die Hydraulophon
Transkription
2 74 Serena Gupta Abbildung 1: Die Hydraulis von Dion erfunden von Ctesibius (Ktesibios) in Alexandria. Griechische Archäologen erholte dieses fragmentierten hydraulis (Wasser Orgel) mit 19 Bronzerohren stammen aus dem 1. Jahrhundert vor Christus. [5] Der erste Datensatz von Hydraulophon ist von Steve Mann, der begann entwerfen, konstruieren und sie in den 1980er Jahren zu spielen, nachdem Grad an der McMaster University und Massachusetts Institute of Technology zu verdienen. [7]
4 76 Serena Gupta Einer der attraktivsten Aspekte des Instruments ist die visuelle Komponente. Es ist faszinierend, die Lage sein, Musik zu spielen, mit Wasser, ein dauerhaftes und Spaß Medium mit zu arbeiten. Auch es ist unglaublich interessant Lage zu sein, die Qualität einer Klangänderung als Spray aus dem Strahl Änderungen zu sehen. Aufgrund der Konstruktion des Gerätes ist das Spray aus der Düse umgekehrt proportional zum Volumen und Timbre des Tons erzeugt. Die meisten Instrumente don t eine visuelle Demonstration der Klangqualität haben, und auf diese Weise Hydraulophon sind auf dem Gebiet der Musik revolutioniert. 3 Theorie der Operation an einem Hydraulophon, jeder Strahl ist unabhängig und steht für eine andere Note. Dies bedeutet, dass ein Benutzer mehrere Düsen gleichzeitig blockieren kann und schafft Akkorde. Wenn ein Strahl nicht blockiert ist, geht das Wasser aus dem Schlauch direkt aus dem Schlauch bis zur oberen Weitstrahlauslass. Obwohl es einen Seitenauslass an einem Spinnrad verbunden ist, Wasser doesn t aufgrund des Vakuums durch das Wasser hinauf aus in die Seite entweichen kann. Das Vakuum wird durch die hohe Geschwindigkeit des Fluids erzeugt aus kommend, die auf der Seite niedrigen Drucks erzeugt, Ziehen eines Vakuums (Bernoulli-s-Prinzip). [13] Wenn ein Strahl auf einem Hydraulophon blockiert ist, wird das Wasser auf die Auslaßseite umgeleitet, was zu einer Spinnscheibe geht. Die Scheibe besteht aus Kreisen von Löchern, die gleichmäßig beabstandet sind, wobei jeder Kreis von Löchern mit einem spezifischen Strahl / Schlüssel entspricht. Wenn die Flüssigkeit auf die sich drehende Scheibe umgelenkt wird, dort entweder eine Kompressionszone (kein Loch) oder ein Verdünnungszone (Loch). Das Ergebnis ist eine Reihe von Kompressionen und Verdünnungen, die eine Schallwelle einer bestimmten Frequenz bilden. [12] Abbildung 2: Die Wirkung von blockierenden oder nicht eine Strahlaustritt auf einem Hydraulophon blockieren. [12]
5 Menlo RUNDER TISCH 77 In der Musik Tonhöhe ist ein anderes Wort für die Frequenz. [8] Die Frequenz des Schalls durch einen bestimmten Strahl erzeugten Welle davon abhängt, wie schnell sich die Scheibe dreht, wobei der Radius der gegebene Wasserstrahl die Scheibe trifft, und der Abstand von der Mitte von zwei aufeinanderfolgenden Löchern bei einem gegebenen Radius. Die Gleichung für die Frequenz wäre wie folgt: Frequenz (Hz) = Radius (m) * Winkelgeschwindigkeit (Radiant pro Sekunde) Abstand zwischen den Löchern (Meter) Abbildung 3: Die Faktoren, auf die sich drehende Scheibe, die auf die Tonhöhe einer Note beitragen gespielt auf einem Hydraulophon. Timbre ist der Ton der Ton gespielt wird und äquivalent zu herauszufinden, ob ein Ton heller oder dunkler. [11] Im Allgemeinen Wasser mit Ton zu produzieren mehr dunkle Klangqualitäten. [12] Das Volumen und Timbre einer bestimmten Note meist davon ab, wie viel Sie an einem bestimmten Wasserstrahl nach unten drücken. Der Ursprung kann an der Spitze des Strahlaustritts eingestellt wird (siehe Abbildung 4). Die Klangqualität ist dann abhängig von den Benutzern s Verschiebung vom Ursprung. Wenn der Benutzer näher am Ursprung und verursacht nur sehr wenig Verschiebung ergibt dies heller, höhere Volumen Noten. Wenn er oder sie weiter entfernt ist, ergibt dies geringeres Volumen, dunklere Töne. Verschiebung und Ton Ton ist umgekehrt proportional. Je mehr man nach unten drücken, einen bestimmten Strahl, desto mehr Wasser wird an der Seite Weitstrahlauslass auf die sich drehende Scheibe umgeleitet werden. Die größere Menge an Wasser, mit der drehenden Scheibe zusammenwirkenden, desto höher ist der Geräuschpegel, weil
8 80 Serena Gupta Abbildung 6: Eine Probe zweigleisigen Auslass. Der Auslass nach oben ist der Strahl, der dem Benutzer in Wechselwirkung tritt, während der Auslass Recht hat, Wasser gegenüber, die auf die sich drehende Scheibe hinausgeht. Die letzte Auslass verbindet den zweigleisigen Auslass zu dem Rohr.
