"UFA" Thesis - ISIA Florence

DALLA VOCE ALLA LUCE

IndiceII Premessa III Introduzione al lavoro; Oggetto e interazione

1 Metaprogetto3 Il seme del progetto3 Scopo del progetto3 Corpus d’analisi : Ricerca di mercato sulla lampada a LED, oggetti interattivi5 Utente Modello:5 Valori e usi da comunicare:8 Percorso narrativo possibile8 Stilema

11 Proposta Progettuale13 Lampada ad interfaccia multimediale

19 Sviluppo del prototipo funzionante20 Analisi della forma21 Percorso progettuale25 Studio dei materiale

37 Considerazioni fisiche42 Analisi degli effetti cromatici

49 Strategia di produzione52 Analisi produttive55 Sviluppo dei software e interfaccia56 Manuale per utente66 Commercializzazione

69 Tecnologia72 Studio dell’Arduino75 Studio di LED 76 Studio del motore passo passo76 Effetti fonici77 Paraboloidi: microfono parabolico

78 Conclusione79 Ringraziamenti81 Bibliografia

II

Premessa

Sono cresciuta in un posto dove c’era il cielo più pic-colo del mondo. A Tokyo, in Giappone, era il momento dello sviluppo economico e del consumismo. Invece di lasciar crescere alberi, si costruivano tanti grattacieli che coprivano le stelle. Le persone vivevano per lavo-rare, consumare le cose; dovevano correre dalla culla alla tomba senza fermarsi a riflettere sulle loro vite. Da ragazza non ho mai patito particolari scomodità, perché qualsiasi cosa era disponibile per essere ac-quistata ventiquattro ore al giorno, sette giorni alla settimana (24/7) . Riempivo la mia camera con tan-ti oggetti inutili che dopo un po’ dovevo buttare, mi sentivo come se ci fosse qualcuno che mi spingesse in una direzione verso cui non volevo andare. Poi, un giorno, mi sono fermata e ho deciso di cambiare stra-da.

Per noi giapponesi, l’Italia è da sempre il paese della bella vita, in particolare la immaginavo come un pa-ese dal ritmo di vita lento e contemplativo. Proprio quello di cui sentivo il bisogno!Così decisi di partire. Mi ritrovai a Firenze, in un’altra dimensione, dove il tempo scorreva lentamente; ero immersa nella bel-lezza dell’arte frutto di secoli di storia. Mi colpì la ric-chezza culturale di un patrimonio conservato nel tem-po, e decisi di apprenderne tutti suoi aspetti: la lingua; il cibo;l’arte; l’amicizia; gli aspetti sociali.

Dopo qualche anno dal mio arrivo in Italia mi sono però trovata a fare un lavoro poco stimolante; mi sentivo di nuovo trasportata in una vita di routine. Ho deciso al-lora di cambiare nuovamente strada, di fare qualcosa di creativo che fosse frutto del mio pensiero. Presa coscienza di non averne le capacità tecniche decisi d’iscrivermi all’università per studiare il design e la comunicazione presso ISIA Firenze. Fino ad all’ora non avevo l’attitudine a osservare le cose che mi cir-condavano. Usavo gli oggetti senza interrogarmi sul loro funzionamento. Man mano che proseguivo con gli studi, acquisivo un metodo di progettazione degli og-getti e prendevo sempre più coscienza di come questi avessero la capacità di comunicare. Facendo le pri-me esperienze nella progettazione, sperimentai varie tecniche come ad esempio il kirigami e il ready-made soprattutto cimentandomi nella creazione di oggetti per l’illuminazione, e ne rimasi affascinata.

III

Introduzione al lavoro; Oggetto e interazione

Nella prima vacanza dopo la fine del primo semestre di scuola, sono tornata in Giappone. Fu bellissima la sensazione che provai nel sentirmi come se fossi andata in un paese nuovo e non nel paese dove sono nata. Forse perché gli anni di vita all’estero mi ave-vano cambiata , al mio rientro in Giappone mi sentivo come se fossi tornata bambina e mi stupivo di tutto, vedevo tutto con occhi nuovi, l’esperienza e la cultura maturata grazie agli anni di studio all’ISIA mi avevano dotato di una “nuova vista”: gli oggetti, gli edifici, gli stili di vita mostravano adesso aspetti che mai prima ero stata in grado di decifrare.

Un giorno accompagnai il mio ragazzo in un quartie-re di Tokyo interamente dedicato all’elettronica, dove rimanemmo esterrefatti dalla quantità di piccoli e più o meno incomprensibili oggetti che sprizzavano luci e suoni. Lì quasi come se fossero souvenir, compram-mo svariati componenti elettronici tra cui dei power LED ( LED ad alta potenza ) di diverso colore, con l’intenzione di farci degli esperimenti in futuro. Quel giorno anche se inconsapevolmente nacque il pro-getto della UFA, la lampada oggetto di questa tesi. Fu quell’esperienza infatti che mi suscitò la curiosità di utilizzare l’elettronica come strumento coadiuvante nella progettazione degli oggetti. Subito dopo infatti, durante le vacanze estive in una meravigliosa Puglia, con l’aiuto del mio ragazzo e di suo padre creammo un piccolo circuito per far funzionare i LED RGB. Ri-masi affascinata degli effetti cromatici che l’ombra della mia mano, illuminata dai colori primari della luce, proiettava sulla parete: la mia mano generava ombre i cui bordi si arricchivano di colori secondari. Questo fenomeno totalmente inaspettato suscitò il desiderio di creare un oggetto in grado di riprodurne l’effetto. Fu naturale a quel punto cercare un modo per coordinare i colori tramite un’interfaccia, ed è qui che venni a conoscenza di Arduino, un micro control-ler, divenuto molto popolare nel mondo del physical computing, in grado di essere programmato dagli utenti per controllare sensori e attuatori; nel nostro caso microfoni, motori, led, interruttori. La lampada UFA stava iniziando a prendere forma! Facendo poi alcune ricerche su internet rimasi affa-scinata dalle molteplici possibilità che Arduino met-teva a disposizione, e di come fosse relativamente semplice fare delle cose che prima mi sembravano assolutamente fuori dalla mia portata. Mi convinsi di voler provare a utilizzare Arduino nella progettazio-ne di una lampada capace d’interagire con l’utente in maniera originale, cambiando colore o intensità della luce o posizione in base ai desideri dell’utente.Man mano che le mie ricerche sull’argomento an-davano avanti l’idea di come affrontare il problema dell’interfaccia prendeva vita. Osservando lo stato dell’arte del mondo dei videogiochi, in particolare os-

servando il funzionamento della Xbox tramite inter-faccia Kinect fui stimolata dall’idea di poter interagire con UFA “senza” nessun tipo di protesi, ad esempio usando la voce, per inviare comandi alla lampada. Optammo quindi per la scelta di un sistema vocale in particolare immaginammo un sistema in grado di percepire ed interpretare melodie fischiettate dall’u-tente. Questo sistema anche se non inizialmente intu-itivo e necessitante di un periodo di apprendimento da parte dell’utente, ci sembrò un sistema ludicamente interessante e divertente.

Capitolo 1:

Metaprogetto

3 Metaprogetto

Il seme del progetto

Considero la fase del metaprogetto come la parte più importante di tutto il processo progettuale: una pre-parazione precisa; ricerca sulla concorrenza; definire la strategia di marketing, impostare il percorso pro-duttivo. Senza questi passaggi nessun prodotto potrà mai uscire sul mercato. La progettista deve avere l’obiettività di porsi dal lato dell’utente, domandandosi: “Ma vorrei mai comprare questo prodotto? “. Deve avere il coraggio di accetta-re consigli e critiche dei colleghi. E anche deve avere la pazienza di tornare alla fase del metaprogetto se avverte di aver commesso errori o non aver tenuto debitamente conto di indicazioni emerse sul progetto; alla fine sicuramente la qualità del prodotto risentirà positivamente di questa particolare cura progettuale.

Scopo del progetto

Descrizione delle funzionalità della lampada UFA

> Memorizza i comandi sonori dell’utente e li attua secondo programmi impostati dall’utente stesso; alla ricezione di un comando sonoro fornisce un feedback sonoro immediato riproducendo il comando appena ricevuto.

Progetto Prototipo

> Solleva o abbassail paralume diffusore secondo il comando dell’utente.

Progetto Prototipo

> Coordina i colori dei LED (RGB).

Progetto Prototipo

> Capace di coordinare l’intensità luminosa e la frequenza di lampeggiamento dei LED(RGB), ovvero può organizzare un’animazione luminosa.

Progetto Prototipo

> Capace di verificare il rumore di fondo dell’ambiente in cui è installata, in modo tale da dare un feedback, per esempio: lampeggiare per avvisare che il rumore di fondo della’ambiente ha superato un certo livello.

