Erste_Begegnung_: 10 Schritte

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

First_Encounter_ ist eine Arduino-basierte interaktive Installation, die für den Kurs Physical Interaction Design and Realization an der KTH in Stockholm entwickelt wurde. First_Encounter_ ist eine hängende Kunstinstallation, die in unserem Fall aus 20 dreieckigen Modulen besteht. Da der verwendete Code ebenfalls modular ist, liegt es an Ihnen und der Rechenkapazität des Arduino, zu bestimmen, wie viele Dreiecke Sie für Ihre Version benötigen.

Um hart an Ihrem nächsten Projekt zu arbeiten, ist Musik erforderlich, dies ist die First_Encounter_-Playlist:

• Du hast noch nichts gesehen - Bachman-Turner Overdrive
• Heiße Sachen - Donna Summer
• Du solltest es wissen - Alanis Morissette
• Zitronenbaum - Narrengarten
• Vom Licht geblendet - Manfred Manns Earth Band
• Mehr als ein Gefühl - Boston
• Komm zusammen - Die Beatles
• Aufgepumpte Tritte - Foster The People
• Draht-zu-Draht-Razorlight
• Wörter - Bee Gees
• Der letzte Countdown - Europa

Schritt 1: Heißes Zeug

Die benötigten Materialien. Die genaue Menge, die Sie benötigen, hängt von der Anzahl der Dreiecke ab, die Sie herstellen möchten:

• Holz zum Laserschneiden, 4 mm dick
• Milchweißes Acryl zum Laserschneiden (2mm)
• Holzkleber
• Sandpapier
• NeoPixels LED-Streifen, 30 LEDs pro Meter, 6 Meter (180 LEDs)
• Aluminiumfolie
• Elektrokabel - ±70 Meter verschiedene Farben
• Isolierband
• Servos - 10x
• Schraubklemmen - 170 gebraucht
• Kleine Schrauben ±8 mm lang - 80 gebraucht
• Arduino UNO
• MPR121 Capsense Breakout-Board - 2x
• PCA9685 Servo-Breakout-Platine
• Schwarzes Tuch
• Heißkleber
• 5V 12A Netzteil

Schritt 2: Sie sollten es wissen

Die Dicke sowohl des Acryls als auch des Holzes sowie die Größe des Dreiecks sind sehr wichtig.

Obwohl es 5mm dicke Neopixel LED-Streifen gibt, waren sie unserer Meinung nach nicht hell genug für diesen Zweck. Wir haben 10 mm breite LED-Streifen und 2 mm dickes Acryl verwendet, was insgesamt 12 mm ergibt. Daher muss die Wandstärke auch 12 mm betragen, damit das Design funktioniert, in unserem Fall ergeben sich 3 Lagen 4 mm Holz.

Die Größe des Dreiecks hängt auch von der LED-Leiste ab, die Sie haben oder von der Menge, die Sie löten möchten. Wir wollten 9 LEDs pro Dreieck und haben uns für einen Neopixel-Streifen mit 30 LEDs pro Meter entschieden, um ein größeres Dreieck aufzunehmen und den Lötaufwand zu reduzieren. Mit diesem Setup würden 3 LEDs genau in das Dreieck passen, ohne dass zusätzliches Löten erforderlich ist. Mit den standardmäßigen 60 LEDs pro Meterrolle müssen Sie kleinere Dreiecke herstellen oder mehr LEDs pro Seite verwenden oder Drähte zwischen einzelnen LEDs löten.

Schritt 3: Zitronenbaum

Der Koffer von First_Encounter_ besteht aus insgesamt 5 Stück, die wir mit einem Laserschneider ausschneiden. Die weiße Frontplatte besteht aus einem Stück milchig-weißem Acryl, die Wände des Gehäuses sind aus 3 einzelnen Dreiecken aufgebaut und schließlich kommt die Holzrückplatte. In diesem Schritt ist eine Illustrator-Datei enthalten, mit der die Formen lasergeschnitten werden können.

Für jedes gewünschte Dreieck müssen Sie die Wanddreiecke zusammenkleben. Das größte Dreieck geht nach unten und das kleinste nach oben, um eine treppenartige Form zu bilden. Achten Sie darauf, dass die Innenseite der Wand so flach wie möglich ist, sonst passt der LED-Streifen nicht richtig.

