le hydraulophone
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2 74 Serena Gupta Figure 1: Le Hydraulis de Dion inventé par Ctésibios (Ktesibios) à Alexandrie. archéologues grecs récupéré ce hydraulis fragmenté (organe de l'eau) avec 19 tubes en bronze datant du 1 er siècle avant notre ère. [5] Le premier enregistrement de hydraulophone est par Steve Mann qui a commencé à concevoir, construire et les jouer dans les années 1980 après avoir obtenu degrés à l'Université McMaster et Massachusetts Institute of Technology. [7]
4 76 Serena Gupta L'un des aspects attrayants de l'instrument est le composant visuel. Il est fascinant de pouvoir jouer de la musique avec de l'eau, un support durable et amusant de travailler avec. , Il est aussi incroyablement intéressant de pouvoir voir la qualité d'un changement sonore que le jet des changements de jet. En raison de la construction de l'instrument, la pulvérisation du jet est inversement proportionnelle au volume et le timbre du son produit. La plupart des instruments don t ont une démonstration visuelle de la qualité du son, et que hydraulophone façon sont en train de révolutionner le domaine de la musique. 3 Principe de fonctionnement chaque jet est indépendant et représente Sur un hydraulophone, une note différente. Cela signifie qu'un utilisateur peut bloquer plusieurs jets en même temps et créer des accords. Lorsqu'un jet n'est pas bloqué, l'eau du tuyau passe directement du tuyau jusqu'à la sortie du jet haut. Bien qu'il y ait un orifice de sortie latéral relié à une roue de filage, de l'eau doesn t échapper dans le côté en raison du vide fait par l'eau qui monte. Le vide est créé par la vitesse élevée du fluide qui sort, ce qui crée une faible pression sur le côté, un vide (Bernoulli de principe). [13] Lorsque le jet est bloqué sur un hydraulophone, l'eau est déviée vers la sortie latérale, ce qui va à un disque tournant. Le disque est constitué de cercles de trous qui sont uniformément espacés, où chaque cercle de trous correspond à un jet / clé spécifique. Lorsque le fluide est dévié vers le disque tournant, il est soit une zone de compression (sans trous) ou une zone de raréfaction (trou). Le résultat est une série de compressions et dilatations qui composent une onde sonore d'une fréquence particulière. [12] Figure 2: L'effet de blocage ou de non blocage d'une sortie de jet sur un hydraulophone. [12]
5 LA TABLE RONDE MENLO 77 Dans la musique, le pas est un autre mot pour la fréquence. [8] La fréquence de l'onde sonore produite par un jet spécifique dépend de la vitesse à laquelle le disque tourne, le rayon où le jet d'eau donné frappe le disque, et la distance entre le centre de deux trous consécutifs à un rayon donné. L'équation pour la fréquence serait comme suit: Fréquence (Hz) = Rayon (m) * angulaire Vitesse (radians par seconde) Distance entre les trous (mètres) Figure 3: Les facteurs sur le disque en rotation qui contribuent à la hauteur d'une note jouée sur un hydraulophone. Le timbre est le ton du son en cours de lecture et équivalent à déterminer si un son est plus clair ou plus sombre. [11] D'une manière générale, en utilisant l'eau pour produire un son a des qualités sonores plus sombres. [12] Le volume et le timbre d'une note particulière pour la plupart dépendent de combien vous poussez vers le bas sur un jet d'eau donnée. L'origine peut être réglée tout en haut de la sortie de jet (voir Figure 4). La qualité du son est alors dépendante du déplacement de l'utilisateur à l'origine. Si l'utilisateur est plus proche de l'origine et les causes très peu de déplacement, cela donne plus lumineux, des notes de volume plus élevé. S'il ou elle est plus loin, on obtient une baisse du volume, des notes plus sombres. Le déplacement et la tonalité du son sont inversement proportionnels. Plus vous poussez vers le bas un jet donné, plus l'eau sera détournée vers la sortie du jet latéral sur le disque en rotation. La plus grande quantité d'eau coopérant avec le disque en rotation, plus le niveau sonore parce
8 80 Serena Gupta Figure 6: Un échantillon de sortie à deux volets. L'orifice de sortie est orienté vers le haut du jet que l'utilisateur interagit avec, tandis que l'orifice de sortie faisant face a droit l'eau qui se dirige vers le disque en rotation. La dernière sortie relie la sortie à deux volets pour le tube.
9 LA RONDE MENLO 81 Figure 7: Gros plan de la connexion. La sortie à deux volets est fixé au corps principal avec de la colle de tuyau en PVC.