Progetto Prototipo

Lo scopo principale di una lampada non è solo quello d’illuminare un ambiente. La lampada pur essendo un mezzo senza contenuto tramite la sua luce è in grado di creare uno spazio sociale altrimenti non fruibile. Quest’idea venne introdotta da Marshall McLuhan 1 nel libro “Understanding Media” del 1964 l’autore espone la tesi che “Il medium è il messaggio”.Questo concetto è stato preso come punto di partenza per la progettazione della lampada oggetto di questa tesi, la quale però si propone di ampliare le possibi-lità formali nella creazione dello spazio attraverso la capacità di variare a livello qualitativo la luce in mol-teplici modi, quali, variazione cromatica e variazione della diffusione, non solo in maniera istantanea, ma soprattutto grazie a interpolazioni temporali. L’inten-to quindi è quello di creare una lampada che non è solo un mezzo esente di contenuto, ma altresì capace di comunicare sensazioni, idee, messaggi. Inoltre si è cercato di completare il sistema di comunicazione rendendolo bilaterale attraverso lo studio e l’imple-mentazione di un’interfaccia capace di esprimere interazioni fra utente e oggetto tramite un linguag-gio più di alto livello, intendendo con questo, la cre-azione di un protocollo di comunicazione più vicino al linguaggio umano. La lampada infatti presenta un sistema di riconoscimento sonoro, capace d’interpre-tare melodie prodotte dell’utente, traducendole in messaggi (comandi). Il risultato di questa sperimen-tazione consiste dunque nella creazione di un siste-ma interattivo di complessità elevata, che implica una indeterminazione dell’utilizzo finale da parte dell’u-tente, consentendogli una vasta gamma di interazioni attraverso un approccio ludico.

Corpus d’analisi : Ricerca di mercato sulla lampada a LED, oggetti interattivi

«Individuazione di prodotti e aziende direttamente o indirettamente concorrenti; stabilire il posizionamen-to ( funzioni/valori; media/progetto di comunicazione) attraverso la ricerca di isotopie che permettono di co-stituire un corpus pertinente.»2

1 - Marshall Mc Luhan (21 luglio, 1911 – 31 December , 1980)Teorico della comunicazione, esperto di media, filosofo, critico letterario, esperto di letteratura inglese, educatore. In particolare fu fra i primi a immaginare e teorizzare, con trent’anni di anticipo, la creazione del cyber-spazio.

2 - DENI, Michela 2008 - La semiotica e il progetto. Design, comunicazione e marketing, Milano: Franco Angeli

4 Metaprogetto

Tian Xia lampada a sospensione di ArtemideCarlotta de Bevilacqua 2003MATERIALI: Alluminio, resina termoplastica, film tra-slucido

Struttura in alluminio lucido con finitura a specchio; diffusore in resina termoplastica, con film traslucido,

finitura specchio. TianXia utilizza tre sistemi luminosi per luce diretta, indiretta e diffusa. Luce diretta: si-stema Metamorfosi, costituito da sorgenti alogene con I filtri dicroici rosso, verde e blu che consentono di ottenere infinite atmosfere di luce colorata. Luce diffusa: sistema RGB che produce 6 varianti di luce colorata e una di luce bianca, costituito ad sorgenti fluorescenti linea posizionate nella intercapedine del cilindro diffusore. Luce indiretta: sorgente alogena. Attraverso un telecomando è possibile gestire sepa-ratamente i tre sistema luminosi, richiamare 10 at-mosfere standard, crearne e memorizzarne ulteriori 10 e agire sull’intensità luminosa. Qualche anni fa avevo visto questa lampada, fu bellissima, nonostante la struttura era abbastanza semplice come la forma del cilindro, ma c’era la sua presenza affascinante. Il costo era molto elevata, ma a volte questo prezzo alto dà fiducia ai consumatori. Il punto di vista utilizzo del telecomando, per il mio progetto potrebbe sostituire allo schermo di smart-phone, oppure del computer.

Hanabi, lampada termosensibileOki SatoLeghe a memoria di formaNendo, 2004

La parola giapponese Hanabi è formata dagli ideo-

grammi “fiore” e “fuoco”, ovvero “fuoco d’artificio”. Il termine esprime il concept della lampada progetta-ta da Nendo, un gruppo di giovani designer giappo-nesi, che rappresenta la vocazione sperimentale e la poetica minimale del progetto orientale. Il progetto esprime la sintesi tra la semplicità formale e la raf-finata eleganza estetica. La lampada applica I mate-riali intelligenti e le tecnologie avanzate per attribuire all’oggetto luminoso inedite prestazioni con effetti formali mutevoli. La struttura di Hanabi è realizzata in mitilo, una lega metallica a memoria di forma SMA 3 realizzata in nichel e titanio. La lampada sensibile reagisce al calore prodotto dalla lampadina accesa, reagendo con un movimento che apre progressiva-mente le lamelle a petali della struttura, creando un effetto organico simile alla fioritura. Con una reazione reversibile, quando la luce si spegne e la lampada si raffredda, la struttura sensibile si chiude lentamen-te e ritorna alla configurazione iniziale a guscio. La struttura si muove senza alcun meccanismo o ener-gia, tranne quella termica prodotta dalla lampadina accesa. L’oggetto luminoso esprime le inedite pre-stazioni con effetti formali mutevoli che coinvolgono il soggetto in una nuova esperienza interattiva e agi-scono sul comportamento e sulle abitudini quotidia-ne. Presentata al Salone internazionale del mobile di Milano nel 2006, attualmente Hanabi è autoprodotta da Nendo in serie limitata.

CMYK + RGB lamp by dennis parrensDennis ParrenEindhoven 2011

Tre luci colorate sono installate in oggetti di metallo piegato. La loro luce riflessa sulla parete si sovrap-pone e interagisce in molti modi, creando un arabe-sco di forme e colori. Appaiono ombre da tre diverse combinazioni di colori e, a volte, due o, in alcuni casi,

3 - SMA I materiali a memoria di forma rappresentano una classe di materiali metallici dalle inusuali proprietà meccaniche. In particolare, con il termine leghe a memoria di forma (Shape Memory Alloys, SMA’s, o LMF) si indica un’ampia classe di leghe metalliche, scoperte abbastanza recentemente, che hanno come caratteristica principale quella di essere in grado di recuperare una forma macroscopica pre impostata per effetto del semplice cambiamento della temperatura o dello stato di sollecitazione applicato, sono cioè capaci di subire trasformazioni cristallografiche reversibili, in funzione dello stato tensionale e termico.

5 Metaprogetto

mostrano un colore puro: puro ciano o magenta. La lampada RGB proietta luci colorate attraverso pic-colissimi fori presenti sulla calotta diffusore crean-do un effetto cromatico “a galassia” sulla parete del soffitto.Il designer Dennis Parren dice “ ... Questa lampada è stata progettata non per essere capita ma per mo-strare che la luce è l’unica proprietaria del colore”.

Possiamo definire le lampade CMYK e RGB come “in-stallazioni cromatiche”. Personalmente ho tratto una forte ispirazione per la mia lampada UFA da questi due progetti.

Utente Modello:

« Articolare concretamente dei modi di vivere per individuare il cliente/utente modello e il suo mondo possibile ponendosi alcune domande: cosa mangia, cosa beve, cosa ascolta, quali sono i suoi consumi cul-turali (libri, spettacoli, tv, quotidiani, riviste, gusti ci-nematografici, siti, ecc.), dove vive, cosa fa, dove va in vacanza, età, livello di studio, locali frequentati, moda e abbigliamento, ideologia politica e tutto quanto pos-sa riguardare lo stile di vita del possibile utente.4

1. Luigi: italiano, maschio, età 36 anni, architetto. Non è sposato ma è fidanzato. Il suo carattere è molto cu-rioso, segue le tendenze di moda.Creare un’atomosphera accogliente adatta alla sua abitazione.

2. XO : uno studio di Web design; presso San Fran-cisco - USA. Circa venti persone fra programmatori, graphic designer..Dare stimolo creativo. Evitare il brusio di fondo pro-dotto dalle chiacchiere fra colleghi. Concept Art Cafe; presso Milano. Un locale spazioso, le persone vengono a godere un momento rilassan-te: leggere un libro, riflettere, pensare... Situata in un grande loft, la dimensione è circa 100m2, altezza del soffitto arriva 5m.Creare un’atomosphera piacevole. Mitigare i rumori, rispettare chi gode del silenzio.

4. Famiglia; presso Sesto Fiorentino. Struttura fami-liare: marito, ingegnere ambientale; moglie, cerami-sta, figlio, studente al liceo scientifico; figlia, studen-tessa al liceo artistico; nonna, pensionata, ha qualche impedimento fisico.Umantenere l’armonia familiare: per esempio se i figli o i coniugi litigano fra loro, UFA lampeggia per segnalare una situazione di tensione e invitare alla calma.

4 - Vede citazione del n°2.

Per chi ha difficoltà di movimento le funzioni base di illuminazione possono essere attivate con comandi vocali.

5. Asilo; a Firenze presso Porta San Frediano. Circa venti bambini eta fra quattro e sei anni che restano nella struttura fra le 9 e le 17.Creare atmosfere adatte a ogni ogni momento della giornata. Utilizzo di pattern cromatici con la funzione di creare benessere psichico. Per esempio, l’ora del pisolino è caratterizzata da lucci soffuse con toni di blu; al momento del gioco arcobaleno cromatico; se la classe diventa troppo rumorosa, la lampada lam-peggia nei toni del rosso; in caso di attività manuali la luce è bianca e la luminosità massima; ecc.