Nachdem der Kleber getrocknet ist, schleifen Sie die Außenseite der Wand und die Seiten der Backplate-Rückplatte in einem Winkel von etwa 30 Grad. Dies ermöglicht die Bewegung, die wir haben wollen. Versuchen Sie, es so symmetrisch und ähnlich wie möglich zu halten, um eine ordnungsgemäße Bewegung zu gewährleisten. Wenn Sie möchten, können Sie das Holz jetzt (sprühen) lackieren, um am Ende ein besseres Finish zu erzielen.

Schritt 4: Vom Licht geblendet

Unsere Neopixel wurden in einem wasserdichten Gehäuse geliefert, das entfernt werden muss, damit der Streifen in das Dreieck passt. Schneiden Sie den LED-Streifen in der Länge zu, die Sie für Ihre Dreiecke benötigen, in unserem Fall 9 LEDs lang. Auf der Eingangsseite, wie durch die Pfeile angedeutet, Drähte an alle drei Kontaktstellen (schwarz = Masse, gelb = Daten rein, rot = Daten raus im Bild) anlöten. Auf der anderen Seite, der Ausgangsseite, löten Sie nur einen Draht an den 'Datenausgang'-Kontaktpunkt (grün = Datenausgang im Bild). Achten Sie darauf, dass die Drähte neben dem LED-Streifen verlaufen (siehe Bild), sonst passen sie nicht! Die Drähte sollten etwa 12 cm lang sein.

Isolieren Sie die Endpunkte mit Isolierband, um Kurzschlüsse zu vermeiden, da sie zusammengedrückt werden.

Schließlich biegen Sie nach jeder Gruppe von 3 LEDs den Streifen an den Abschneidepunkten, um ein Dreieck zu bilden.

Schritt 5: Mehr als ein Gefühl

Die Erfassung von First_Encounter erfolgt durch kapazitive Erfassung oder Capsense. Damit capsense so genau wie möglich funktioniert, benötigen wir eine große Masse an Metall, vorzugsweise Kupfer. Allerdings ist Kupfer recht teuer, deshalb haben wir gefaltete Alufolie verwendet.

Die Aluminiumfolie muss zu einem Dreieck gefaltet werden, vorzugsweise etwas größer als der Platz in der Wand. Wir haben uns für unsere Version mit 24 Schichten entschieden. Am einfachsten ist es, die Abfalldreiecke von der Wand zu verwenden, diese sind genau so groß wie die Innenseite der Wand, daher wächst das Dreieck, wenn Sie es richtig falten, leicht.

Legen Sie sie in einer S-Form, wie im Bild gezeigt, auf. Dies macht es relativ einfach, das Dreieck zu falten. Wenn Sie viele Dreiecke herstellen müssen, kann es nützlich sein, sie zusammenzukleben. Am Ende der S-Form sollten Sie zwei Seiten des Dreiecks verlängern, damit es später gefaltet bleibt. Als nächstes markieren Sie die Aluminiumfolie, wo Sie schneiden müssen, und verwenden Sie dann eine Schere, um sie tatsächlich zu schneiden. Dadurch bleiben die Schnitte sauberer als bei der Verwendung eines Messers.

Wenn Sie mit dem Falten beginnen, können Sie eines der Abfalldreiecke verwenden, um die ungefähre Größe der ersten (wenigen) Falten richtig zu bestimmen. Beim Falten die matte Seite der Folie innen und die reflektierende Seite außen lassen, das LED-Licht wird so besser nach außen reflektiert.

Als nächstes machen Sie ein Loch (Sie können bei Bedarf einen einfachen Papierlocher verwenden) in das gefaltete Dreieck, ungefähr an der gleichen Stelle wie das Loch in der Rückplatte. Falten Sie zwei der Schichten zurück und befestigen Sie einen Draht mit einem großen abisolierten Teil. Falten Sie das Dreieck wieder zusammen und stellen Sie sicher, dass der Draht danach aus dem Loch kommt. Der nicht abisolierte Teil des Drahtes sollte etwa 10 cm lang sein. Fügen Sie schließlich etwas (elektrisches) Klebeband an den Rändern des Lochs hinzu, um zu verhindern, dass sie reißen, wenn die Drähte durchgesteckt werden6

Schritt 6: Komm zusammen

Bevor Sie fortfahren, kann es hilfreich sein, zu testen, ob die LED-Streifen richtig verlötet sind.

