👴🏻 🙌🏼 💧 Crear un objeto de arte para Burning Man ⤴️ 👨🏻‍🚀 🗯️

Hola. Mi nombre es Sergey, y en este artículo hablaré sobre cómo hicimos un objeto de arte para el evento Burning Man. Hablaré sobre el aspecto técnico sin tocar el evento en sí. Bueno, apenas tocando.

Equipo Artmisto

En 2019, nuestro equipo llevó el proyecto Cocoonap al mayor evento artístico de Burning Man. Los miembros del equipo son principalmente de Ucrania, así como de América y Australia, solo 18 personas, de las cuales doce pudieron ir al desierto.

Artmisto Team Cocoonap

Art Object es una instalación cinética que cambia de forma con el tiempo. Es un capullo de madera, de casi 3 m de altura, montado en un marco de acero. El capullo en sí consta de cinco pétalos, que, abriéndose bajo la luz y el acompañamiento musical, se convierten en una flor. Luego, el centro de la flor se convierte en figuras de dos personas. Estas figuras toman alas metafóricas y luego la instalación se disuelve en la noche. El ciclo comienza de nuevo.

Participé en este proyecto como ingeniero mecánico. Todo lo relacionado con la transformación de los bocetos del diseñador en madera y hierro, dibujos, modelos 3D y cinemática estaba en mi área de responsabilidad.

Antecedentes

En octubre de 2018, mi vieja amiga Vova, a quien no había visto en unos diez años, me llamó y se ofreció a reunirse. Acababa de llegar de su primer BM2018 con ojos ardientes y sueños de llevar la instalación al desierto el próximo año. Y estaba buscando personas que de alguna manera pudieran ayudar. Acepté ayudarlo con los dibujos y las ideas para traducir sus sueños en hierro, pero nada más; para mí, ese viaje no encajaba en el presupuesto familiar o el horario. Pero, al involucrarse gradualmente en el proyecto, se hizo evidente que era necesario ir, e incluso mucho. Paralelamente, buscábamos personas que pudieran ayudarnos, porque había muchas tareas: pistas de sonido, luces de programación, electrónica de control y unidades lineales y controlarlas.

Requisitos de instalación y condiciones de trabajo.

En resumen, nuestra instalación debe ensamblarse y depurarse en Ucrania, transportarse a Estados Unidos, instalarse en el desierto y debe funcionar allí durante una semana.

Para hacer esto, debe cumplir con los siguientes requisitos:

Soporta caídas de temperatura de -10 a + 40
Resistente a vientos fuertes.
Trabajar en polvo continuo y tormentas de polvo.
Estar firmemente sujeto a la superficie
Sea seguro y resistente a los espectadores.

El desierto en el que se desarrolla el evento es el fondo de un lago seco, una sartén de muchos kilómetros rodeada de montañas. Durante el día, la temperatura puede elevarse por encima de los cuarenta grados, y por la noche caer por debajo de cero. Por lo tanto, todos los componentes electrónicos deben soportar tales cambios de temperatura.

Hay un viento muy fuerte en el desierto, barre las carpas y hace rodar a los kiters.
El segundo día, un huracán en nuestro campamento demolió una carpa de armazón para descansar, a pesar de todas las extensiones y anclajes de tornillo de 10 pulgadas.

Por lo tanto, el objeto de arte debe estar firmemente fijado a la superficie de la tierra. Sujetamos el marco de nuestro capullo con cables a cinco anclajes de taladro de un metro y medio, que se atornillaron alrededor del perímetro. Por cierto, los anclajes y el equipo para atornillarlos nos los proporcionaron los organizadores de BM.

La superficie del capullo está cubierta con placas estampadas, cada una con su propio patrón. La navegación es bastante grande, por lo que los elementos de potencia deben resistir el viento y no romperse.

Foto de Jonathan Clark

Un dolor de cabeza separado es el polvo. Un fuerte viento levanta nubes de polvo de la superficie, y son tan densas que no se pueden ver los dedos en un brazo extendido. Esto no es arena, es un polvo alcalino de arcilla fina que se adhiere a todo, penetra en todas partes y es imposible deshacerse de él. Por lo tanto, todas las partes móviles, como las varillas de los actuadores lineales, deben estar protegidas por corrugaciones, los rodamientos de bolas deben estar cerrados y todos los componentes electrónicos deben estar en los alojamientos. Debe haber filtros de aire adicionales para generadores.