Valori e usi da comunicare:

« Questo punto è la sintesi dei punti; scopo del pro-getto, stilema, utente modello, in particolare è il mo-mento in cui si costruisce un simulacro dell’utente modello, del committente/progettista e del prodotto. In questa fase può essere efficace una mappatura di-namica di tendenze e valori articolandoli in schemi o, eventualmente, in quadrati semiotici quando possono facilitare l’interpretazione dell’articolazione semanti-ca.» 5

Per differenziare e sottolineare aspetti innovativi ri-spetto ad altri apparecchi per l’illuminazione con il progetto UFA ho approfondito gli aspetti comunicativi e mediatici connessi con l’illuminazione e ne ho fat-to il punto centrale del progetto, creando un vero e proprio percorso mediatico che unisce desideri, stati d’animo, bisogni con segnali luminosi e cinetici per-sonalizzati.

Lo scopo dell’oggetto è creare un’atmosfera perso-nalizzata, adatta allo spazio abitato e vissuto dall’u-tente. Alla partenza del percorso mediatico c’è un de-siderio oppure un pensiero espresso dall’utente che trasmesso tramite una melodia, una modulazione di fischi, comunica alla lampada (e con la lampada) un cambiamento di settaggi luminosi e di posizione in grado di esprimere un cambiamneto di “mood am-bientale”.Possiamo chiamare questa situazione possiamo chia-mare un fenomeno di synesthesia cromatica. L’intero percorso mentale dell’utente può essere co-ordinato ed espresso tramite un’interfaccia sempli-ce, accessibile dalla pagina web del progetto tramite smartphone o computer. Dal punto di vista fisico il suono emesso dall’utente (fischio o serie di fischi) raggiunge il microfono ricevi-

5 Vede citazione del n°2.

Desiderio Note

Percorso mentale

Bio elettricoMezzo

Percezione

+ + -Frequenza

Software

Codificazione

Risultati

Cervello artificiale

Ricevitore

Associazione

FFT(Fast Fourier Transform)

6 Metaprogetto

Desiderio Note

Percorso mentale

Bio elettricoMezzo

Percezione

+ + -Frequenza

Software

Codificazione

Risultati

Cervello artificiale

Ricevitore

Associazione

FFT(Fast Fourier Transform)

7 Metaprogetto

Valori e usi da comunicare:

8 Metaprogetto

tore che lo trasforma in segnali elettrici e li trasmette alla scheda Arduino che a sua volta li trasforma in in-formazioni digitali che interpretate tramite una serie di algoritmi sono convertite in azioni e comandi agli “attuatori” (servo meccanismi) che modulano colore, intensità luminosa e movimento.

Il principale algoritmo in questione sfrutta la trasfor-mata veloce di Fourier, FFT (Fast Fourier’s Transfor-mation). La trasformata di Fourier è un algoritmo ottimizzato per calcolare la trasformata discreta di Fourier (detta DFT) e la sua inversa (IDFT). La FFT è di grande importanza per una grande varietà di ap-plicazioni, dall’elaborazione di segnali digitali alla so-luzione di equazioni differenziali alle derivate parziali agli algoritmi per moltiplicare numeri interi di grandi dimensioni grazie al basso costo computazionale. Nel nostro progetto la FFT è usata per interpretare la melodia prodotta dall’utente trasformandone le frequenze e durate in sequenze ordinate di numeri che sono successivamente comparate fra loro a due a due, producendo serie crescenti o decrescenti capaci di identificare univocamente la melodia analizzata e associarla a comandi precedentemente impostati. In poche parole è come se una melodia fischiata fosse trasformata in una serie di + e - (tipo: +++--++-) che, se riconosciuta fra una serie di comandi primpostati, la mette in atto.

Percorso narrativo possibile

«Articolare delle tematiche a partire dall’espansione dei valori individuati, dei Programmi Narrativi ( pro-grammi d’uso e azioni ), degli scenari, dei ruoli attan-ziali, degli attori, delle azioni del prodotto/progetto.» 6

Simulazione di uso di lampada “UFA”

Immaginiamo uno studio di web design che abbia ap-pena cominciato l’attivita. C’è ancora un po’ di con-fusione, non c’è un ordine strutturato delle compo-nenti d’arredo (scrivanie, scaffali ecc.) l’illuminazione è affidata a lampade a neon che sono sufficienti per espletare le funzioni base di illuminazione. Però sa-rebbe possibile cambiare drasticamente le condizioni diilluminazione aggiungendo valori semantici, emoti-vi, mediatici con la semplice installazione di una lam-pada UFA. Ecco che con la nuova lampada UFA si può immaginare di agire sugli stati d’animo degli utenti, tramite l’illuminazione a LED RGB super efficienti creare atmosfere personali. E per cambiare mood ambientale, per variare valori cromatici o di intensità luminosa basta fischiettare una semplice melodia! UFA non è una presenza passiva, Ufa è una lampada in grado di condividere lo spazio con l’utente.

6 - Vedi nota n° 2.

Stilema

« Individuare l’identità e l’immagine del committente( progettista o committente esterno). Quando il com-mittente è esterno, è necessario individuare la propria identità/immagine di progettista, l’identità/immagine del committente e estrapolare una sintesi che rispetti le ragioni progettuali scegliendo, in entrambi I casi, quanto, come e se fare emergere le differenze.»7

Progettazione del Logo della progettista

Partendo dall’idea di utilizzare un elemento geome-trico e astratto, il cubo, sono arrivata alla sua rappre-sentazione tramite la forma geometrica dell’esagono regolare. Successivamente, seguendo lo scopo di

trovare una forma rappresentante elementi natura-listici, ho proseguito in una ricerca attraverso la sot-trazione di alcune parti e l’addizione di altri elementi geometrici fino ad arrivare alla rappresentazione del volto di una volpe.Successivamente, dopo aver fatto alcune conside-razioni in merito all’equilibrio armonico della forma risultante, ho deciso di procedere con una ristilizza-zione attraverso l’utilizzo di proporzioni geometriche e numeriche degli elementi peculiari che la compone-vano, poi cercando di ammorbidire quest’ultima ston-dando alcuni spigoli. Così diventa come il mio profilo con gli occhi a mandorla, invece se lo si rovescia, di-venta una papera, ossia il mio profilo che piange.

Il logo della progettista è stato applicato sulla scocca della plafoniera della lampada. Grazie alla precisione della lavorazione del sistema di stampante 3D, il ri-sultato del rilievo del logo è molto raffinato.

7 - Vede citazione del n°11

9 Metaprogetto

Progettazione del Logo del prodotto

“Un marchio è allo stesso tempo forma e sostanza, immagine e idea”. La sua forma deve essere suffi-cientemente insolita per essere facile da ricordare. La grafica deve essere abbastanza ricca di particola-ri e significati per essere interessante. Deve essere tanto contemporanea da riflettere la sua epoca, tut-tavia non troppo, altrimenti risulta datata prima che sia trascorso un decennio. Infine deve essere facile da ricordare. e adeguata alle idee e attività che rap-presenta.8

Fare un bel logo adatto al progetto, non è facile. Que-sto progetto in precedenza si chiamava “Whistle li-ght”, come per una lampada che agisce con la me-lodia (fischio), ma non ne ero molto convinta. Mentre ridisegnavo un’altra scocca di contrappeso,la stessa, è uscita con la forma di un’antenna come fosse un ufo. Dunque l’ho chiamata invece “UFA” perché la parola lampada è femminile. Guardando queste tre lettere, mi era venuta l’idea di unirle a creare una for-ma ondeggiante. UFA è una lampada che funziona con l’interfaccia che gestisce i comandi vocali, quindi im-maginando l’ onda di frequenza, mi sembrava adatta come simbolo per mio progetto.

8 - Definizione dai grafici Ivan Chermayeff, Tom Geismar e Steff Geisbuhler( eccellenti creatori di loghi fra cui quelli della Mobil e della Chase Manhattan Bank)_dal libro “Introduzione alla Grafica”Quentin Newark: Logos

Capitolo 2 :Proposta Progettuale

13 Proposta Progettuale

Lampada ad interfaccia multimediale

La lampada UFA ha multi usi. La lampada che crea l’atmosfera che l’utente desidera. La lampada che si muove per cambiare la posizione della sorgente lumi-nosa e la diffusione della della luce. La lampada che impara le melodie e rimanda un feedback agli utenti sotto forma di cambiamento cromatico o di intensità luminosa. Sembra una descrizione da fantascienza si tratta invece di una realtà realizzabile.Prima di procedere con la descrizione della proposta progettuale e con lo sviluppo del prototipo prendo spunto dagli assunti di Donald Arthur Norman9 per identificare quattro punti cardine del mio approccio alla progettazione: visibilità; buon modello concet-tuale; buon mapping; feedback. Norman istruisce un processo al cattivo design degli oggetti di uso co-mune, e descrive i frequentissimi errori che ciascu-no di noi commette nell’usarli. Norman sostiene che la causa del rapporto a volte difficoltoso tra l’uomo e gli oggetti non è un’incapacità dell’utilizzatore, ma una progettazione poco coerente con il funzionamen-to della mente umana. Quindi, tutta l’interazione uo-mo-macchina deve essere considerata come una pro-cedura cooperativa delle due parti, dove gli equivoci possono nascere da entrambi.

