Cymatics i oglądanie muzyki :)

Witam,

zdecydowałem się to tutaj zamieścić, bo poniekąd jest to DIY konstrukcja - w dodatku własna. Obiektem jest tzw. CymaScope - urządzenie dzięki któremu możemy zwizualizować m.in. częstotliwości audio. O samej konstrukcji nie będę się rozpisywał, gdyż wszystko widać na filmikach, a o samym wynalazku można poczytać w internecie.

Pierwszy przedstawia CymaScope i test częstotliwości z zakresu 100Hz-4kHz. Ze względu, że użyłem głośnik basowy i na wagę blachy, testowanie dalszego zakresu mijało się z celem... :


Link


Drugi filmik to w sumie tak dla zabawy i z czystej ciekawości, czy częstotliwości dźwięków w muzyce da się jakoś zilustrować:


Link


Mam nadzieję, że kogoś ten temat zainspiruje

Fajne!

Świetny eksperyment, podoba mi się. Możesz napisać z jakiego materiału zrobiłeś resor? jaka jest waga układu drgającego i jaka moc jest potrzebna do wysterowania?

Warto by było zabezpieczyć to przed spadaniem opiłków - są lekkie i spadając przynajmniej część z nich zostanie przyciągnięta przez magnes. Jak dostana się gdzie nie trzeba będzie po głośniku...

Resor to listwa podłogowa z aluminium, taka z OBI anodowana... akurat miałem Nie ważyłem układu drgającego, na oko 35 dag Dorwałem głośnik 200W na ebay-u za 8euro więc jest moc, żeby to drgało. Wzmacniacz od chińczyków 2x100W za 8$.

To nie są opiłki metalowe, to piasek do akwarium koloru czarnego Wszystkie ziarenka są tego samego rozmiaru więc idealnie się nadaje.

Tutaj jest film z wykorzystaniem cieczy ferromagnetycznej oraz innych metod obrazowania dźwięku:


Link

Link

No super film, ekstra wyreżyserowany ale dzięki mojemu eksperymentowi wiem, że to ściema. W sensie usypują to generatorem i na to podłożona jest muzyka. Sami posłuchajcie jak brzmi gitara klasyczna podłączona do blachy To samo z resztą...

Prepond napisał:

No super film, ekstra wyreżyserowany ale dzięki mojemu eksperymentowi wiem, że to ściema. W sensie usypują to generatorem i na to podłożona jest muzyka. Sami posłuchajcie jak brzmi gitara klasyczna podłączona do blachy To samo z resztą...

W pełni się z kolegą zgadzam. Muzyka jest zbyt "chaotyczna", żeby generowała takie piękne równiutkie wzory. Musieli użyć generatora. A co miała obrazować "kula plazmowa" to już w ogóle nie rozumiem.

Pozdrawiam.
CMS

Według mnie ta kula to uwieńczenie bajeru Po prostu keyboard (klawisz) uruchamia kule i tyle...

CMS napisał:

Prepond napisał:

No super film, ekstra wyreżyserowany ale dzięki mojemu eksperymentowi wiem, że to ściema. W sensie usypują to generatorem i na to podłożona jest muzyka. Sami posłuchajcie jak brzmi gitara klasyczna podłączona do blachy To samo z resztą...

W pełni się z kolegą zgadzam. Muzyka jest zbyt "chaotyczna", żeby generowała takie piękne równiutkie wzory. Musieli użyć generatora. A co miała obrazować "kula plazmowa" to już w ogóle nie rozumiem.

Pozdrawiam.
CMS

A ja się niestety nie zgadzam. Wzory nie są generowane przez muzykę jako całość. Każdy instrument ma swoją "wizualizację". Głośnik podpięty jest do syntezatora i tylko przez niego sterowany. Syntezatory analogowe lub wirtualne analogowe bazują w większości na podstawowych falach (prostokąt, piła trójkąt, sinus) i tutaj zostało użyte takie brzmienie. Dodatkowo linia melodyczna została dobrana tak, że następują po sobie trzy dźwięki o tej samej wysokości i widać dokładnie jak z każdym dźwiękiem wzór staje się wyraźniejszy (podobny był efekt podczas grania na gitarze, gdy kilka razy pod rząd grane były dźwięki o podobnej częstotliwości). Tak samo lejąca się woda "zawijana" jest tylko przez brzmienie bębna basowego a nie całej perkusji. Myślę, że właśnie tak powstał ten film, czyli nagrywane były osobno partie, a później zgrabnie zmontowane.

Dokładnie - widać wnikliwa obserwacja video popłaca

Przecież to nie jest wizualizacja dźwięku, a tylko falowania blachy ( czy co tam zostało użyte), zupełnie inny wizualny efekt tego samego "tonu" uzyska się na okrągłym kawałku blachy, tak samo na trójkątnym itd, ale to nie ma nić wspólnego z wizualizacją fali dźwiękowej tylko z falowaniem nośnika.

digger123 napisał:

Przecież to nie jest wizualizacja dźwięku, a tylko falowania blachy ( czy co tam zostało użyte), zupełnie inny wizualny efekt tego samego "tonu" uzyska się na okrągłym kawałku blachy, tak samo na trójkątnym itd, ale to nie ma nić wspólnego z wizualizacją fali dźwiękowej tylko z falowaniem nośnika.

A co oznacza termin "falowanie blachy"?
Falowanie blachy czyli ruch falowy jest wywołana pobudzeniem kawałka metalu. Nie wiem czy dobrze rozumiem termin "falowanie"?
W teledysku jest użyta ciecz ferromagnetyczna, a kawałek blachy, o którym mowa, wywołuje na swojej powierzchni falę akustyczną pobudzająca do drgania drobinki umieszczone na blasze. Fala stojąca (odsyłam to literatury fachowej) wywołuje powstanie "zgrubienia" drobinek i tym samym obrazuje falę akustyczną.
Nie wiem czy oglądamy te samy filmy?