9 Menlo ROUNDTABLE 81 Abbildung 7: Nahaufnahme der Verbindung. Die zweizinkigen Auslass wird auf den Hauptkörper mit PVC-Rohr Kleber befestigt werden.
10 82 Serena Gupta Abbildung 8: Perspektivische Ansicht einzurichten. Die Spinnscheibe wird mit einem Elektromotor angebracht werden, wo beide auf einem Holzbrett ruhen, nicht in der Abbildung dargestellt. Der Holzblock auf demselben Brett ruht und wird nach unten unter Verwendung von L-Clips geschnallt werden. Das Kunststoffrohr, das die Benutzer-Interaktion mit der sich drehenden Scheibe verbindet, ist ein flexibles Rohr, obwohl es so hart in der Abbildung dargestellt ist. Außerdem wird der Hauptkörper Kunststoffrohr senkrecht zu seiner Position wie oben gezeigt. Abbildung 9: Seitenansicht der Einrichtung.
11 Menlo ROUNDTABLE 83 Abbildung 10: Close-up-Perspektive gedreht. Jeder Radius der Löcher entspricht einen Strahlaustritt auf dem Hauptkörper. Abbildung 11: Perspective Schuss des Holzblocks, der die Rohre mit der drehenden Scheibe verbunden ist. Die Löcher werden schließlich mehr jaggedly beabstandet sind, so dass sie mehr als 2 mm voneinander entfernt sein könnten.
12 84 Serena Gupta Abbildung 12: Die sich drehende Scheibe mit Gruppen von Löchern in Abständen gesetzt, die Daten entsprechen erläutert im Ergebnisteil. Jeder Satz von Öffnungen (Löcher alle im selben Radius) entspricht einem Wasserstrahlrohr / note. Die Scheibe hatte Dicke von 3 mm und wurde Laserschnitt aus Kunststoff.
13 Menlo RUNDER TISCH 85 Abbildung 13: Einrichten des Hydraulophon mit allem verbunden. Die Karte wird mit sieben Klemmen an den Tisch geklebt, von denen vier in der Abbildung dargestellt sind. Der Kunststoffbeutel in der rechten Ecke Mitte deckt die Stromversorgung.
14 86 Serena Gupta Abbildung 14: Das Rohr mit dem Schlauch verbunden (die Düse auf der unteren linken Seite). Die Kabelbindern halten das Rohr an Ort und Stelle, und die Holzstützen das Holz so dass das Wasser aus den Rohren wird abwärts fließt. Jedes Rohr und Auslass ist mit der jeweiligen Note beschriftet es spielt.
15 Menlo ROUNDTABLE 87 Abbildung 15: Close-up-Perspektive des Elektromotors. Es s mit 4-Zoll-Schrauben verschraubt, so dass es t bei 22 V. abgeschraubt werden gewann die Klammern und Klemmen sind zu mehr Stabilität bei höheren Geschwindigkeiten zu gewährleisten.