Verificare la mia progettazione della lampada UFA con I principi del buon design

Visibilità: tramite la semplice osservazione l’utente può conoscere lo stato dell’apparecchio e le alterna-tive d’azione.

> La semplice ispezione visiva della lampada UFA fornisce informazioni importanti su di essa. La posizione d’uso (a soffitto) e la presenza di diffusori luminosi la identificano subito come una lampada. Il sostegno del paralume diffusore ha una forma che ricorda un altoparlante e fornisce così indicazioni sulle modalità di interazione con la lampada.L’interfaccia di comando (lo schermo dello smart-phone o del computer ) è basata su una grafica chiara e semplice che guida l’utente alle azioni base per il settaggio. Buon modello concettuale: Il progettista fornisce all’utente un valido modello concettuale, con un’im-magine di sistema coerente.

9 - Donald Arthur Norman Uno psicologo e ingegnere statunitense. Il suo campo di ricerca è lo studio dell’ergonomia, del design, e più in generale del processo cognitivo umano. Nella seconda parte della sua carriera pubblica il noto volume La caffettiera del masochista, in cui propone una tagliente critica al design attaccando la scarsa ergonomia della maggioranza delle interfacce e degli strumenti in uso all’uomo. Questo volume lo porta alla ribalta mondiale nel suo stettero ed è causa di accese polemiche da parte di designer e progettisti per le affermazioni tese ad esaltare la funzionalità degli oggetti a scapito della loro gradevolezza estetica.

> Sicuramente la lampada UFA ha un carattere molto particolare rispetto ad altre lampade. La lampada reagisce a comandi dell’utente e crea l’atmosfera che l’utente desidera. L’interfaccia per il settaggio offre la chiave di interpretazione della lampada e la rende un sitema coerente.

Buon mapping: è possibile determinare i rapporti fra azioni e risultati, fra i comandi e i loro effetti, fra lo stato del sistema e ciò che è visibile

> UFA non utilizza comandi fissi ma offre bensì una piattaforma flessibile tramite lo schermo del computer o dello smartphone. I comandi stessi sono personalizzabili, per modulare a piacimento gli eeffetti cromatici e dinamici. Feedback: L’utente riceve una completa e continua informazione di ritorno circa i risultati delle sue azio-ni.

> Dopo aver creato i propri set luminosi ed averli associati a comandi sonori la lampada UFA interagisce puntualmente alla ricezione dei comandi. L’altoparlante situato nella scocca della plafoniera restituisce il comando sonoro ricevuto (se esistente) producendo la medesima melodia con funzione di feedback prima di attuare il comando.

Capitolo 3:Sviluppo del prototipo funzionante

20 Sviluppo del prototipo funzionante

Con il progetto UFA abbiamo sviluppato diverse fun-zionalità e di conseguenza abbiamo condotto uno stu-dio su diversi materiali e componenti e su lavorazioni specifiche.Al momento di scegliere i materiali e componenti per la prototipazione del meccanismo di sollevamento del corpo illuminante (schede software; vite senza fine; ingranaggi...) mi sono accorta che avrei dovuto ac-quistare lotti molto numerosi di componenti, quando in realtà avrei avuto bisogno solo di poche unità. Ho deciso di intraprendere la strada della prototipazione 3D e in particolare ho scelto di usare un sistema di prototipazione a mezzo di stampa tridimensionale.

A quel punto oltre alle componenti meccaniche ho deciso di sviluppare altre componenti del progetto tramite la tecnologia della stampante 3D: la plafonie-ra che diventa una scocca che contiene tutta la parte meccanica; il contrappeso che aiuta la potenza del motore passo passo, il coperchio e tappo del para-lume.

Analisi della forma

“ Che cos’è una bella forma?”

Mentre facevo lo stage nell’azienda FOSCARINI10, un giorno ho avuto l’occasione di vedere centinaia di di-segni di proposte di lampade provenienti da designer di tutto il mondo.All’inizio guardando tutte quelle immagini di lampa-de ho provato una sensazione di grande confusione oltre che di grande fascinazione. Poi pian piano ho capito che alcuni progetti erano contraddi-stinti da un design innovativo, rivolto al futuro mentre altri progetti sembravano non avere possibilità di sviluppo successivo.Certo non si può facilmente dire perché alcu-ni progetti sembrano così innovativi rispetto ad altri, forse alla fine è solo una questione estetica.

Nel mio progetto a volte mi sono trovata a schiz-zare alcune componenti su un foglio di carta e a provare a elaborare forme complesse, poi, forse per via di una mia “forma mentis”, ritorno sempre alla semplicità delle forme geometriche.

10 - Una dei importante azienda del mondo che occupa I prodotti dell’illuminazione. Loro eccellente risultati sono sostenuti dalla ricerca e innovazione, cura per la qualità del processo produttivo e del servizio offerto, internazionalità e massima flessibilità. E soprattutto, cultura e centralità del prodotto, che nasce sempre da un “buon progetto”. Una dei importante azienda del mondo che occupa I prodotti dell’illuminazione. Loro eccellente risultati sono sostenuti dalla ricerca e innovazione, cura per la qualità del processo produttivo e del servizio offerto, internazionalità e massima flessibilità. E soprattutto, cultura e centralità del prodotto, che nasce sempre da un “buon progetto”.

Per via di alcuni limiti specifici insiti nel mio progetto, avevo già elaborato nella mia mente una forma chiara a cui tentavo di ricondurre la mia progettazione.Innanzitutto avevo intenzione da subito di usare la porcellana come materiale per alcune componenti del mio progetto.Inoltre le dimensioni di produzione erano molto limi-tate, perciò ho immaginato di realizzare una struttura completamente modulare. Per il primo prototipo della lampada avevo immagina-to un diffusore cilindrico, così ho iniziato a immagina-re delle varianti della forma cilindrica che potessero servire per lo sviluppo del progetto. Dovevo però tener conto del fatto che avendo scelto di relaizzare il dif-fusore in porcellana dovevo in primis realizzare uno stampo in gesso e dunque non potevo permettermi di realizzare forme in sottosquadro. Alla fine ho deciso di implementare una forma mediamente complessa ma completamente sformabile. Ho definito una sel-la parabolica e l’ho modificata in modo tale che i due bordi tagliati avessero rispettivamente forma circolare e forma ellissoidale. Mi piaceva molto la curva dolce che univa il cerchio e l’ellisse creando un piccolo spazio

u n i -versale . Questo tipo di curvatura è molto presente nel panorama giapponese, particolarmen-


te nell’architettura tradizionale dei tetti a pagoda che noi chiamiamo “a sciabo-la”che rappresenta per noi una forma bella molto rigorosa; in Giappone ap-prezziamo molto i sistemi che sosten-gono la bellezza nella funzionalità.

Percorso progettualePer descrivere il percorso progettuale, analizziamo i vincoli formali e struttu-rali che caratterizzano il nostro ogget-to o parti di esso per far sì che il risul-

tato finale non generi incongruenze e, in fin dei conti, funzioni.


Plafoniera

La scocca medesima diventa una plafoniera che con-tiene tutta la parte meccanica. Viene fissata al soffitto tramite vite e tassello. La forma è una sella a profilo circolare con i bordi formati da cerchi di dimensioni diverse. Sulla superficie della plafoniera un’estrusio-ne cilindrica troncata, con la faccia circolare forata contiene e denota la strumentazione atta a ricevere e inviare comandi sonori. Il soffitto della plafoniera, a forma di paraboloide accoglie i suoni e li concentra nel punto in cui è situato il microfono.


Paralume diffusore

I componenti modulari del paralume diffusore sono realizzati in porcellana. Partendo da una sella curvili-nea tagliata perpendicolarmente all’asse longitudina-le a formare un bordo circolare di diametro 130 mm da un lato e un bordo ellittico con diametro max di 190 mm che fatta con porcellana. La distanza fra i due bordi, altezza del modulo, è di 80 mm.

Una volta definita la forma del paralume diffusore e il tipo di materiale ho iniziato a organizzare la realizzaz-zione dello stampo in gesso.Vediamo il percorso per sviluppare il modello.In pri-mo luogo ho definito il disegno e l’ho importato su CAD “solidworks” facendo molta attenzione a valu-tare le proporzioni generali del modello.Per fare uno stampo bisogna prima realizzare il volume positivo che non deve avere e stesse dimensioni del negativo finale perché la cottura della porcellana genera un calo dimensionale valutabile a 1.17, ovvero: bisogna che il volume positivo sia all’incirca 1.17 volte più grande della dimensione finale dell’oggetto che si vuole creare.

