In diesen Tagen des Zuhausebleibens/Heimarbeitens/Heimunterrichts werden viele Grafiken, Tabellen, Modelle und Statistiken zu COVID berichtet und veröffentlicht. Es gibt auch viele Geschichten, Erzählungen, Anschuldigungen, Berichte und Empfehlungen, die Angst gemacht, verärgert, inspiriert und/oder traurig gemacht haben. Dieser Blogbeitrag ist nichts davon. Es ist ein einfacher Artikel, in dem ich meine Dankbarkeit für die Gelegenheit ausdrücke, trotz der Umstände, unter denen er entstanden ist, etwas mehr Zeit mit meinem Sohn zu verbringen (und an einem STEAM-Projekt zu arbeiten).
Alles begann vor einigen Tagen, als mein Sohn mit einigen Lautsprechern zu mir kam, die er aus Lautsprecherboxen von ARC ( einem Gebrauchtwarenladen in den USA) ausgebaut hatte. Er wollte sie mit Farbe bespritzen, um daraus Kunst zu machen (Lautsprecherkunst nannte er es schließlich). Aber welche Lautsprecher, fragte er?
Nun, ich musste noch ein paar Fragen stellen. Woher haben Sie diese Idee? Wie haben Sie sich für die Lautsprecher entschieden, die mir präsentiert wurden? Wie werden Sie die Lautsprecher bewegen? Welche Farbe? Welche Lautstärke? Bass? Höhen? Was ist die optimale Kombination von Einstellungen und Funktionen, die uns das optimale Ergebnis liefert? Was ist das Ergebnis? Was ist optimal? Ich denke, einige von Ihnen da draußen haben eine Ahnung, worauf ich hinaus will.
Beginnen wir damit, wie er auf diese Idee kam. Anscheinend fing alles an, als er ein YouTube-Video sah (an einem Tag, an dem er zu Hause lernen wollte, jetzt bin ich fertig, was soll ich jetzt tun). Vielleicht ging es in dem Video um Martin Klimas‘ Kunstprojekt „ Sonic Sculptures“ ? Vielleicht probiert jemand anderes etwas Neues aus?
Ich glaube, ich erinnere mich, dass er sagte, es sei irgendein YouTuber gewesen, der mit verschiedenen Dingen herumgespielt hat, die man mit Lautsprechern machen kann . Das scheint eher der Geschwindigkeit meines Sohnes zu entsprechen.
Zweite Frage: Wie haben Sie sich für die vorgestellten Lautsprecher entschieden? Antwort: Die Membranen waren wasserdicht oder sehr wasserbeständig und sie waren kleiner und handlicher. So viel Überlegung und Überlegung! Hier sind Bilder von vier, die er ausgewählt hat (Lautsprecher A – D):
Speaker ASprecher A
Speaker BSprecher B
Speaker CLautsprecher C
Speaker DSprecher D
Dritte Frage: Wie bringen Sie die Lautsprecher dazu, sich zu bewegen? Ganz einfach! Mit einem weiteren Kauf von ARC, einem gebrauchten Sanyo-Receiver! Aber es gab ein Problem, wie mein Sohn bemerkte. Die Filterkondensatoren (dazu müssen Sie googeln, um mehr zu erfahren) waren aufgebläht und mussten ersetzt werden (Wissen dank Mr. Carlsons Labor , noch mehr YouTube-Unterricht zu Hause). Nachdem wir sie durch zwei neue ersetzt hatten, hatten wir eine brauchbare Tonquelle.
Und die Details gehen noch weiter, aber was wäre, wenn wir Versuchsplanung (DOE) anwenden könnten, um die optimale Kombination von Funktionen und Einstellungen zu ermitteln? Genial! Mein Sohn sah mich mit schief gelegtem Kopf an und sagte: „Wie bitte?“ Ich gab eine sehr oberflächliche Erklärung, die er verstand und die ihn anscheinend zufriedenstellte (er ist übrigens 10 Jahre alt). Im Wesentlichen sagte ich: „Du willst wissen, welchen Lautsprecher du verwenden sollst, richtig? Nun, wie finden wir das mit deinem Receiver mit all diesen verschiedenen Optionen heraus?“ Und das war’s. Und hier kann Papa JMP in seiner ganzen Pracht vorführen (und meinem Sohn ein wenig von dem zeigen, was unser Unternehmen unseren Kunden bietet).