16 88 Serena Gupta Abbildung 16: auf der Seite Close up. Es zeigt, wie nah die Kunststoffrohre in den Kunststoff drehenden Scheibe waren. Elektroband Dämpfung der Scheibe, so dass es einen festeren Sitz und doesn t Wobble hat. 5 Ergebnisse 5.1 Motor mit konstanter Geschwindigkeit, um herauszufinden, ob dem Elektromotor auf Figur I mit einer konstanten Geschwindigkeit laufen könnte verwendet, angebracht ich ein Holzstück mit Klebeband an den Motor zu maskieren.
18 90 Serena Gupta Hinweis Frequenz (Hz) Wellenlänge (cm) C D E F G A B C Tabelle 1: Ein Diagramm der Frequenzen und Wellenlängen von den gegebenen Noten. Es gab drei verschiedene Methoden verwendet Loch Platzierung herauszufinden. Das erste Verfahren wurde jedes der Löcher in festgelegten Radien und bei U / s einstellen. Dann stellte ich den Abstand zwischen den Löchern, um die folgende Gleichung verwendet wird, wo Frequenz bestimmt, Radius und Winkelgeschwindigkeit bekannt sind: Abstand zwischen den Löchern (m) = Radius (m) x Winkelgeschwindigkeit (Radian pro Sekunde) beabsichtigte Frequenz (Hz) Anmerkung beabsichtigte Frequenz (Hz) Radius (m) Abstand zwischen dem (m) Anzahl der Löcher CDEFGABC Tabelle 2: Ein Diagramm der Frequenz und Radius. Bei U / s, ist der Abstand zwischen einer Berechnung mit der obigen Gleichung. Die Anzahl der Löcher ist der Abstand zwischen + dem Durchmesser jedes Lochs (3 mm) von dem Umfang geteilt.
21 Menlo ROUNDTABLE 93 Die Lautstärke des Schalls wurde den Wassermenge proportional verschoben [17], obwohl der Schall Unterschied sehr gering ist. Das Timbre des Klanges war insgesamt sehr unscharf und hoch. Die Hydraulophon funktionierte sehr gut und deutlich mit Luft, aber es war viel interessanter und Spaß mit Wasser. Wenn ich mehr Zeit hätte, würde ich liebte einen Test laufen zu lassen, um zu sehen, ob es statistisch unterschiedliche Frequenzen waren unterschiedliche Temperaturen von Wasser hergestellt werden. 6 Schlussfolgerung Wenn die Hydraulophon ausgeführt wird, auf einer gegebene Note in verschiedenen Abständen nach unten drücken (dh ein s Finger war näher oder weiter entfernt von dem Loch) veränderte der Wasserdruck in einer Art und Weise könnte man visuell sehen. Leider erzeugt das Volumen jeder Note wasn t sehr laut, die der Motor teilweise aufgrund der Schläger war machte, dass ertränkt alle anderen Geräusche aus. Darüber hinaus war es schwierig, Akkorde zu spielen, da der Wasserdruck die Scheibe überwältigt und würde die Geschwindigkeit ändern. Um dieses Problem zu bekämpfen, würde ich eine Scheibe machen, die mehr Trägheit hatte. Potentielle Fehlerbehebung für das Problem umfassen remaking das Kunststoffstück, das die drehende Scheibe und Motor bindet so eine bessere Verbindung und weniger Wackeln. Auch Metall anstelle von Kunststoff für die sich drehende Scheibe würde es stabiler und schwerer gegen den Wasserstrom. Die nächste Mal, würde ich Wasserströmung aus beiden Richtungen an der Scheibe hat, so dass der Druck von einer Seite würde von der anderen Seite ausgeglichen werden. Und schließlich, ich glaube, ich sollte ein Mikrofon oder Verstärker verwendet haben, so dass das Volumen mehr hörbar war. Im Aufbau meiner Hydraulophon, habe ich viel gelernt. Das Projekt half mir klar, ich brauche meine Zeit besser auf wissenschaftliche Projekte zu verwalten und dass, während nichts effizient ist und alles, was dreimal so lange dauern, wie Sie erwarten, s es wichtig, von ihm längere Pausen in Gang zu halten und nicht nehmen. Ich lernte, wie Solidworks verwenden extrem gut und wie man
