Laser Spirograph ljud Visualizer (LSSV) (1 / 3 steg)

Steg 1: prototyper

En gemensam inställning för en ljud visualisering enhet i många science demonstrationer innebär stretching ballong över en cylinder och sticker en spegel på mitten av sträckta ballongen. Tryck förändringar på grund av ljud skulle sedan orsaka sträckta ballongen och således avspegla att vibrera. Laserljus lyste på spegeln blir projiceras på en yta, visualisering akustiska vibrationer

Eftersom denna konfiguration verkar vara en beprövad metod för att göra precis vad vi ville, ansett vi det en bra utgångspunkt för vår prototyp (Foto 1). Vad vi observerade var att effekten är bra, men det finns några skavanker med denna metod. För det första på grund av stelhet och storleken på den sträckta ballongen, högt (problematiskt i en konsert) och lågfrekventa ljud behövs för att produceras en märkbar mönster. För det andra verkar det projicerade mönstret vara huvudsakligen raka linjer.

Tillbaka till ritbordet. För att lösa det första problemet, beslutat vi att använda en ljud givare (foto 2) för att driva en liten fribärande med en bifogad spegel istället. Från våra trail run (Video 1), kan vi se att det finns endast en mycket liten del av frekvens där mönstret är märkbar. Bullret var också ganska högt.

Vi behöver ett sätt att modulera vinkeln på en spegel utan att generera mycket buller. Efter vissa hjärnan storm trodde vi på idén om en spirograph. En spirograph innehåller två spinning speglar, med titeln i en liten vinkel. Den första reflektionen skapar en ring mönster, då andra spegeln ovanpå ett spiralmönster. För ut prototyp (bild 3), vi bröt ut två cheapo USB-drivna fläktar och installerat ett motstånd i serie i matarledningar för varje fläkt, möjligt att justera sin rotationshastighet. Effekten kan ses i bild 4 och 5.

Bredvid elektroniskt kontrollera rotationshastigheten i varje motor använde vi en Arduino kompatibel två kanal motor sköld. Vi skrev en liten skiss som mappar ADC värdena från analoga stiften på pwm kommandon till den motoriska skölden. Vi hittade att de små borstad motorerna verkligen inte svarar tillräckligt snabbt på insignalen. Eftersom det är inte slutna kontroll av rpm, motor rotationshastigheten fluktuera mycket när det finns vissa övergående belastning på den.

Därför beslutade vi att prova några rc plan borstlösa motorer istället. Åtminstone för borstlösa motorer är rc servo signalen ungefär proportionell mot rotationshastigheten i motorn. Vi har ersatt en av borstad motorn med en borstlös (Foto 6) och mappa inkommande ljudsignalen till rc servo signalen. Effekten kan ses här (Video 2). Den långsamma förändringen i handelsmönstret beror borstmotorns strömbrytare något stopp från vibrationer i den borstlös motorn. Nu vi nu är vi på rätt spår.