Gör elektroniskt ljud med ledande gips: 9 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Efter blorggggs projekt om ledande silikonkrets bestämde jag mig för att satsa på mitt eget experiment med kolfiber. Det visar sig att en form gjuten av kolfiberinfunderad gips också kan användas som ett variabelt motstånd! Med några kopparstavar och några snabba programmeringar kommer du att kunna använda din ledande gipsform som en sensor som i detta speciella exempel kommer att användas för att generera ljud.

Tillämpningen av denna experimentella form går långt utöver att skapa elektroniskt ljud själv. Jag delar detta projekt i hopp om att utöka möjligheten till kretsar. Elektronik behöver inte alltid bo i en snygg och elegant behållare; de kan också tänkas ligga inom skulpturer, material, former och vardagliga föremål-och vi kommer att gå in i detta projekt med tanken att skapa ett alternativ till vred, inlopp eller knappar. Vi kommer att skapa en struktur för kretsar som är osäker och full av överraskningar. Och så utan vidare, här är några av de saker du måste förbereda.

Saker du behöver för gjutning:

• Dammmask (mycket viktigt för dina lungors livslängd !!!)
• Vilken typ av gjutform som helst. Jag använder en form som jag gjorde med Smooth-On silikon, med en förstorad LED-form. Om du inte har någon kan du få en redan existerande form (om du inte är alltför bekymrad över former, till och med en muffin/isform skulle göra) eller titta igenom olika instruktioner.
• Gips (vilken typ som helst, men jag föredrar USG Hydrocal eftersom de är starka och hållbara)
• 2 mätkoppar (1 liter och 8 oz.)
• Blanda pinnar
• Blandad hackad kolfiber (finns på eBay)
• Denaturerat alkoholbränsle (du kommer att kunna hitta det i en leveransbutik)

Saker du behöver för att göra kretsen:

• Arduino Uno/Nano och motsvarande USB -kablar
• Lödlös brödbräda
• Multimeter
• Kopparstång (1/16 " - 1/8") och en borr med en borr med samma tjocklek som stången
• Flerfärgade trådar (jag använder 22 gauge Striveday silikontråd på grund av deras elasticitet)
• 22k motstånd
• Eltejp

Program du behöver på din dator:

• Arduino IDE
• Pd-Extended (ett ljudprogrammeringsspråk) och convert.zip-mappen (ska användas senare)

Låt oss börja!

Steg 1: Mätning av gipset

Det bästa sättet att mäta gjutvolymen är genom att fylla formen med vatten och sedan hälla det vattnet på en mätbehållare. I mitt fall fick jag reda på att min form har en volym på ungefär 11 oz. Med detta nummer kommer jag att kontrollera databladet för mitt gips och ta reda på hur mycket vatten och gips jag behöver. Förhållandet är olika för varje gipsprodukt, så dubbelkolla. Om jag använder USG Hydrocal för att gjuta min form behöver jag 8 oz. vatten och 11 oz. av gips.

Fyll en kopp med den mängd vatten du behöver och en annan med motsvarande mängd gips.

Steg 2: Förbered kolfiber

Ju mer kolfiber som läggs i gipset, desto mer ledande blir gipset. Vid en viss tidpunkt kommer emellertid en hög koncentration av kolfiber att störa gipsets strukturella integritet, och det kommer att orsaka svårigheter att blanda. För 11 oz. av gips, tänkte jag att infusion av 1,5 tsk kolfiber är tillräckligt för att göra det ledande även efter att gipset torkat. Så jag föreslår att du använder cirka 1,5 till 2 tsk kolfiber / 10 oz. av gips

Lägg denna mängd kolfiber i 8 oz. mäta koppen och sänk den lätt med denaturerad alkohol. Ta en mixerstav och vispa kolfibern tills det inte finns några synliga kotletter kvar - det ska se ganska nära bilden ovan. Häll ut överflödig alkohol och låt den sitta en sekund (men inte förrän alkoholen torkar, eftersom kolfibern kommer att fastna i sig själv igen!)