Por la tarde, cuando la instalación no funciona, debe cerrarse y bloquearse para que no pueda abrirse manualmente. Y por la noche, cuando debería funcionar, debe comenzar el espectáculo y controlar la instalación y la audiencia para que no rompan nada de un exceso de sentimientos y no se lastimen. Esto fue monitoreado por asistentes nocturnos, dos personas cada uno.

Leave No Trace es uno de los principios del evento: el desierto debe permanecer igual después de ti que antes.

Por lo tanto, teníamos una carpa especial para trabajos sucios: las virutas y el aserrín son mucho más fáciles de ensamblar en una carpa que elegir entre el polvo. Pero teníamos una herramienta especial para la limpieza: cepillos y un rastrillo magnético.

¿Qué más hay que tener en cuenta al desarrollar?

El sistema imperial en América.

Nuestra instalación fue ensamblada y probada en Ucrania. Después de pruebas y ajustes, la parte de madera y la electrónica se desmontaron, empaquetaron y enviaron a los Estados Unidos; resultó ser mucho más barato que cortar piezas en Estados Unidos. Y el marco de acero ya debería haber sido soldado en los Estados Unidos. Por lo tanto, se seleccionaron todos los tamaños de materiales para que fuera posible comprar en el acto: por ejemplo, utilizamos tubos de acero de sección transversal rectangular de 50x25 mm (2x1 pulgada) y madera contrachapada con un espesor que es un múltiplo de fracciones de una pulgada - 12 y 6 mm.

Estas dimensiones ya se establecieron en la etapa de creación de un modelo 3D y dibujos.

Tensión de red

En Estados Unidos, la tensión de red es de 110 V, 60 Hz. Y los generadores estadounidenses lo producen. Por lo tanto, todas las fuentes de alimentación y cargadores que trajimos de Ucrania deberían funcionar con poca tensión. La mayoría de las fuentes de alimentación conmutadas modernas funcionan a 110 V sin problemas, pero algunas tuvieron que buscarse y verificarse con LATR. Por lo tanto, toda la herramienta eléctrica que condujimos al desierto tuvo que comprar en Estados Unidos.

En el desierto, está vacío

, por lo tanto, todo el hardware, rodamientos, consumibles y herramientas deben llevarse con usted y tener existencias, ya que un viaje a la ferretería más cercana puede tomar tres días. Y será muy decepcionante si el año de trabajo baja debido al hecho de que olvidó los sementales o tomó nueces insuficientes.

Artería

La burocracia de BM se minimiza. Incluso en la etapa de presentación de una solicitud para la colocación de un objeto de arte, se asigna un equipo de ARTery al equipo, que ayuda a resolver todos los problemas actuales: dibujos, suministro de energía, asistencia con equipos de construcción pesados, etc. ARTery es una división de los organizadores, diseñada en todos los sentidos para ayudar a los equipos que traen objetos de arte. Su tarea es hacer que el equipo tenga éxito.

Por ejemplo, los organizadores proporcionaron a nuestro objeto de arte máquinas para cavar trincheras y atornillar anclas de un metro y medio alrededor del perímetro del marco. Unas instalaciones más grandes proporcionaron grúas y ascensores. Naturalmente, completamente gratis.

Protección del generador

En el desierto necesitas llevar todo contigo, incluso sombra y electricidad. Se decidió alimentar nuestra instalación desde el generador. Pero, de acuerdo con los requisitos, el generador debe estar protegido y encendido. Por lo general, compran una caseta de perro preparada para esto y ponen el generador dentro, o construyen una caja especial.

Tenemos una solución a este problema que se pospuso hasta el último día. Y, ya en Seattle, cuando estábamos a punto de ir a la ferretería por un puesto, vimos a un hombre sacar una mesa de una casa vecina. El escritorio habitual, de un tamaño muy adecuado. Tomamos esta mesa, atornillamos redes de protección a los lados, bisagras de las puertas a las patas y la pusimos todo en la hoja de madera contrachapada que habíamos dejado en la caja de envío. Y decorado un poco.