Termin "Falowanie blachy" zapewne miał oznaczać jej drgania, czyli przemieszczanie się poszczególnych jej punktów.
Taki aparat wykorzystuje się w doświadczeniu Chladniego. Chodzi tu o obserwacje drgań własnych konstrukcji. Mając dane materiałowe takie jak moduł Younga, wymiary i warunki podparcia tej blachy można obliczyć częstotliwości jej drgań własnych. Doświadczenie jest po to aby można było takie obliczenia zweryfikować. Analiza drgań własnych jest potrzebna projektantowi do tego aby unikać zjawiska rezonansu konstrukcji.
W doświadczeniu piasek zostaje w tych punktach, które mają zerowe ugięcia. Zatem używane jest to do obserwacji postaci drgań. Każda częstotliwość własna ma inną postać drgań, im wyższa częstotliwość tym ułoży się bardziej skompilowany wór z piasku.
Gdyby projektował ktoś takie urządzenie, można posłużyć się odpowiednimi wzorami do tego aby uzyskać najlepsze efekty.

Bardzo ciekawy sposób na zobrazowanie i zabawę z figurami Chladniego.
Tak jak to opisał Pan Daniel Pietras metoda ta służy do wizualizacji drgań własnych brył lub powłok. Metoda dość wiekowa jednak jak widać niezapomniana. Aktualnie stosuje się do pomiaru rozkładu drgań tzw. wibrometrię laserową, która może nie nadaje się do obserwacji wyniki lecz daje wyniki w sensie ilościowym.
Generalnie w systemach audio rezonans jest zjawiskiem szkodliwym i czymś z czym wszyscy walczą lecz czasem jest zjawiskiem pożądanym tj. w systemach generujących określoną częstotliwość. Zysk polega głównie na bilansie energetycznym ponieważ tradycyjny głośnik szerokopasmowy ma sprawność < 1%
a źródło pracujące w rezonansie może osiągać nawet kilkadziesiąt procent.
Sama analiza drgań własnych brył czy powłok ściśle zależy od ich geometrii oraz tzw. warunków brzegowych czyli punktów podparcia, zaciśnięcia etc. O ile możliwe jest to w przypadku prostych struktur to przy bardziej skomplikowanych warto sięgnąć do metod numerycznych np. FEM. Dla przykładu poniżej podaję rozkład drgań membrany aluminiowej obliczony za pomocą FEM.

Serdecznie

To jest rozkład tzw. drgań własnych membrany?

Tak, jeden z podstawowych modów drgań w przypadku membrany bez żadnych punktów podparcia.

Rzecz ważna w przypadku badań wytrzymałości konstrukcji - poprzez układ masy należy tak budować konstrukcje, aby być jak najdalej od częstotliwości drgań własnych - tzn. częstotliwość rożna od harmonicznych i podharmonicznych częstotliwości drgań własnych.

A co się stanie jak w takiej konstrukcji, np stalowej konstrukcji wieżowca umieścimy element drgający o częstotliwości właśnie drgań własnych tej konstrukcji?

Prepond napisał:

A co się stanie jak w takiej konstrukcji, np stalowej konstrukcji wieżowca umieścimy element drgający o częstotliwości właśnie drgań własnych tej konstrukcji?

Chwila skupienia

I co mamy? Hmmm.......

Tak z ciekawości wyciąłem też pięciokąt :

https://www.youtube.com/watch?v=zdzsTJOpF3s

Bardzo ciekawy projekt, wzory są naprawdę świetne, ich regularność mnie zaskakuje.
Chciałbym wykonać coś podobnego, aby samemu przekonać się o tym zjawisku.
Mam kilka pytań dotyczących konstrukcji tej nietypowej membrany:
-w jaki sposób membrana głośnika połączona jest z aluminiową płytką?
-jakie rozmiary i grubość ma blacha? (wystarczająco gruba aby się nie odkształcić i odpowiednio cienka aby nie być zbyt ciężka - łatwo przekazywać drgania)
-czy głośnik 100W wystarczy do wykonania własnego projektu z płytą ok 30x 30cm (głośnik średnica 25cm)

Zuavirr napisał:

Bardzo ciekawy projekt, wzory są naprawdę świetne, ich regularność mnie zaskakuje.
Chciałbym wykonać coś podobnego, aby samemu przekonać się o tym zjawisku.
Mam kilka pytań dotyczących konstrukcji tej nietypowej membrany:
-w jaki sposób membrana głośnika połączona jest z aluminiową płytką?
-jakie rozmiary i grubość ma blacha? (wystarczająco gruba aby się nie odkształcić i odpowiednio cienka aby nie być zbyt ciężka - łatwo przekazywać drgania)
-czy głośnik 100W wystarczy do wykonania własnego projektu z płytą ok 30x 30cm (głośnik średnica 25cm)

- to jak blacha jest połączona z membraną widać na pierwszym filmiku. Jako kleju użyłem żywicy epoksydowej, po prostu zalałem śrubę. Reszta to nakrętki i podkładki, obejrzyj dokładnie filmik,
- rozmiary to 30x30cm, grubość 2mm, materiał - aluminium. Ostatni filmik y pięciokątem to blacha aluminiowa 0.5 mm. Przy tak cienkiej blaszce trzeba uważać na niektóre częstotliwości bo się mocno wzbudza, drga,
- tak wystarczy, dokładnie tego użyłem, zapas mocy jest spory...

Czy to ma jakiś wpływ na otoczenie? Człowieka?