Doppa kolfibern i behållaren med en kvarts med vatten i.

Steg 3: Blanda gips

Glöm inte att bära en dammmask

Börja sprinkla gipspulver i det kolfiberfyllda vattnet, under stadig omrörning. Detta kommer att säkerställa att kolfibern ständigt sprids inuti vattnet. Håll utkik efter klumpar av plåster och bitar av kolfibrer och bryt dem isär på behållarens vägg med mixerstaven. Fortsätt så tills du kan känna lite motstånd medan du blandar, och blandningen börjar få en milkshake-liknande konsistens. När detta händer, se till att det inte finns fler grupperade kolfibrer.

Det finns två villkor att se upp för:

1. När vattnet är mättat med gips kommer det extra gipset som strös ut att bilda kratrar och öar på ytan. Fortsätt att lägga till gips tills gipsöarna slutar absorbera vatten / bilda kratrar.
2. När du rör om blandningen bör kolfibersträngarna röra sig i ett flödesmönster som följer omrörningens riktning.

När dessa två villkor är uppfyllda, häll gipset kraftigt i formen. Detta kommer att säkerställa att kolfibersträngarna hamnar i skärning mellan varandra och bildar därför en anslutning av konduktivitet.

Steg 4: Skapa kontakterna

I väntan på att gipset ska härda kan du börja göra kopparanslutningen. Det finns två typer av kontakter:

1. Den som går från panelen och mäter värden

Klipp en kabellängd, cirka 12 "-18". Ta bort 2 "kabel i ena änden och cirka 1/2" på den andra. Spela upp och sprid trådtrådarna på 2 "-änden och vrid dem runt kopparstången, upp till ungefär halvvägs av dess längd. Löd på och runt trådsträngarna, se till att tråden sitter ganska stadigt fast vid Efter att ha låtit svalna i cirka 2 minuter, linda in den lödda delen med tejp. Vrid den andra änden ordentligt så att den kan sättas in i brödbrädet. (Valfritt: du kan också lödda den kortare änden till en bit fast tråd / bygelkabel, eftersom de är mer vänliga mot lödfri brödbräda)

För denna handledning rekommenderar jag att du gör 4 av dessa kontakter, eftersom koden jag angav är gjord för 4 kontakter.

2. Den som förbinder olika gipsformer

I princip samma som ovan, förutom den här gången kommer båda ändarna att ha kopparstav på sig. 2 eller 3 av dessa kontakter skulle göra.

Det är en bra idé att ha olika färgade kablar, eftersom trassel av kablar kan vara ganska förvirrande senare.

Steg 5: Demoldning och borrning

Efter ungefär en och en halv timme bör gipsformen redan härda. Om gjutets exponerade yta är varm och fast är gipsgjutningen redo att avfasas. Om det fortfarande är lite mjukt och fuktigt, vänta ytterligare 15-30 minuter.

Borra sedan några hål med borrbiten som inte är mer än 1 1/2 djupt på dina blanketter och sprid dem ganska jämnt. Om du inte vill borra hål i formen, oroa dig inte! Hela gjutytans yta är ledande och därför är det bara genom borstning att kopparkontakterna fortfarande kan leda elektricitet. (Du kan till och med använda din egen kropp och dess motstånd för att leda elektriciteten, och återigen oroa dig! Vi kommer att se till att strömmen som går är inom räckvidden för att vara kroppssäker) Men ett hål ger ett fint vilohål för kontakterna, och därför behöver du inte oroa dig för att behöva hålla på många kontakter samtidigt.

Steg 6: Arduino -krets

Sättet på kretsen fungerar i princip på samma sätt som med alla variabla motstånd. Du behöver i princip 3 bygelkablar, ett 22k ohm motstånd och de två kopparanslutningarna. Du kan leka med olika motstånd senare för att ändra värdet som du kommer att få. Jag hittade dock 22k ohm för att producera det mest mångsidiga värdena.