Como resultado, en lugar de una caja aburrida para el generador, ¡tenemos un objeto de arte separado!

Etapas de desarrollo

Mi trabajo comenzó con esta imagen. De él tomé los contornos de un capullo y los usé como un boceto para un modelo en SolidWorks.

Las primeras representaciones del modelo. En esta etapa, la visión general del ensamblaje del capullo ya se entiende.
Una parte giratoria se desarrolló por separado, con su fuente de alimentación independiente, controladores y mecánica.

Luego ordenamos la fabricación de piezas, se cortó madera contrachapada de 12 mm con un molino, 6 mm con un láser.
Después de recibir las piezas: el ensamblaje y el ajuste de la cinemática, después de lo cual el desmontaje, el embalaje y el envío a los Estados Unidos.

La caja es visible aquí. Lo hice específicamente para que los detalles más grandes encajen allí: quillas de dos metros. Presta atención al anillo oscuro a la izquierda, hablaré un poco más tarde.

Algunas soluciones tecnicas

A pesar de que intenté usar componentes estándar lo más ampliamente posible, que se pueden comprar sin ningún problema tanto en Ucrania como en Estados Unidos, no había soluciones preparadas para algunos nodos, y tuve que inventarlos sobre la marcha. Algunas de estas soluciones parecen extrañas, pero resultó que funcionaron increíblemente.

En esta imagen, se ve un marco de acero con una altura de 700 mm. Y un pétalo, para escala.

El punto de unión del pétalo al marco. Cada pétalo se une al marco a través de dos cojinetes de la carcasa y dos inserciones de madera contrachapada.

Y aquí está la mecánica de las alas. El accionamiento lineal gira el eje a través de la te.

, . , . , , , – , , .

.
, .

Una palabra para Kostya, el señor de los actuadores.

Esta foto no es de producción. Este es el momento en que nos dimos cuenta de que muchas cosas no funcionan, y el programador principal se encuentra a más de 9 mil kilómetros y 10 zonas horarias de errores que necesita corregir. Por la mañana iremos al desierto y será problemático contactarlo, sin mencionar el hecho de que la depuración remota de software embebido no es una tarea fácil.

A primera vista, el diseño en su conjunto no parece muy complicado, pero el diablo está en los detalles. Logramos usar 8 microcontroladores, de los cuales 5 tuvimos que hacer o modificar el firmware.

Quería hacer todo lo más simple posible para ahorrar tiempo y reducir la probabilidad de sorpresas desagradables. Este "más simple" condujo al hecho de que las partes individuales eran realmente simples, pero su interacción era una pregunta poco clara hasta el último momento. Como resultado, el guión de control principal fue escrito después de que el hierro se fue a América. (El mismo programador que, desafortunadamente, no pudo acompañarnos).

También se debe tener en cuenta que este proyecto, que es bastante complicado en términos técnicos, tiene una fecha límite absolutamente ajustada. 70,000 personas que viven en Black Rock City no esperarán. No podemos pedirles que nos den otra semana para completar el trabajo. Y si no tenemos tiempo para terminar todo para esta semana a fines de agosto, entonces todo: todos nuestros esfuerzos, un año de trabajo y $ 11,000 desaparecerán. En el mejor de los casos, los organizadores nos permitirán volver el año que viene ... ¡Y eso no es un hecho! Por lo tanto, todas las soluciones técnicas se consideraron en términos de dificultades y tiempos. Desde el punto de vista de la ingeniería, muchas soluciones son caóticas, y si fuera producción en masa, entonces no vale la pena hacerlo. Pero para un proyecto único, eso es todo.

El segundo punto de la gestión del proyecto es que los ingenieros no pagamos dinero por ello. Y el proyecto es complejo, requiere mucho tiempo y de alguna manera es necesario estimular a las personas. Resultó que la motivación interna, la conciencia o cómo llamarlo es un incentivo suficiente ... Si todos los participantes del proyecto ven que todo está bien organizado y estamos avanzando hacia el objetivo, entonces solo hable con la persona, mire con una mirada de reproche para que funcione, trabaje rápidamente y a tiempo .