Il modello per lo stampo è stato realizzato con una fresa a controllo numerico in grado di interpretare il tracciato generato dal CAD.Il materiale più adatto è il poliuretano ad alta densità ma nel mio caso ho dovuto usare una base lignea che però ha avuto bisogno di una lavorazione un po’ più complessa: 1.fresatura > 2. Levigatura superficiale con carta vetrata > 3. Verniciatura > ripetizione dei passaggi 2 e 3 fino ad ottenere la finitura superficiale desiderata. > 4. Spruzzatura di intonaco acrilico > 5. Levigatura superficiale con carta vetrata > ripe-tizione dei passaggi 4 e 5 fino ad ottenere la finitura superficiale desiderata. Dato che il paralume diffuso-re presentava un bordo visibile ho progettato anche il modello della bocca al collo da applicare sopra allo stampo del paralume diffusore. A questo punto si può procedere alla formatura della porcellana con il me-todo dello “slip casting”.

Slip casting

Slip casting processo di formatura per colaggio di una sospensione ceramica consiste nel riempire uno stampo poroso, tipicamente in gesso, con uno so-spensione (slip o slurry) ceramica.

L’acqua è rimossa dalla sospensione attraverso l’a-zione capillare esercitata dallo stampo poroso, le particelle ceramiche sono compattate sulla superficie dello stampo per formare un oggetto solido.

Se si vuole realizzare un oggetto pieno è necessario rabboccare lo slip nello stampo, man mano che l’ac-qua è drenata, fino ad ottenere il completo riempi-

mento dello stesso con un materiale che è tutto solido e pieno.

Il green, durante l’essiccazione, subisce un piccolo ritiro che lo rende facilmente staccabile dallo stampo. ( inserire immagine)

Storia e importanza tecnologica della tecnica di slip castingLo slip casting è una invenzione abbastanza recente risalendo al XVIII secolo.

Una barbottina ceramica viene colata all’interno di uno stampo di gesso, poi il materiale consolida si riti-ra e si distacca dallo stampo.

Oggi questa tecnica ha una grande importanza so-prattutto nella lavorazione dei ceramici tradizionali (sanitari, bomboniere e vari oggetti di forma com-plessa).

Rappresenta inoltre una metodologia semplice ed economica di formatura di ceramici avanzati di forma complessa.

Volumi di produzione;

Volumi di produzione versatili: qualsiasi cosa, dalla piccola produzione artigianale al lotto di produzione in fabbrica.

Prezzo unitario vs capitale di investimento;

Il colaggio è economico per piccole quantità, perché gli stampi hanno un basso costo e possono essere fat-ti in piccoli laboratori artigianali, mantenendo prezzi unitari relativamente bassi. Tuttavia, nella produzione


industriale i gessi hanno una durata limitata e devono essere sostituiti dopo circa 100 getti.

Velocità ;

l’uso della Barbottina si può riassumere dicendo che ‘tempo = spessore’. A causa del numero di operazioni e dei tempi di essiccatura associati, anche come co-laggio industriale il processo ha ancora un piede nella tradizione artigianale, con un discreto margine di la-voro coinvolti.

Superficie;

Il colaggio è un grande processo per ottenere decora-zioni superficiali (come motivi floreali in rilievo).

Tipi / complessità di forma;

Le forme possono variare da piccole a grandi, da semplici a complesse, e possono includere parti con sottosquadri. Qualsiasi cosa, da prodotti per il bagno agli oggetti d’arte a stoviglie può essere fatta con que-sto processo.

Scala;

Stampi di grandi dimensioni possono diventare mol-to pesanti e, data la massiccia quantità di materiale necessario per riempire il vuoto, il colaggio non può essere adatto a forme di grandi dimensioni. Vi è inol-tre la necessità di un forno abbastanza grande per ac-cogliere il prodotto finito. I prodotti come articoli per la tavola rappresenta la dimensione media.

Materiali rilevanti;

Tutti i tipi di ceramica.

Prodotti tipici;

La barbottina è usato per fare qualsiasi tipo di prodot-to cavo, da pezzi unici di un servizio da tavola come teiere, vasi e statuette a elevati volumi di articoli sa-nitari.

Metodi simili;

Pressione assistita, colaggio e tape casting (un pro-cesso utilizzato per la fabbricazione di condensatori multistrato per l’industria elettronica, coinvolgendo recante fogli sottili di ceramica caricate polimeri che sono laminati con altri materiali).

Studio dei materiale

Per il paralume ho scelto come materiale la porcel-lana. Avevo presente un piccolo oggetto, una tazza, realizzata in materiale grezzo, senza smaltatura. La finitura superficiale di quell’oggetto mi affascinava e mi sembrava adatta a creare una struttura in grado di diffondere i raggi luminosi perché, contrariamente a quanto si può immaginare aveva un certo grado di traslucenza. Così ho cercato di capire se era possibile riprodurla e ho deciso di cogliere la sfida progettuale che essa rappresentava.

La differenza tra porcellana e ceramica :11

La ceramica è un materiale composto da diversi ele-menti: argille, feldspati di sodio e di potassio, sabbia silicea, ossidi di ferro, allumina e quarzo. Alla modi-fica degli ingredienti, delle quantità e della prepara-zione corrispondono differenti tipi di ceramica: dalla porcellana al gres, alla ceramica. Allo stato naturale si presenta molto duttile e con l’aggiunta di acqua, che gli conferisce una certa plasticità, si presta bene alla lavorazione, mentre dopo la sua cottura, diviene dura e fragile. Viene utilizzata da moltissimo tempo per la produzione di vasellame e disanitari. Inoltre, grazie alla particolare resistenza allealtissime tem-perature, la ceramica trova diversi impieghi nei pro-cessi industriali che coinvolgono cotture e fusioni o in elementi progettati per surriscaldarsi.La porcellana è un tipo particolare di ceramica molto pregiata, che si ottiene a partire da impasti di argilla ed è composto da un minor numero di elementi, tra cui caolino e feldspato (assenza di ossido di ferro); essa viene smaltata con la cristallina, cotta ad una temperature tra i 1300 e i 1400 °C, decorata e cotta nuovamente. Dopo la seconda cottura si ottiene un prodotto traslucido, bianchissimo, duro e vetroso, grazie al caolino che può raggiungere altissime tem-perature senza fondere e deformarsi.

11 - QUAL È LA DIFFERENZA TRA: www.differenzatra.it

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Realizzato in nylon sostiene i tre ingranaggi-carru-cole. Nella parte inferiore ci sono due alloggiamenti per i microswitch di controllo del movimento.

>Supporto-motore-scheda elettronicaUna specie di ponte di collegamento fra il suppor-to-base, le schede elettroniche (Arduino, scheda wi-fi, scheda led) e il motore elettrico. I fori per l’alloggia-mento delle viti di supporto sono disposti in modo da mantenere la schede in posizione verticale.È realizzato in nylon.

>Vite senza fine, ingranaggi-carrucoleI componenti che creano il movimento del paralume tramite la fune avvolta sulle carrucole collegate agli ingranaggi.


>Fune, micro switchLe funi sostengono il paralume e il contrappeso. Sulla fune ci sono due blocca fune che fungono da limitatori di corsa per il movimento del paralume e del contrap-peso.

>Motore passo passoMuove la vite senza fine che a sua volta fa ruotare gli ingranaggi e scorrere le funi.


>ArduinoScheda elettronica programmabile con porte input e output, è in grado ricevere dati analogici e trasfor-marli in dati digitali. Collegato al cavo di alimentazio-ne, alla scheda wi-fi, e LED.

>Scheda wi-fiServe a collegare la scheda arduino e smart phone oppure compiuter tramite ruter.

>Scheda LEDServe per collegare arduino con i cavi dei LED RGB.

>MicrofonoRiceve i comandi vocali (fischio) e li trasmette alla scheda arduino.

>SpeakerReplica il suono dei comandi ricevuti, serve come fee-dback delle azioni dell’utente.

>Driver di motoreCollegato fra il motore passo passo e la scheda d’ar-duino


>ContrappesoUna scocca riempita con palline di piombo. Efficace per equilibrare il peso del diffusore in ceramica e mi-nimizzare lo sforzo del motore passo passo.

>I LED RGB, involucro per, e dissipatoreL’involucro, realizzato in allumide (polvere di allumi-nio, nylon), contiene il corpo illuminante, LED RGB, che sono collegati al dissipatore (realizzato in allumi-nio)

Capitolo 4:Considerazioni fisiche


Aspetti dinamici

Dato che il paralume della mia lampada doveva muo-versi per cambiare il cono della diffusione, avevo fatto alcune ricerche sul movimento. Inizialmente non ero sicura di utilizzare il motore passo passo, il professo-re mi aveva consigliato di contrappesare il paralume diffusore. Sono stata a vedere un negozio che vendeva una lampada che utilizzava il sistema del contrappe-so; un sistema a forma di uovo, realizzato in ceramica e riempito di sabbia. Quando veniva tirato verso il bas-so il paralume della lampada saliva. Era un concetto semplice che ho provato a replicare.Ho progettato una scocca con fori da cui passavano il cavo centrale e le funi; l’ho progettata di forma cava in modo da poterla riempire con palline di piombo. Naturalmente le palline sono sostituibile con altri materiali per esempio dischi d’acciaio ecc. Se si rie-sce a tarare lo stesso peso tra il paralume e contrap-peso, la forza che il motore passo passo deve genera-re diminuisce considerevolmente.

