal du slutte din Uno/Nano til din computer via deres tilsvarende USB -kabler. uploade denne kode til dit bord.

Efter upload skal du notere det portnummer, hvorfra du uploader din skitse. Du kan finde ud af dette i Arduino IDE via Værktøjer -> Port.

flydeværdi1, værdi2, værdi3, værdi4; // du kan tilføje flere af disse værdier afhængigt af hvor mange stik du har

ugyldig opsætning () {

Serial.begin (9600); }

void loop () {

værdi1 = 1024 - analogRead (A0); værdi2 = 1024 - analogRead (A1); value3 = 1024 - analogRead (A2); værdi4 = 1024 - analogRead (A3);

// tilføj mere / slet nogle afhængigt af antallet af stik

Serial.print (værdi1); Serial.print ("_"); Serial.print (værdi2); Serial.print ("_"); Serial.print (værdi3); Serial.print ("_"); Serial.println (værdi4);

// PureData læser værdi, der er adskilt af en understregning, så sørg for at tilføje et Serial.print ("_") efter hver, og afslut listen med en Serial.println (valueX)

}

Trin 8: Ren data

Installer PureData Extended, og pak den vedhæftede mappe ud. Åbn patch'en med navnet soundtest, og du vil se en række noder på PureData IDE. Klik på Rediger, og afkryds Rediger tilstand.

Klik på det øverste meddelelsesobjekt, der siger "Åbn 8", og skift tallet 8 til nummeret på din port.

Hvis du har mere / mindre end 4 stik, skal du tilføje / fjerne et antal "f" fra boksen, hvor der står udpakning. Efter at have gjort det kan du lege med lydens algoritmiske struktur. Jeg vil anbefale at kigge nærmere på selvstudier af PureData, som er grundige, informative og veldokumenterede -og det bedste er, at det let kan findes i deres egen IDE, via Hjælp -> Pd Help Browser….

Fjern markeringen af redigeringstilstand, og klik på dette objekt. (Bemærk: du vil ikke være i stand til at uploade nogen skitse til dit board, når comport -serien er åben i PureData). En værdistrøm bør dukke op og ændre værdien på den grå boks, der plejede at sige 0. Tilslut / børst dit kobberstik på en eller endda flere gipsforme, og nu er du i stand til at generere lyd!

Trin 9: Hvad er det næste?

Spørgsmålet om, hvad der er det næste, er et stort og åbent spørgsmål. Mit eksperimenter med ledende gips er kun på et for tidligt stadium, men jeg håber bestemt, at andre producenter vil være engagerede i at besvare dette spørgsmål, ikke kun teknisk, men også kritisk. Hvad hvis og hvad ville der ske, hvis vores vægge er ledende? Hvad hvis og hvad ville der ske, hvis værdierne opnået fra disse plastre i stedet bruges til datavisualisering? Hvad hvis og hvad ville der ske, hvis et gipsobjekt kan være en ny form for datakryptografi? Hvad hvis teknologien ikke kun er begrænset til gigantvirksomheders område, til indeslutning af fremstillet plast- og CNC -fræset aluminiumscontainer? Jeg er begejstret for alle disse muligheder, og jeg er spændt på at se, hvordan andre beslutningstagere vil afvise dette projekt og skabe noget nyt, uventet og smukt og nødvendigvis fantasifuldt.