Am einfachsten ist es, die geschliffenen Wanddreiecke mit der breitesten Seite nach oben auf den Tisch zu legen. Legen Sie das Acryldreieck in die Wand und stellen Sie sicher, dass es bis zum Tisch reicht. Als nächstes den LED-Streifen einlegen und alles von innen mit einer Heißklebepistole zusammenkleben.

Als nächstes kleben Sie Isolierband über die Kanten, um einen versehentlichen Kontakt zwischen dem Aluminium und dem LED-Streifen zu verhindern. Ziehen Sie die Drähte des LED-Streifens durch das Loch im Aluminium und kleben Sie das Aluminium an das Dreieck.

Nehmen Sie nun das Tuch und legen Sie die Form, die Sie mit den Rückenplatten der Dreiecke machen möchten. Lassen Sie ein wenig Platz zwischen den Dreiecken, um die Bewegung zu erhöhen. Kleben Sie dann die Backplates an dieser Stelle auf die Kleidung und schneiden Sie das Tuch an der Stelle des Backplate-Lochs ein wenig ab.

Ziehen Sie schließlich die Drähte durch und schrauben Sie die Dreiecke fest.

Schritt 7: Aufgepumpte Kicks

Nachdem alles zusammengebaut ist, werden wir der Struktur Bewegung hinzufügen. Die Bewegung wird von insgesamt 10 Servos geregelt. Wir haben auch Schraubklemmen auf der Rückseite jedes Dreiecks angebracht, so dass das System mehr oder weniger modular und leicht zu reparieren ist. Ein wichtiger Hinweis hier ist, darauf zu achten, dass die Drähte, die aus den Schraubklemmen herauskommen, beim Aufhängen nach oben zeigen, um die Bewegung nicht zu stören.

Aus Gewichtsgründen haben wir uns entschieden, die Servos auf ein kleines Stück Holz zu kleben und dieses Stück auf das Dreieck zu schrauben. Wir stecken auch die 5V-Anschlüsse und die Masseverbindungen sowohl des Servos als auch des LED-Streifens jedes Dreiecks in die gleiche Schraubklemme, so dass von jedem Dreieck nur ein 5V-Kabel und ein Massekabel nach oben geführt werden.

Schritt 8: Draht zu Draht

Das Verdrahtungsschema sieht ziemlich kompliziert aus, ist aber in der Tat sehr machbar. Die Leistung wurde in 5 Gruppen aufgeteilt, 1 Gruppe für die Arduino- und Breakout-Boards und 4 Gruppen für die gesamte Installation. Die Nummerierung der Dreiecke beginnt am linken oberen Dreieck, von vorne betrachtet. Aus diesem Grund erscheint die Nummerierung im Schema rückwärts.

Im Wesentlichen gehen von jedem Panel 4 Drähte nach oben:

• 2 Drähte für die Stromversorgung (5V und Masse) der LEDs und des gelegentlichen Servos.
• 1 Draht für den Capsense-Datenausgang
• 1 Draht für den Servodateneingang

Es ist sehr wichtig, dass der erste dreieckige Capsense-Draht mit der ersten Capsense-Platine und dem ersten Eingangspunkt verbunden ist. Sie müssen in Ordnung sein, sonst funktioniert die Beleuchtung der LEDs nicht richtig. Die LEDs sind in Reihe geschaltet (grünes Kabel läuft über die Dreiecke), dafür müssen Capsense und Panelnummer übereinstimmen, gleiches gilt auch für die Servomotoren.

Das Netzteil und mehrere Schraubklemmen haben wir auf einem Holzrahmen montiert, damit der Einfluss der Bewegung auf die Anschlüsse minimiert wird.

Wenn die Verkabelung fertig ist, können Sie die Servoköpfe aufsetzen und mit den verbundenen Dreiecken verbinden.

Schritt 9: Wörter

Dies ist der Arduino-Code

Tragen Sie hier die Anzahl der Dreiecke ein, die Sie bauen:

#define N_TRIANGLES 20

Tragen Sie hier die Anzahl der verwendeten Servos ein:

#define N_SERVOS 10

Tragen Sie hier die Anzahl der verwendeten LEDs ein:

#define N_LEDs 180

Die gewünschte Animationsgeschwindigkeit (Dreieck wird weiß):

#define hueSpeed 2

Schritt 10: Der letzte Countdown

Danke und viel Spaß