在居家/在家工作/在家教育的這些日子裡,許多有關新冠病毒的圖表、表格、模型和統計數據被報導和發布。還有大量令人恐懼、憤怒、鼓舞和/或悲傷的故事、傳說、指控、報告和建議。這篇文章不是這些。這是一篇簡單的文章,表達了對有機會花更多時間陪伴我的兒子(並從事 STEAM 計畫)的感激之情,儘管它的起源是這樣的。
這一切都始於幾天前,當時我的兒子帶著他從 ARC(美國的一家舊貨店)購買的揚聲器箱中取出的幾個揚聲器來找我。他想用它們濺出的油漆來製作一些藝術(他最終稱之為揚聲器藝術)。但他問道,是哪個演講者呢?
好吧,我還得問幾個問題。你從哪裡得到這個想法的?您是如何決定向我介紹的演講者的?你要如何讓揚聲器移動?哪種油漆?什麼體積?低音?高音?能為我們帶來最佳結果的設定和功能的最佳組合是什麼?結果如何?什麼是最佳的?我想你們中的一些人已經知道我要如何處理這個問題了。
讓我們從他從哪裡得到這個想法開始。顯然,這一切是從他看到 YouTube 影片開始的(在「現在我已經完成了在家教育,我現在該做什麼」的一天)。也許該影片是關於 Martin Klimas 的Sonic Sculptures藝術計畫?也許其他人正在嘗試新事物?
我想我記得他說過某個 YouTuber 正在搞亂你可以用揚聲器做的不同事情。這看起來更像我兒子的速度。
第二個問題:您是如何決定演講嘉賓的?答案是,錐體是防水的或非常防水的,而且它們更小,更容易管理。這樣的道理和想法!以下是他選擇的四位演講者(演講者 A – D)的照片:
Speaker A演講者A
Speaker B演講者B
Speaker C演講者C
Speaker D演講者D
第三個問題:如何讓揚聲器移動?簡單的!又從 ARC 購買了二手三洋接收器!但我兒子指出,有一個問題。濾波電容器(您必須透過 Google 搜尋才能了解更多資訊)鼓起,需要更換(感謝Carlson 先生的實驗室提供的知識,還有更多 YouTube 在家教育時間)。因此,在我們用兩個新的替換它們之後,我們就有了可行的聲音來源。
細節還在繼續,但如果我們可以應用實驗設計 (DOE) 來確定功能和設定的最佳組合呢?傑出的!兒子歪著頭看著我說:“說什麼?”我做了一個非常隱晦的解釋,他明白了,這似乎讓他感到滿意(順便說一句,他已經 10 歲了)。本質上,我說,「你想知道要使用哪個揚聲器,對嗎?那麼,我們如何才能知道如何使用您的接收器與所有這些不同的選項?就是這樣。在這裡,爸爸可以展示JMP的所有榮耀(並向我兒子展示我們公司為客戶提供的一些產品)。
輸入能源部:這麼長的故事變得更短了,這就是我們所做的:
- 兩個連續響應:距圓錐中心的飛濺半徑(公分)和飛濺尺寸
- 需要中等的飛濺尺寸。這有其自身的警告,我們都沒有足夠的耐心來測量液滴的實際尺寸,因此我們做了一個替代測量:無、小、小/中混合、中、中/大之間混合、大、大之間混合/Extra Large 和 Extra Large,分別對應數字刻度:0、1、1.5、2、2.5、3、3.5 和 4。所以並不完美,但是嘿,它會工作得足夠好。 2(或中號)被認為是理想尺寸,它是小、中和大液滴的混合,但大部分是中號。
- 最大半徑是為了在畫布上最大程度地展開(不要忘記,我們正在創作藝術)
- 三個連續因子:音量 (10,30)、低音量 (-10, 10)、高音量 (-10,10)。
- 音量:刻度盤讀數從 0 到 100。0 表示沒有聲音,沒有用處,因此 10 很容易讀取,我們可以聽到聲音。那是下限。選擇 30 作為上限,因為任何更多的值都可能導致這些低瓦數揚聲器上的錐體(或揚聲器線圈)破裂。
- 選擇低音和高音的量是因為這是錶盤上的最小和最大讀數。
- 三個分類因素:揚聲器(四種不同的)、響度(開/關)和高濾波器(開/關)
我們還想測試所有因素之間的相互作用以及連續因素中的任何曲率。輸入JMP 客製設計。我們插入上面的內容,最初得到了 43 次運行的設計。我們將其改為 48 是為了更好地衡量,也是因為我們可以而且我們有時間。每次運行預計需要一到兩分鐘。
這是實驗的設定(下圖):
- 歌曲:Imagine Dragons 的《放射性》
- 要使用的歌曲的開始和長度:開始時間戳 00:00 分鐘:秒和持續時間 40 秒。
- 液體體積:10 mL(因為它可以始終適合所有四個揚聲器)
- 液體:水,但稍後當找到最佳設定時,將使用具有相似密度/黏度的稀釋丙烯酸塗料
- 將揚聲器連接到揚聲器輸出 A 和右側輸出(必須選擇某些內容,因為有四個可能的輸出可以連接)
- 使用單聲道設定播放,而不是立體聲(畢竟我們一次只使用一個揚聲器)
The Setup設定
單次運行的範例影片片段:
在收集資料並使用「表格」面板中建立的模型腳本進行分析後,我們針對最大半徑和中等飛濺尺寸進行了最佳化。

看起來揚聲器 A 的響度打開,高濾波器關閉,使用音量 30,低音為 10,高音為 -10(但 10 也可以工作,結果表明這並不是那麼重要的因素)。需要注意的是,響應是零膨脹的,所以我可能應該使用零膨脹分佈(就像在擬合模型中的廣義回歸個性中發現的伽瑪),但標準最小二乘足以得到基本的想法(並且它仍然有效)的答案大致相同)。
有了這個,我們又畫了幾幅畫,瞧!藝術!
Speaker Art音箱藝術
完成這項工作後,我的兒子決定他想要自己的YouTube 頻道來進行各種其他電子專案。這確實引起了他的思考。
謝謝閱讀!
感謝您與Chris的分享,也感謝您通過抽出時間與您的兒子一起幫助他探索可能性,向我們展示了一位真正偉大的父親所做的事情。