Dopo aver verificato le potenzialità di Arduino ho de-ciso che potevo usare il motore passo passo per sol-levare il diffusore. Per alzare e abbassare la posizio-ne del paralume ho pensato di utilizzare un sistema basato sulla vite senza fine. Per alzare il paralume diffusore servono tre carrucole collegate agli ingra-naggi di trasmissione in maniera tale da permettere di girare contemporaneamente e sincronicamente per far ciò c’è bisogno di un nucleo che trasmetta il movimento, cioè di una vite senza fine.

Vediamo il sistema degli accoppiamenti ruota elicoi-dale vite senza fine; Questi accoppiamenti sono carat-teristici per impieghi di trasmissione fra assi sghembi e più particolarmente fra assi contenuti in piani per-pendicolari tra loro. Per esempio nei riduttori a forte rapporto di trasmissione, per apparecchi di solle-vamento, là dove non si deve avere reversibilità del moto, si adoperano angoli di inclinazione dei filetti, minori di 6°. La coppia acquista reversibilità del moto quando l’angolo d’inclinazione dei filetti è maggiore dell’angolo di attrito della coppia, per cui: tg a tg b es-sendo b l’angolo di attrito( il cui valore è uguale all’in-circa a 1° 30’÷2°30’). Se indichiamo con I il numero dei filetti o principi della vite, con z il numero dei denti della ruota con π il rapporto di trasmissione, si avrà: π=i(numero dei filetti) /z(numero dei denti). Il numero dei filetti può variale da 1 a 10. Durante la trasmissio-ne del moto, sia la vite che la ruota si muovono intorno ad assi sghembi fra loro con moto relativo elicoidale. La vite può prefigurarsi con una cremagliera o den-tiera di lunghezza infinita la quale sollecita al moto la ruota. In definitiva, la vite può essere assimilata ad una dentiera e la ruota ad un cilindro. Se conside-riamo un piano parallelo all’asse della vite passante per il centro primitivo dell’accoppiamento, questo ri-

sulterà anche parallelo all’asse della ruota. Il profilo della vite in quel piano (dentiera) può ritenersi come se rotolasse senza strisciare sposta un cilindro, che è quello preso convenzionalmente per il primitivo della ruota. La forma dei filetti della vite può essere qual-siasi, purché la ruota sia tagliata con un utensile che corrisponda a quello con cui è tagliata con un utensile che corrisponda a quello con cui è tagliata la vite. ( riferimento sul modello di ingranaggio mio)


Analisi degli effetti cromaticiPercezione del colore

In biofisica il colore è la percezione visiva generata dai segnali nervosi che i fotorecettori della retina inviano al cervello quando assorbono le radiazioni elettroma-gnetiche di determinate lunghezze d’onda e intensità nel cosiddetto spettro visibile o luce. La parola “per-cezione” è mi dà una sensazione molto ambigua ri-spetto ad altre discipline. Infatti fin da epoca antica tanti studiosi cercavano a capire del fenomeno cro-matico. Vediamo l’osservazione dai due grandi saggi storici. Goethe scrisse il libro “ Della Teoria dei Colori “, clas-sificando i colori e studiandoli in tutte le loro manife-stazioni, vuole arrivare a mettere in risalto la com-plessità del fenomeno cromatico e l’ingerenza non trascurabile che vi ha l’organo della vista. Un capitolo è dedicato interamente all’azione sensibile e morale dei colori e alla loro funzione estetica e artistica.Goethe con quest’opera lancia un grido di protesta contro ciò che ritiene una insopportabile e inconce-pibile tirannia della matematica e dell’ottica. A suo modo di vedere è inammissibile che i colori siano solo un puro fenomeno fisico; ritiene questa una prepoten-za dei newtoniani accusandoli di aver sepolto il lavo-ro di secoli. Il poeta romantico ritiene che i colori, al contrario, siano qualche cosa di vivo, di umano; che abbiano origine indubbiamente nelle varie manifesta-zioni naturali ma trovino la loro composizione e il loro perfezionamento nell’occhio, nel meccanismo della visione e nella spiritualità dell’animo dell’osservato-re. I colori non possono essere spiegati con una teoria solo meccanicistica ma devono trovare spiegazione anche nella poetica, nell’estetica, nella psicologia, nella fisiologia e nel simbolismo.

Circa un secolo prima che Goethe nascesse, Isaac Newton fece l’importante scoperta dell’eterogeneità della luce, e la differente rifrangibilità dei suoi com-ponenti (spettro). Newton notò che se un fascio circo-lare di luce bianca passa attraverso un prisma ed è proiettato su un muro, l’immagine non è circolare ma eleongata e, anziché essere bianca, è un intervallo di colori dal rosso al violetto. Questo suggerì a Newton che ciascuno dei colori spettrali che era contenuto nel fascio originale di luce bianca godeva di una differente rifrangibilità; la luce rossa veniva deviata del minor angolo mentre quella viola del massimo. Newton for-mulò così la teoria secondo la quale la luce è compo-sta da “colori puri” dello spettro che possono essere separati, a causa di differenti rifrangibilità. Fonda-mentale prova a supporto di questa teoria era la sua applicazione inversa: interponendo un prisma tra oc-chio e muro i colorati fasci di luce prismatica scompo-sta si uniscono assieme per generarne uno solo bian-co e di sezione cilindrica, visibile dall’osservatore.Ironicamente, questo “esperimento al contrario” fu, un secolo dopo, la primissima osservazione critica

che fece Goethe nel campo dei colori, che lo portò alla conclusione opposta a quella newtoniana. Fu pro-prio questa osservazione, utilizzata originariamente a supporto della tesi di Newton, a convincere Goethe che la teoria dei colori newtoniana fosse totalmente errata. Goethe, oltre a essere un grande scrittore, fu anche capace pittore; non è quindi sorprendente che avesse un certo interesse a indagare i colori, sebbene ci si sarebbe potuto aspettare che ponesse l’accento più sugli aspetti psicologici e rappresentativi che su quelli fisici e matematici.

Dopo della considerazione sul fenomeno dei colo-ri vorrei suggerire alcune osservazioni interessanti. Esiste una specie della synesthesia fra colore e suoni. Ci sono le persone che “Quando sentono suoni perce-piscono anche il colore”.

Kandinsky 12misurò il ritmo musicale e l’armonia del colore, determinò l’effetto del movimento dello schermo. Kandinsky scrisse nel suo libro alcuni sug-gerimenti del rapporto fra colori e suoni.

L’esperienza ci indica come un colore possa essere percepito come: 1. Caldo o freddo > dal giallo o al blu. 2. Chiaro o scuro > dal bianco al nero. Questa distin-zione si applica per così dire all’interno di una stessa superficie: il colore mantiene la propria vibrazione cromatica, il proprio suono fondamentale, che diventa però più materiale o più immateriale. Verifichiamo un movimento orizzontale: il colore caldo si muove sul-la superficie verso lo spettatore, quello freddo se ne allontana. Vediamo le caratteristiche di tutti i colori primari: un giallo intenso è come il suono sempre più acuto di una tromba o quello sempre più assordante di una fanfara. Il giallo è il colore tipico della terra. Non può avere troppa profondità. La profondità la tro-viamo nel blu, sia in teoria (nei suoi movimenti 1. Di allentamento dallo spettatore, 2. Di avvicinamento al centro), sia in pratica, se lo lasciamo agire, in qualsi-asi forma geometrica, su di noi. Più il blu è profondo e più richiama l’idea d’infinito, suscitando la nostalgia della purezza e del soprannaturale. È colore del cielo, come appunto ce lo immaginiamo quando sentiamo la parola ”blu cielo”. Se è molto scuro dà un’idea di quie-te. Se precipita nel nero acquista una nota di tristez-za struggente, affonda in una drammaticità che non ha e non avrà mai fine. Da un punto di vista musicale l’azzuro assomiglia a un flauto, il blu a un violoncello o quando diventa molto scuro, al suono meraviglioso del contrabbasso; nella sua dimensione più scura e solenne ha il suono profondo di un organo. Il verde assoluto è il colore più calmo che ci sia: il verde è il colore fondamentale dell’estate. Da un punto di vista

12 - Vassily Kandinsky (Mosca, 4 dicembre 1866 – Neuilly-sur-Seine, 13 dicembre 1944), è stato un pittore russo, creatore della pittura astratta. Il libro “ Spirituale nell’arte di Vassily Kandinsky “


musicale si esprime il verde assoluto con toni calmi, ampi, semigravi del violino. Nel bianco sentiamo solo un immenso silenzio che, tradotto in immagine fisica, ci appare come un uro freddo, invalicabile, indistrut-tibile, infinito. Invece il nero, è come un nulla senza possibilità, come la morte del nulla dopo che il sole di è spento, come un eterno silenzio senza futuro e senza speranza, risuona dentro di noi. Da un punto di vista musicale si può paragonare a una pausa finale. Il grigio è silenzioso e immobile. La sua immobilità, però, è diversa dalla quiete del verde, che è circon-data e prodotta da colori attivi. Il grigio è l’immobilità senza speranza. Il rosso caldo chiaro dà sensazioni

di forza, energia, tensione, determinazione, gioia, trionfo, da punto di vista musicale ricorda il suono delle fanfare con la tuba: forte, ostinato, assordante. Il marrone, colore ottuso, duro, poco dinamico, in cui rosso risuona come un impercettibile mormorio e ha il suono forte, e potente. L’arancione è come uomo sicuro della sua forza, che dà un’idea di salute. Il suo suono un robusto contralto. Il viola ha in sè qualcosa di malato, di spento, di triste. Assomiglia al suono del corno inglese, delle zampo-gne, e quando è profondo, al registro grave del legni (per esempio del fagotto).