10 82 Serena Gupta Figure 8: Vue en perspective de mettre en place. Le disque rotatif est fixé à un moteur électrique, où les deux sont en appui sur une planche de bois, non représenté dans l'image. Le bloc en bois repose sur le même bord et sera attaché vers le bas à l'aide des L-clips. Le tube en matière plastique qui relie l'interaction de l'utilisateur avec le disque en rotation est un tuyau flexible, bien qu'il soit représenté comme dur dans l'image. En outre, le tube principal en matière plastique du corps sera perpendiculaire à sa position comme indiqué ci-dessus. Figure 9: Vue latérale de mise en place.
11 LA TABLE RONDE MENLO 83 Figure 10: Gros plan en perspective. Chaque rayon de trous correspond à une sortie de jet sur le corps principal. Figure 11: Prise en perspective du bloc de bois qui relie les tubes avec le disque en rotation. Les trous ont fini par être espacées plus jaggedly afin qu'ils puissent être plus de 2 mm.
12 84 Serena Gupta Figure 12: Le disque rotatif avec des groupes de trous fixés à des distances correspondant à des données expliquée dans la section des résultats. Chaque ensemble de trous (trous tous dans le même rayon) correspond à un tuyau de jet d'eau / note. Le disque avait une épaisseur de 3 mm et est découpé au laser à partir de matière plastique.
13 LA TABLE RONDE MENLO 85 Figure 13: Mise en place du hydraulophone avec tout ce qui touche. Le conseil d'administration est collée à la table avec sept pinces, dont quatre sont présentés dans l'image. Le sac en plastique dans le coin droit milieu couvre le bloc d'alimentation.
14 86 Serena Gupta Figure 14: Le tuyau relié au tuyau (la buse en bas à gauche). Les attaches de maintien du tube en place, et le bois accessoiristes le bois afin que l'eau provenant des tubes circule en descente. Chaque tube et la sortie est marquée avec la note respective joue.
15 LA RONDE MENLO 87 Figure 15: perspective rapprochée du moteur électrique. Il s boulonné avec des boulons 4 pouces de sorte qu'il a gagné t dévissée à 22 devenir V. Les supports et les attaches sont d'assurer une plus grande stabilité à des vitesses plus rapides.
16 88 Serena Gupta Figure 16: Gros plan sur le côté. Elle montre comment fermer les tubes en matière plastique sont au disque tournant plastique. bande électrique amortit le disque afin qu'il ait un ajustement plus serré et vacillement doesn t. 5 Résultats 5.1 moteur à une vitesse constante afin de déterminer si le moteur électrique je pourrait fonctionner à une vitesse constante, je joint une pièce de bois avec du ruban adhésif sur le moteur.
18 90 Serena Gupta note Fréquence (Hz) Longueur d'onde (cm) C D E F G A B C Tableau 1: diagramme des fréquences et longueurs d'onde des notes données. Il y avait trois méthodes différentes utilisées pour déterminer l'emplacement des trous. La première méthode a été établit chacun des trous à des rayons de consigne et au tr / s. Ensuite, j'ai compris la distance entre les trous à l'aide de l'équation suivante où destinée fréquence, le rayon et la vitesse angulaire sont connues: Distance entre les trous (m) = rayon (m) x vitesse angulaire (radians par seconde) Fréquence prévue (Hz) Note Fréquence prévue (Hz) rayon (m) Distance entre (m) Nombre de trous CDEFGABC Tableau 2: Un diagramme des fréquences et le rayon. A tr / s, la distance entre un calcul en utilisant l'équation ci-dessus. Le nombre de trous est la distance entre + le diamètre de chaque trou (3 mm) divisée par la circonférence.