Diagrammet ovan visar bara hur man gör en anslutning som läser ett värde. Du kan dock lägga till fler kontakter beroende på antalet analoga ingångar som du har på ditt kort (jag gillar att använda Nano eftersom den är kompakt och har 8 analoga ingångar). Du behöver bara en kopparkontakt som går till GND.

VARNING: Använd endast en reglerad 5V strömförsörjning för ingången! Blandning med en högre strömförsörjning än det kan orsaka chock, särskilt eftersom vi har att göra med öppna kretsar.

Steg 7: Ladda upp till Arduino

När du har konfigurerat din krets ansluter du din Uno/Nano till din dator via motsvarande USB -kablar. ladda upp den här koden till ditt kort.

När du har laddat upp, notera portnumret från vilket du laddar upp din skiss. Du kan ta reda på detta i Arduino IDE, genom Verktyg -> Port.

flottörvärde1, värde2, värde3, värde4; // du kan lägga till fler av dessa värden beroende på hur många kontakter du har

void setup () {

Serial.begin (9600); }

void loop () {

värde1 = 1024 - analogRead (A0); värde2 = 1024 - analogRead (A1); värde3 = 1024 - analogRead (A2); värde4 = 1024 - analogRead (A3);

// lägg till mer / ta bort några beroende på antalet anslutningar

Serial.print (värde1); Serial.print ("_"); Serial.print (värde2); Serial.print ("_"); Serial.print (värde3); Serial.print ("_"); Serial.println (värde4);

// PureData läser värde som är åtskilt med en understreck, så se till att du lägger till ett Serial.print ("_") efter varje och avslutar listan med en Serial.println (valueX)

}

Steg 8: Ren data

Installera PureData Extended och packa upp den bifogade mappen. Öppna lappen med namnet soundtest, så ser du en rad noder på PureData IDE. Klicka på Redigera och markera Redigeringsläge.

Klicka på det översta meddelandeobjektet där det står "Öppna 8" och ändra siffran 8 till portens nummer.

Om du har mer / mindre än 4 kontakter, lägg till / ta bort ett antal "f" från rutan där det står packa upp. Efter att ha gjort det kan du leka med ljudets algoritmiska struktur. Jag skulle rekommendera att titta på fler självstudier av PureData, som är noggranna, informativa och väldokumenterade -och det bästa är att det enkelt kan hittas i deras egen IDE, genom Hjälp -> Pd Hjälpbläddrare ….

Avmarkera redigeringsläget och klicka på det här objektet. (Observera: du kommer inte att kunna ladda upp någon skiss till ditt bräde när komportserien är öppen i PureData). En värdeflöde bör dyka upp och ändra värdet på den grå rutan som brukade säga 0. Anslut / borsta din kopparkontakt på en, eller till och med flera gipsformar, och nu kan du generera ljud!

Steg 9: Vad är nästa?

Frågan om vad som är nästa är en stor och öppen fråga. Mitt experiment med konduktivt gips är bara på ett för tidigt stadium, men jag hoppas verkligen att andra tillverkare kommer att vara engagerade i att svara på denna fråga, inte bara tekniskt, utan också kritiskt. Vad händer om och vad skulle hända om våra väggar är ledande? Vad händer om och vad skulle hända om värdena från dessa plåster används istället för datavisualisering? Vad händer om och vad skulle hända om ett gipsobjekt kan vara en ny form av datakryptografi? Vad händer om tekniken inte bara är begränsad till jätteföretagens inriktning, till inneslutning av tillverkad plast och CNC -fräst aluminiumbehållare? Jag är upphetsad över alla dessa möjligheter, och jag är upphetsad över att se hur andra tillverkare kommer att riva av detta projekt, skapa något nytt, oväntat och vackert och nödvändigtvis fantasifullt.