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Capitolo 5:Strategia di produzione


Analisi produttive

Il progetto della lampada “UFA” è situato in una po-sizione a cavallo tra una produzione industriale ed un’autoproduzione. A tale proposito ho fortuitamente conosciuto l’azienda Shapeways. Anche se non avevo mai utilizzato il tipo di servizio offerto da questa azien-da ho deciso di sfruttare questo suo nuovo sistema.


Che cos’è Shapeways?13

Shapeways è un’azienda che ha fatto una specie di ri-voluzione industriale nel campo del product design. Loro strumento fondamentale è la stampante 3d con cui aiutano a creare e condividere design per utenti provenienti da tutto il mondo. Organizzano il servi-zio online sul loro website, l’utente può scoprire un oggetto che gli piace ed acquistarlo, oppure l’utente stesso può creare il suo prodotto tramite la pagina web ed ordinarlo. In questo processo l’utente può mandare i files 3D, scegliere materiali di vario gene-re e giunti a questo punto Shapways produce esatta-mente il suo prodotto con la stampante 3D.

Che cos’è prototipazione rapida?

La prototipazione rapida è un insieme di tecniche in-dustriali volte a realizzare il cosiddetto prototipo. In-dipendentemente da come lo si realizza, per prototipo intende “il primo elemento della serie”. Questo può essere concettuale, funzionale, tecnico o di pre serie, e in ogni caso può svolgere funzioni differenti nell’a-zienda: può servire per valutare costi, tempi di ciclo, risposta del mercato e così via. La prototipazione ra-pida è una tecnica piuttosto recente, ma anche se gio-vane, si può tranquillamente affermare che i materia-li e le macchine evolvono continuamente. Ogni casa costruttrice ha sviluppato e continua a sviluppare una propria tecnica con l’impiego di materiali molto differenti tra loro. Infatti la classificazione principale delle tecniche RP è sulla natura dei materiali impie-gati, principalmente sul diverso stato dei materiali impiegati, in particolare polveri, liquidi, solidi. Oggi l’impiego di polveri sta assumendo sempre maggio-re importanza, poiché teoricamente la macchina può rimanere la stessa e, cambiando il tipo di polvere, si possono ottenere oggetti con caratteristiche differen-ti, sia estetiche, sia meccaniche. Oltre alle polveri, che possono essere ad un componente o due compo-nenti per la presenza di un legante, ci sono tecniche che si basano su liquidi, costituiti sostanzialmente da resine che vengono fatte polimerizzare, e infine l’uso di materiali solidi quali fili o fogli speciali di carta.

SLA (StereoLitographic Apparatus)

La stereolitografia è stata la prima tecnica messa a punto. Si basa sulla polimerizzazione di un liquido per effetto di un laser. Nella prima fase si predispone il posizionamento finale del pezzo da realizzare su sta-zione di lavoro ed eventualmente si generano i sup-porti. Successivamente il laser, focalizzato sul piano di lavoro mediante sistemi ottici, provvede a polime-rizzare la prima sezione del prototipo. Successiva-mente il piano si abbassa e il procedimento prosegue con la polimerizzazione dello strato successivo.

13 - Web site di shapeways : www.shapeways.com

La tecnica PolyJET

Il processo pratico si basa sulla deposizione di strati liquidi di fotopolimeri sensibili ai raggi ultra violetti e quasi in contemporanea due potenti lampade UV provvedono al loro indurimento. Più precisamente una serie di pompe trasportano due resine, quella che serve per realizzare il modello e quella che serve come supporto, dalle cartucce ai serbatoi della te-stina. La testina provvede a deporre in modo appro-priato le resine. In particolare la resina “modello” è depositata dove c’è il volume del prototipo, invece quella supporto si utilizza per riempire le cavità o per sorreggere pareti inclinate di un angolo maggiore di 88°(gradi sessagesimali) con la linea dell’orizzonte (lato oggetto). Deposta la slice, che presenta spesso-re di 16 µm (micromètro), viene esposta a radiazione UV per mezzo delle lampade UV poste ai lati della te-stina e solidali con essa. A questo punto il piano si ab-bassa della quantità necessaria e il procedimento si ripete. Questa tecnica ha la caratteristica di ottenere delle superfici la cui rugosità varia dai 2-3 µm ai circa 15 µm, con delle risoluzioni molto spinte.

Multi Jet Modeling (MJM)

Questo metodo è quanto di più simile ci sia a una stampante a getto di inchiostro. Nella testina è pre-sente una resina termoplastica che viene disposta sulla tavola di lavoro a creare la slice. Successiva-mente si abbassa il vassoio e la resina aderisce alla slice precedente.

Drop on Demand

Questo metodo è simile al precedente, il materiale del modello e quello del supporto sono depositati in sequenza e poi si passa alla slice successiva fino alla fine. Il post trattamento consiste nell’eliminare il ma-teriale di supporto.

(Selective) Laser Sintering

La sinterizzazione laser, una volta chiamata anche SLS (Sinterizzazione Laser Selettiva), fa impiego di polveri, termoplastiche, metalliche o silicee, e come dice il nome, fa uso di un laser per sinterizzare i ma-teriali impiegati per la costruzione del prototipo. Ini-zialmente viene steso un sottile strato di polvere da un apposito apparato e il laser provvede alla sinte-rizzazione ove necessario. La tavola si abbassa della quantità voluta, si stende un altro strato di polvere e il tutto si ripete. Il vantaggio sta nel fatto che si possono utilizzare diverse tipologie di polveri e non c’è bisogno di prevedere dei supporti dato che è la polvere non sinterizzata che provvede a sostenere i piani superio-ri. Alla fine del processo il pezzo deve essere liberato dalla polvere in eccesso, operazione non molto com-plessa, e nel caso di polveri metalliche e ceramiche,


subiscono anche un trattamento termico per miglio-rarne le caratteristiche. Per tutti gli altri materiali si possono prevedere altri tipi di trattamento a secondo delle esigenze.

Fused Deposition Modelling (FDM)

Questa tecnica fa uso di fili e barrette di materiale ter-moplastico che è deposto su un vassoio da una testina capace di muoversi lungo 3 assi. Il processo è tutto automatico, così come l’eventuale generazione dei supporti, spesso creati a nido d’ape per alleggerire la struttura. Alla fine della lavorazione il prototipo non richiede di ulteriori trattamenti fuorché l’eliminazione dei supporti ove non necessari.

3D Printing

Questa lavorazione è simile alla SLS, ma le polveri anziché essere sinterizzate vengono mantenute in-sieme da un collante spruzzato con una testina simile a quelle presenti nelle stampanti a getto d’inchiostro. Il collante viene rapidamente asciugato e il prototipo ottenuto va delicatamente estratto per evitare sfalda-menti e sottoposto a un trattamento termico per mi-gliorarne le caratteristiche.Sul mercato oggi esistono stampanti 3D “fai da te” che utilizzano una varietà di materiali e che permet-tono di creare la maggior parte di oggetti 3D, come ad esempio la stampante Fabber prodotta dal progetto open source Fab@Home o il progetto RepRap.

Laminated Object Manufacturing (LOM)

La LOM o laminazione di fogli di carta, impiega fogli di carta speciale tagliata secondo la slice voluta e incol-lata alla precedente. Il suo vantaggio è quello di poter avere dimensioni relativamente elevate per il volume di lavoro. Il supporto è costituito dalla carta in ecces-so e il post trattamento è molto delicato in quanto bisogna estrarre il materiale in eccesso con attrezzi tipici della lavorazione del legno. In più, avendo il pro-totipo un aspetto simile al compensato, bisogna fare una finitura con carta abrasiva per evitare rischi di distacco degli strati e sicuramente un trattamento di impermeabilizzazione per prevenire l’assorbimento di umidità.

Selective Laser Melting (SLM)

Anche questa metodologia è del tutto simile alla sin-terizzazione laser selettiva, ma se ne differenzia per l’impiego di polveri metalliche integrali, ossia senza l’ausilio di bassi fondenti. Ne deriva che anche il la-ser è più potente e alla fine si ha un oggetto del tutto simile alla produzione di serie, che non richiede parti-colari finiture superficiali e che può essere sottoposto tranquillamente a lavorazioni tradizionali. Allo scopo di prevenire l’ossidazione dei metalli nella camera di

lavoro si ricrea un’atmosfera inerte..