Como sucede a menudo con proyectos exitosos, pero tenemos un proyecto exitoso: tuvimos éxito y nada (bueno, casi) se rompió, la arquitectura interna no brilla con gracia. Uno quiere exclamar: “¡No hagas esto! ¡Aprende de nuestros errores! Por supuesto, esto debería hacerse si no fuera un proyecto único. Y aquí lo principal es llegar a tiempo. Además, la complejidad de la arquitectura es causada por la presencia de una parte giratoria, lo que significa la necesidad de energía de la batería y la transmisión inalámbrica de comandos. Por cierto, luego resultó que la parte fija, que funciona con el generador, también debe tener energía de respaldo en caso de que la tormenta se desate repentinamente, será necesario cerrar urgentemente el capullo y el generador se romperá. Y de acuerdo con la ley de la maldad, ciertamente se habría roto en este caso. Además, violamos las reglas de operación y no cambiamos el aceite después de ponerlo en funcionamiento.

Los generadores se descomponen allí a menudo, pero aquí tenemos suerte. En general tuvimos suerte. Muchos objetos, especialmente los complejos, no tienen tiempo para comenzar a tiempo, y dada la cantidad de jambas que hicimos, esto debería habernos sucedido. Nunca hemos montado y ejecutado todo el sistema, ¡y por primera vez vimos cómo funciona solo en el desierto! ¿Es arriesgado? Sí, pero tuvimos suerte. Otro ejemplo de suerte: fue necesario corregir los errores en el script de control principal y me pregunté cuánto tiempo me tomaría descubrir el código Python de otra persona (en calor + 40C). Ya era imposible contactar al desarrollador, porque Con las comunicaciones en el desierto, todo está mal. Y luego resulta que el chico a mi lado es un programador altamente calificado y puede hacer todo sin mi participación, mientras que mientras tanto puedo seguir soldando la electrónica.

Como se puede ver en las figuras y el video, los pétalos externos se abren y cierran mediante actuadores lineales eléctricos con una carrera bastante grande de la varilla (400 mm). Las aletas son accionadas por actuadores más pequeños, y las figuras mismas generalmente son movidas por actuadores con una carrera de las varillas de aproximadamente 30 mm. La parte central (con figuras de personas y alas) es girada por un motor paso a paso. Sin caja de cambios - accionamiento directo. La parte central es bastante inercial y el par motor no es suficiente para la aceleración "instantánea", por lo que un arranque suave se hace suave. Pero nadie se dio cuenta de que, además de superar la inercia, se necesita un par para vencer la fuerza del viento. Especialmente cuando las alas desplegadas crean un viento significativo. Como resultado, incluso un ligero viento detuvo la rotación.

Pero la sincronización de la música, la cinética y los efectos de iluminación resultaron ser simples. Todo se sincroniza justo a tiempo. Para lograr belleza y sincronismo, resultó suficiente escuchar música con un cronómetro varias veces y grabar los tiempos de activación / desactivación de los efectos en el guión principal.

El script principal en sí está escrito en Python y se ejecuta en Windows. Inicia el secuenciador de música y luego le da comandos UART a través de USB a Arduinka, que se instala en la parte fija del objeto artístico. (Una computadora con Windows está cerrada en una caja separada y controlada por un NumPad inalámbrico). Dependiendo del comando, Arduinka enciende / apaga la rotación del motor paso a paso, impulsa a los actuadores a abrir los pétalos o transmite el comando a través de WiFi a la parte giratoria. Además, también envía datos a cintas de LED WS2812 controlados por RGB.

Para controlar el secuenciador de música, se hizo un control remoto MIDI en forma de huevo al estilo steampunk.

Para no cargar a un Arduinka con demasiadas funciones, el control de motores y WiFi se realiza utilizando 4 (!) Controladores intermedios con sus propios programas. Como nos pareció, esto nos permitirá dividir el desarrollo en partes, confiarlas a individuos y así ahorrar tiempo. Es difícil decir si fue posible guardarlo ...