24 96 Serena Gupta 8 Anhänge 8.1 Anhang A Teil Beschreibung Was für Kosten benötigt, wo Sie es Elektromotor Kunststoffscheibe mit Kreisen von Löchern Wood Block mit Löchern 50 m langen durchsichtigen Kunststoffschlauch mit 3 mm Durchmesser 8 Sprinkler connecters Holz Stück Schlauch kaufen ll drehen die Kunststoffscheibe Verdichtungen und Verdünnungen zu schaffen, um Kunststoffschlauch mit Kunststoffscheibe, um Seitendüsen zu drehende Scheibe eine Verbindung zu schaffen Düsenauslässen und Rohr für Wasser 5 Holzblöcke werden verwendet, um die Tastatur zu heben und 1 Brett zu platzieren, alle Teile auf zu verbinden eine Wasserquelle für das Instrument 10 L klemmt alle Teile nach unten Bolzen, insbesondere der Holzblock und dem Elektromotor Kunststoff PVC Rohrverbinder das PVC-Rohr mit dem Schlauch 10 Bindern zum Anschluss des PVC-Rohr Loch unten Metall Bar das PVC-Rohr Loch unten Kunststoff PVC-Rohr Wasser zu verbinden und genügend Druck innerhalb schaffen - Sie sind bereits in ASR Raum $ 20 Tap Plastics $ 10 Orchard Supply $ 25 Orchard Supply $ 5 Orchard Supply $ 15.50 Orchard Supply - Startseite - Bereits in ASR Zimmer $ 2.49 Orchard Supply 4 * $ 5.50 Bereits im ASR Zimmer - Sie sind bereits in ASR Zimmer $ 15 Orchard Supply
25 Menlo RUNDER TISCH Anhang B Das folgende Programm wurde in Java in Eclipse geschrieben. Es wurde verwendet, um die beste U / s und verwenden Sie einen Fehler von plus oder minus 1,5 Hz zu bestimmen. public class Hydraulophon / ** args * / static int TWO = 0; static int THREE = 0; static int FOUR = 0; static int FIVE = 0; static int SIX = 0; static int SIEBEN = 0; static int ACHT = 0; static int NINE = 0; static int TEN = 0; static int ELEVEN = 0; static int TWELVE = 0; static int THIRTEEN = 0; static int FOURTEEN = 0; public static void main (String [] args) System.out.println (Frequenz: Anzahl der Löcher:); Erzeugen (130.80); Erzeugen (146.83); Erzeugen (164.81); Erzeugen (174,61); Erzeugen (196.00); Erzeugen (220.00); Erzeugen (246,94); RPS:
26 98 Serena Gupta THIRTEEN); VIERZEHN); Erzeugen (261.63); System.out.printin (TWO: + TWO); System.out.println (THREE: THREE +); System.out.println (FOUR: + vier); System.out.println (FÜNF: + FIVE); System.out.printin (SIX: + SIX); System.out.println (SIEBEN: + sieben); System.out.println (eight: ACHT +); System.out.println (neun: NINE +); System.out.printin (TEN: TEN +); System.out.println (ELF: + ELEVEN); System.out.printin (zwölf: + zwölf); System.out.println (THIRTEEN: + System.out.printin (FOURTEEN: + public static void (double freq für erzeugen) (int i = 1; i <= 20; i++) for (int j = 0; j <= 100; j++) int m = 0; double holes = (double) j; double rps = (double) i; double temp = holes * rps; double dif = temp - freq; if (dif < 0) dif = dif * -1;
27 Menlo RUNDER TISCH 99 if (dif < 1.5) // System.out.println(freq + + rps + + holes); if (rps == 3) System.out println(freq + + rps + + holes); if (m == 0) if (rps == 2) TWO ++; else if (rps == 3) THREE ++; else if (rps == 4) FOUR ++; else if (rps == 5) FIVE ++; else if (rps == 6) SIX ++; else if (rps == 7)
28 100 Serena Gupta ++; ++; ++; SEVEN ++; wenn andere (rps == 8) ACHT ++; wenn andere (rps == 9) NINE ++; wenn andere (rps == 10) TEN ++; else if (RPS == 11) ELEVEN else if (RPS == 12) Zwölf else if (RPS == 13) THIRTEEN else if (RPS == 14) FOURTEEN ++;
29 Menlo ROUNDTABLE 101 m ++;