Geben Sie das DOE ein: Um die lange Geschichte etwas abzukürzen, hier ist, was wir getan haben:
- Zwei kontinuierliche Antworten: Radius des Spritzers vom Mittelpunkt des Kegels in cm und Spritzergröße
- Es wurde eine mittlere Spritzergröße gewünscht. Dies hatte seine eigenen Einschränkungen, keiner von uns war geduldig genug, die tatsächliche Größe der Tröpfchen zu messen, also erstellten wir ein Ersatzmaß: Keine, Klein, Mischung aus Klein/Mittel, Mittel, Mischung aus Mittel/Groß, Groß, Mischung aus Groß/Extragroß und Extragroß, was einer numerischen Skala entsprach: 0, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5 und 4, jeweils. Also nicht perfekt, aber hey, es wird gut genug funktionieren. 2 (oder mittel) wurde als ideale Größe angesehen, was eine Mischung aus kleinen, mittleren und großen Tröpfchen war, aber hauptsächlich mittel.
- Der maximale Radius war für eine maximale Ausbreitung über die Leinwand erwünscht (vergessen Sie nicht, wir machen Kunst)
- Drei kontinuierliche Faktoren: Lautstärke (10,30), Bassanteil (-10, 10), Höhenanteil (-10,10).
- Lautstärke: Der Drehregler reichte von 0 bis 100. Bei 0 wäre kein Ton zu hören und nicht nützlich, daher war 10 leicht zu lesen und wir konnten den Ton hören. Das war die untere Grenze. 30 wurde als obere Grenze gewählt, weil alles darüber dazu führen könnte, dass die Membranen (oder Lautsprecherspulen) dieser Lautsprecher mit niedriger Wattzahl brechen.
- Die Menge an Bässen und Höhen wurde so gewählt, da dies die Mindest- und Höchstwerte auf den Skalen waren.
- Drei kategorische Faktoren: Lautsprecher (vier verschiedene), Lautstärke (an/aus) und Hi-Filter (an/aus)
Wir wollten auch die Wechselwirkungen zwischen allen Faktoren und jegliche Krümmung in den kontinuierlichen Faktoren testen. Hier kommt JMP Custom Design ins Spiel. Wir haben das Obige eingefügt und ursprünglich ein Design mit 43 Durchläufen erhalten. Wir haben es der Sicherheit halber auf 48 geändert und auch, weil wir es konnten und Zeit dafür hatten. Jeder Durchlauf dauerte schätzungsweise ein bis zwei Minuten.
Hier ist der Aufbau des Experiments (Bild unten):
- Lied: Radioactive von Imagine Dragons
- Beginn und Länge des zu verwendenden Songs: Zeitstempel des Beginns 00:00 Min:Sek und Dauer 40 Sek.
- Flüssigkeitsvolumen: 10 ml (da es gleichmäßig in alle vier Lautsprecher passt)
- Flüssigkeit: Wasser, aber später, wenn die optimale Einstellung gefunden ist, wird verdünnte Acrylfarbe mit ähnlicher Dichte/Viskosität verwendet
- Lautsprecher an Lautsprecherausgang A und an die richtigen Ausgänge angeschlossen (musste etwas auswählen, da es vier mögliche Ausgänge zum Anschließen gab)
- Gespielt mit Mono-Einstellung, nicht mit Stereo (wir verwenden schließlich immer nur einen Lautsprecher gleichzeitig)
The SetupDie Einrichtung
Beispiel-Videoausschnitt eines einzelnen Laufs:
Nachdem wir die Daten gesammelt und mithilfe des im Tabellenfenster erstellten Modellskripts analysiert hatten, optimierten wir sie auf maximalen Radius und mittlere Spritzergröße.
Es sieht aus wie bei Lautsprecher A mit eingeschalteter Lautstärke und ausgeschaltetem Hi-Filter, der Lautstärke 30 verwendet, mit 10 für Bass und -10 für Höhen (aber 10 hätte auch funktioniert und die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass dies kein so wichtiger Faktor war). Eine kurze Anmerkung: Die Antworten waren mit Null aufgebläht, also hätte ich hierfür wahrscheinlich eine mit Null aufgeblähte Verteilung verwenden sollen (wie Gamma, das in der Persönlichkeit der verallgemeinerten Regression im Modell anpassen gefunden wurde), aber die Standard-Kleinstquadrate-Methode reichte aus, um die Grundidee zu verstehen (und es kam trotzdem ungefähr auf die gleiche Antwort heraus).
Damit haben wir noch ein paar Bilder gemacht und voilà! Kunst!
Speaker ArtLautsprecherkunst
Nachdem mein Sohn daran gearbeitet hatte, beschloss er, dass er seinen eigenen YouTube-Kanal haben wollte, auf dem er verschiedene andere Projekte rund um Elektronik vorstellen könnte. Das hat ihn wirklich zum Nachdenken gebracht.
Danke fürs Lesen!
Danke, dass du Chris geteilt hast und danke, dass du uns gezeigt hast, was ein wirklich großartiger Vater tut, indem du dir die Zeit genommen hast, mit deinem Sohn zusammenzuarbeiten, um ihm zu helfen, die Möglichkeiten zu erkunden.