El controlador del motor paso a paso proporciona un arranque suave, aumentando linealmente la velocidad de rotación de cero a 2 revoluciones por minuto. El firmware está escrito en metal desnudo, sin Arduino. Parecía más simple, aunque el hierro en sí mismo es Arduino-nano. Surgieron problemas con el chip controlador de stepchip - TB6560. Ningún truco en ninguno de los modos logró alcanzar una corriente de 2 amperios. El máximo es de 1 amperio, a pesar de la potencia de 24 voltios. Como resultado, la resistencia al viento de la estructura fue 2 veces menor que el potencial.

Así es como se ve el conductor de shagovik después de 10 días en el desierto. Pero el polvo no afectó el rendimiento.

La gestión de la parte giratoria del objeto artístico se realizó en el ESP8266 a través de WiFi. Se temía que la implementación de WiFi llevara mucho tiempo, que algo saliera mal, pero, sorprendentemente, esta parte se realizó rápidamente y funcionó a la perfección.

El controlador del actuador es técnicamente el conjunto de microprocesador más sofisticado. Teóricamente, podría ser reemplazado por un relé banal, pero sucedió que en el trabajo tengo muchos controladores de actuadores diferentes, por lo que al usar un dispositivo o relé complejo, casi no hay diferencia horaria. Los controladores industriales, por otro lado, tienen muchas características útiles, como la protección contra sobrecorriente. Pero lo más importante, tienen una batería de litio con un controlador de carga. También existe BLE, pero en el momento del desarrollo de nuestro capullo, aún no se había terminado a nivel de producción y decidí no arriesgarlo. WiFi parecía mucho más seguro en términos de un rastrillo.

El único problema con este controlador industrial es que se controla a través de un bus propietario, y no solo alimentando niveles lógicos. Afortunadamente, rápidamente encontré en el trabajo entre los tableros basura "basura" que convierten los cierres de contacto en comandos en el autobús. En general, resultó una solución que nadie puede repetir, pero en nuestro caso esto no es necesario. El proyecto es de una sola vez. ¡Lo principal es que hay piezas de repuesto! Por cierto, casi todo el hierro fue transportado al desierto con componentes de respaldo. La excepción fue un motor paso a paso debido al precio de 600 euros y los actuadores de la parte giratoria, como Son mega confiables. Incluso las plantillas de madera contrachapada se han duplicado.

La parte giratoria funciona con 4 baterías diferentes. El más grande de ellos, litio a 55 vatios hora, 24 voltios, alimenta los actuadores. Al mismo tiempo, se carga una batería idéntica desde el generador en la parte fija de la instalación. Una vez al día, las baterías se cambian manualmente y el espectáculo continúa. Como ha demostrado la experiencia, 55 vatios-hora fueron suficientes hasta la marca. Suerte de nuevo.

Sería posible hacer convertidores de 24 voltios a otros voltajes, pero resultó ser más rápido y fácil de usar baterías separadas. El banco de energía de cinco voltios habitual alimentó el módulo WiFi ESP8266 durante casi una semana sin recargar. Los hilos LED estaban alimentados por varios pares de baterías AA, simplemente se cambiaban periódicamente. Los filamentos de neón frío también funcionaban con un par de baterías AA, pero separadas.

El neón frío generalmente traía muchos problemas. Funciona con voltaje de alta frecuencia (~ 100V) de alta frecuencia (~ 1000Hz), que es generado por numerosas variedades de convertidores chinos. Probamos varios de estos convertidores, y todos ellos se quemaron o quemaron los hilos de neón después de un tiempo corto e impredecible. ¡Parecía que este frágil artilugio se apaga incluso de una mirada de reojo! Es curioso que para las personas "comunes", el neón frío funcione sin problemas, por lo que no esperamos una captura de este lado. Aparentemente usamos una longitud de hilo mucho más larga que los usuarios comunes. Al final, encontramos un convertidor que nunca se quemó y no quemó nada. El convertidor es de baja potencia, tiene una duración de 5 metros y funciona con 2 pilas AA. Sospecho,que fue su baja potencia y baja potencia de las baterías en sí las que las protegieron del agotamiento. Quizás alguien sepa la razón del funcionamiento poco confiable de otros convertidores. Sería muy interesante saberlo.