21 LA RONDE MENLO 93 Le volume du son est proportionnel à la quantité d'eau déplacée [17] si la différence de son est très faible. Le timbre du son était globalement très floue et élevé. Le hydraulophone fonctionnait très bien et bien avec l'air, mais il était beaucoup plus intéressant et amusant avec de l'eau. Si j'avais plus de temps, je l'aurais aimé faire un test pour voir s'il y avait des fréquences statistiquement différentes produites en utilisant différentes températures de l'eau. 6 Conclusion Lors de l'exécution du hydraulophone, en appuyant sur une note donnée à des distances différentes (ce qui signifie un doigt de se rapprocher ou plus loin du trou) a changé la pression de l'eau d'une manière on pouvait voir visuellement. Malheureusement, le volume de chaque billet produit était pas t très fort, ce qui était dû en partie à la raquette du moteur faisait que se sont noyés tous les autres sons. De plus, il était difficile de jouer des accords car la pression de l'eau et le disque maîtrisé changerait la vitesse. Pour lutter contre ce problème, je voudrais faire un disque qui avait plus d'inertie. corrections possibles pour le problème comprennent refaire la pièce en plastique qui lie le disque tournant et le moteur de sorte qu'il existe une meilleure connexion et moins d'oscillation. En outre, l'utilisation de métal au lieu du plastique pour le disque tournant, il serait plus robuste et plus lourde contre l'écoulement de l'eau. La prochaine fois, je devrais le débit d'eau dans les deux sens au niveau du disque de telle sorte que la pression d'un côté serait compensé par l'autre côté. Et enfin, je pense que je devrais avoir utilisé un microphone ou d'un amplificateur pour que le volume était plus audible. Dans la construction de mon hydraulophone, j'ai appris beaucoup. Le projet m'a aidé à réaliser que je dois gérer mon temps mieux sur des projets scientifiques et que, si rien n'est efficace et tout prendre trois fois plus longtemps que vous attendez, il est important de continuer et ne pas prendre des pauses prolongées de celui-ci. J'ai appris à bien utiliser extrêmement SolidWorks et comment
24 96 Serena Gupta 8 Annexes 8.1 Annexe A Description Partie Quel besoin Coût Si vous allez acheter un disque en plastique moteur électrique avec des cercles de trous bloc de bois avec des trous de 50 m de long tube en plastique transparent avec 3 mm de diamètre 8 connecteurs d'extincteurs automatiques à bois Pièces tuyau pour tourner le disque plastique pour créer des compressions et dilatations pour raccorder un tube en matière plastique sur un disque en plastique pour relier les buses latérales à disque rotatif pour créer sorties de jet et des tuyaux pour l'eau 5 blocs de bois sera utilisé pour hisser le clavier et une carte pour placer toutes les pièces sur Une source d'eau pour l'instrument 10 l brides pour verrouiller toutes les parties vers le bas, en particulier le bloc de bois et le moteur électrique connecteur en plastique PVC tuyau pour raccorder le tuyau en PVC sur le tuyau 10 Zip Ties de verrouiller le tuyau en PVC vers le bas barre en métal pour boulonner le tuyau en PVC vers le bas en plastique tuyau PVC Pour connecter l'eau et créer suffisamment de pression à l'intérieur - Déjà dans la chambre ASR 20 $ 10 $ Tap Plastics Orchard Supply 25 $ Orchard Supply 5 $ Orchard Supply 15,50 $ Orchard Supply - Accueil - Déjà dans la chambre ASR $ 2,49 Orchard Supply 4 * 5,50 $ Déjà dans la chambre ASR - Déjà dans la chambre ASR 15 $ Orchard Supply
25 LE PROGRAMME Annexe B TABLE RONDE MENLO Ce qui suit a été écrit en Java dans Eclipse. Il a été utilisé pour déterminer les meilleurs tours / s et utiliser une erreur de plus ou moins 1,5 Hz. public class hydraulophone / ** args * / static int DEUX = 0; TROIS static int = 0; static int QUATRE = 0; static int CINQ = 0; int SIX = 0 statiques; static int SEPT = 0; static int HUIT = 0; static int NEUF = 0; int RTE = 0 statiques; ONZE int = 0 statique; int TWELVE = 0 statique; static int TREIZE = 0; static int FOURTEEN = 0; public static void main (String [] args) System.out.println (Fréquence: Nombre de trous:); générer (130,80); générer (146,83); générer (164,81); générer (174,61); générer (196,00); générer (220,00); générer (246,94); RPS:
26 98 Serena Gupta XIII); QUATORZE); générer (261,63); System.out.println (DEUX: + DEUX); System.out.println (TROIS: + TROIS); System.out.println (FOUR: + FOUR); System.out.println (CINQ: + cinq); System.out.println (SIX: + SIX); System.out.println (SEPT: + SEPT); System.out.println (HUIT: + HUIT); System.out.println (NINE: + neuf); System.out.println (RTE: + TEN); System.out.println (ONZE: + ONZE); System.out.println (douze: + douze); System.out.println (XIII: + System.out.println (FOURTEEN: + public static void générer (Double freq) pour (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 LA TABLE RONDE MENLO 99 si (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 ++; ++; ++; SEPT ++; else if (rps == 8) HUIT ++; else if (rps == 9) NINE ++; else if (rps == 10) TEN ++; else if (rps == 11) ONZE else if (rps == 12) Douze else if (rps == 13) treize else if (rps == 14) FOURTEEN ++;
29 LA TABLE RONDE MENLO 101 m ++;