Pero en el desierto, sin acceso a Internet y unas pocas horas antes del lanzamiento oficial de Burning Man, ya no tuvimos tiempo de resolverlo y simplemente solde 5 de esos convertidores a nuestros hilos y nos olvidamos de esta pesadilla. Por cierto, soldar en el calor con viento constante es un entretenimiento separado. Además, no puede dejar caer gotas de soldadura y cortes de cables al suelo, por lo que debe soldar con cuidado, por encima de la caja. Afortunadamente, alguien compró un soldador con un regulador de temperatura, que puede mantener la temperatura de la punta, independientemente de la intensidad del enfriamiento, que sopla con el viento. Y el hecho de que el polvo también vuela no fue un problema, solo use gafas de esquí que protejan sus ojos perfectamente. Como resultado, el polvo no afecta la calidad de la soldadura en sí.

Con la excepción del zoológico de baterías, la parte giratoria está diseñada de manera similar a la parte fija y utiliza un circuito similar para conectar el controlador del actuador.

Mirando hacia atrás, podemos decir que algunas de las soluciones técnicas fueron exitosas (usando actuadores), algunas no lo fueron (un motor paso a paso para rotar la parte central), y algunas fueron una verdadera pesadilla de un ingeniero (falta de retroalimentación sobre las alas plegables). Incluso ahora, mirando el video de nuestro arte, me temo que el comando de plegado no funcionará (WiFi de todos modos), o la batería se sentará o algo así, y los pétalos externos comenzarán a cerrarse y romper toda la estructura (el actuador proporciona 600 kg de fuerza, exactamente suficiente).

Después de configurar el software, recopilamos todo, lo cargamos en los automóviles y lo llevamos al desierto. ¡Vamos!

Linea de entrada

Construcción playa

Nuevamente, Sergey en el aire de

Playa es una plataforma redonda en medio de Black Rock City, diseñada para instalar los principales objetos de arte. En su centro, The Man está instalado, justo al norte de The Temple: estos son los dos principales objetos de arte construidos por los organizadores.

Llegamos cuatro días antes de la apertura oficial, y tres de ellos se gastaron en armar nuestro capullo.

Obtuvimos un punto de los organizadores, las coordenadas donde debería instalarse nuestro capullo. ¡Comienza la construcción! Durante tres días recolectamos nuestro capullo. Se dedicó mucho tiempo a instalar paneles decorativos y pegar tiras de LED en los pétalos.

Divertida historia sobre el fakap encantador

, : , , . : , . !

, , , .

, , .

-, .

, , .

, , . , - , . , , , 5 .

?? , . – – … – , , 3-4 . ! – .

A continuación, algunas fotos del sitio de construcción.

Los paneles decorativos están dispuestos en orden.

Instalación de paneles decorativos.

Alrededor del marco hay banderas rosadas que marcan las anclas. Estamos esperando una máquina para torcer anclajes.

En el desierto, incluso la sombra debe llevarse contigo.

Colocando los pétalos.

Mayan Warrior viene a nosotros, nos trae música.

Gracias al hecho de que hicimos todos los subsistemas de instalación uno tras otro, y los enviamos a los Estados Unidos con varios paquetes, vimos nuestra creación ya ensamblada en Playa.

Sentimiento increíble!

Como resultado de los esfuerzos de cada miembro de nuestro maravilloso equipo, pudimos construir nuestro capullo varias horas antes del inicio oficial del evento. Estamos bien hechos!

Y luego, hubo una semana de espectáculos y comunicación con el público.

Sorprendentemente, a pesar de las duras condiciones, nuestra instalación funcionó durante una semana como reloj, sin averías ni problemas especiales.

Al final del evento, desmantelamos nuestra instalación. Se quemaron piezas eléctricas de madera, y paneles decorativos que entregamos parcialmente en la playa como recuerdos, y parcialmente llevados al Dnieper.

Esto concluye mi historia y sugiere ver un video del proceso de ensamblaje.

Gracias por la atención.

Crear un objeto de arte para Burning Man