Electron Beam Melting (fusione da fascio elettronico)

È del tutto simile alla precedente, solo che per per-mettere una corretta focalizzazione del fascio elettro-nico sul piano di lavoro si deve creare il vuoto nella camera di lavoro, il che previene anche la formazione di ossidi metallici nelle polveri. Il fascio elettronico, potendo concentrare una potenza di spot superiore rispetto al laser, può fondere polveri metalliche alto fondenti quali il titanio. Una particolare applicazione fattibile con questa tecnica è la produzione di protesi biomediche in titanio, mediante l’utilizzo di polveri di titanio ad alta compatibilità biomedica.

Laser engineered net shaping (LENS)

È un processo di formatura con cui si ottengono com-ponenti metallici depositando fili o polvere metallici in una poltiglia di metallo generata dall’azione di un fascio laser di elevata potenza sulla superficie supe-riore di un substrato metallico preventivamente de-positato su una piattaforma.

Illustrazione del software che sviluppa posizione, forma e dimensioni degli slice. Voxel è il volume ele-mentare (l’analogo del “pixel” in tre dimensioni) e cioè il più piccolo elemento distinguibile in uno spazio tridimensionale. Ogni “voxel” sarà individuato dalle coordinate x, y, z di uno dei suoi otto angoli o dal suo centro. Il termine è usato nelle rappresentazioni tri-dimensionali

X Y

Y

Z

Z

X

scanning direction

voxel cross-sectional area


Sviluppo dei software e interfaccia

Progettare un software e la sua interfaccia è molto difficile. Ci vogliono competenze tecnologiche sull’ informatica ed una buona capacità d’osservazione dei comportamenti umani per costruire l’ipotesi. La lampada “UFA” non ha nessun telecomando fisso, quello che di solito abbiamo a casa. L’utente può in-stallare facilmente l’interfaccia nello schermo dello smart-phone oppure del computer, o nel tablet tra-mite un ruter14 che crea un network tra i vari device ed il software della lampada. Una volta collegato all’in-terfaccia, cioè una pagina che utilizza la stessa tecno-logia del web, l’utente può coordinare la sua lampa-da a sospensione. Nello schermo utente si trova una pagina con grafica semplice. Nella parte sinistra è disposta una lista di moods (atmosfere che desidera l’utente), ci sono già alcuni moods pre settati che l’u-tente può scegliere, oppure può aggiungere un nuovo mood.

L’utente immagina un desiderio oppure un pensiero e può denominare questo mood coordinando i seguenti componenti:

> la posizione del paralume diffusore, > se vuole può aggiungere un’animazione > effetti cromatici: Hue Saturation Brightness

(tonalità, saturazione e luminosità) > tempo di animazione > può ascoltare una melodia del mood che ha

già registrato premendo il pulsante “play”, oppure premendo “learn” può registrare la sua melodia fischiando, e creare un suo mood personalizzato.

Nonostante siano passati quasi 25 anni dal momen-to in cui Norman suggerì l’interfaccia nel rapporto di interazione tra uomo e macchina, questo principio è applicabile e sfruttabile ancora oggi.

Verifica che l’interfaccia della lampada “UFA” sia fun-zionante. Norman dice che « Un metodo importante per rende-re i sistemi più facili da imparare e da usare è render-li esplorabili, incoraggiare l’utente a sperimentarne e apprenderne le possibilità mediante un’ esplorazione attiva.» Ci sono tre componenti da verificare. « 1. In ogni stato del sistema l’utente deve poter ve-dere subito quali siano le azioni consentite ed essere in grado di eseguirle. La visibilità funge da suggeri-mento, ricordandogli le varie possibilità e invitandolo a saggiare nuove idee e metodi.» Il caso della lam-pada “ UFA “ > L’utente può comprendere subito il

14 - (dall’inglese instradatore) è un dispositivo elettronico che, in una rete informatica a commutazione di pacchetto, si occupa di instradare i dati, suddivisi in pacchetti, fra reti diverse.

sistema di coordinamento della lampada in quanto il grafico di ogni parametro è molto simile a quello che usano sia lo smart-phone che le impostazione del computer attuale. « 2. L’effetto di ogni azione dev’essere visibile e facile da interpretare. Questa proprietà permette all’utente di imparare gli effetti di ciascuna manovra, di svilup-pare un buon modello mentale del sistema e di sco-prire le relazioni causali fra azioni e risultati. L’imma-gine del sistema svolge un ruolo decisivo ai fini della possibilità di un tale apprendimento.» Il caso della lampada “ UFA “ > La novità di questa interfaccia è la registrazione sonora dei fischi dell’utente. Basterà toccare il pulsante virtuale “learn” e subito dopo l’u-tente riceverà un feedback dall’altoparlante che si-mulerà lo stesso tono dell’utente appena registrato. « 3. Le azioni non devono comportare costi. Quando un’azione ha effetti indesiderabili, dev’essere facil-mente reversibile. Ciò ha particolare importanza con i sistemi computerizzati. Nel caso di azioni irreversi-bili, il sistema deve segnalarne i possibili effetti prima che siano eseguiti e dev’esserci tempo sufficiente ad annullare il piano d’azione. Oppure l’azione dev’esse-re difficile da eseguire, non esplorabile. Comunque, la maggior parte delle manovre dovrebbero essere in-nocue ed aperte all’esplorazione e alla scoperta. » Il caso della lampada “ UFA “> Naturalmente non pos-siamo costringere a fischiare a tutti gli utenti che non sentono di eseguire quest’azione ludica ma ci sono pre impostati alcuni moods, con melodie già registra-te, che quindi l’utente può utilizzare solo scegliendole dalla lista.


Manuale per utente

IMPORTANTE!Togli sempre la tensione al circuito prima di iniziare l’installazione. In alcune nazioni l’installazione elet-trica può essere effettuata solo da un elettricista au-torizzato. Per maggiori informazioni, contatta l’auto-rità locale per l’energia elettrica.

6x 30x

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Dettaglia A

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Dettaglia A

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DETTAGLIO B

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Commercializzazione La possibilità di commercializzare il prodotto pre-senta alcune strade: quella più sicura per realizzare il progetto è quello di trovare un’azienda disposta a metterlo in produzione, ma dopo l’esperienza che ho avuto modo di fare presso Foscarini, ho capito che l’i-ter non è facile. Secondo me ci possono essere alter-native più interessanti.

Circa un anno fa ho scoperto l’esistenza del crowd funding. Per la preparazione all’esame avevo già co-minciato ad avvicinarmi a questo sistema, cercavo di capire le possibilità per produrre oggetti autono-mamente. Per via delle tempistiche legate alla pre-sentazione della tesi, ho dovuto organizzare le prime prototipazioni senza l’utilizzo del crowd funding ma in seguito vorrei sfruttarne le potenzialità.

Che cos’è crowd funding?

Il crowd funding o crowdfunding (dall’inglese crowd, folla e funding, finanziamento) è un processo colla-borativo di un gruppo di persone che utilizza il proprio denaro per sostenere gli sforzi di persone ed organiz-zazioni. È un processo di finanziamento dal basso che mobilita persone e risorse. Il termine trae la propria origine dal crowd sourcing, processo di sviluppo col-lettivo di un prodotto. Il crowd funding si può riferire a processi di qualsiasi genere, dall’aiuto in occasione di tragedie umanitarie al sostegno all’arte e ai beni culturali, al giornalismo partecipativo, fino all’im-prenditoria innovativa e alla ricerca scientifica. Il web è solitamente la piattaforma che permette l’incontro e la collaborazione dei soggetti coinvolti in un proget-to di crowd funding.

Oggi ci sono tante organizzazioni di crowd funding, ma Kickstarter è l’organizzazione che maggiormente funziona ed ha realizzato già tantissimi progetti.

Kickstarter è una piattaforma di finanziamento per i progetti creativi. Qualsiasi progetto, dai films, giochi, musica per arte, design e tecnologia. Kickstarter è pieno di progetti ambiziosi, innovativi e fantasiosi che prendono vita attraverso il sostegno diretto degli altri.

Migliaia di progetti creativi sono finanziati su Kick-starter in questo momento. Ogni progetto è creato autonomamente e realizzato direttamente dalla per-sona che c’è dietro di esso. I registi, musicisti, artisti e designer che vedete su Kickstarter hanno il controllo completo e la responsabilità dei loro progetti. Passa-no settimane a costruire le proprie pagine di progetto,

a girare i loro video e a fare brainstorming per pen-sare a quali ricompense offrire ai sostenitori. Quando sono pronti, i creatori lanciano il loro progetto condi-videndolo con la comunità.

Ogni creatore del progetto pone un obiettivo di finan-ziamento e la sua scadenza. Se il progetto riesce a raggiungere il suo obiettivo di finanziamento, tutte le carte di credito dei finanziatori sono imputate al ter-mine della scadenza. Se il progetto fallisce, non rag-giungendo l’obiettivo di finanziamento, nessuno dei finanziatori pagherà. Il finanziamento su Kickstarter è tutto oppure niente.

Questa filosofia di crowd funding è molto democratica e per noi nuovi designer è un ottimo campo da sfrut-tare per le nostre idee.

67 Strategia di produzione

Capitolo 6:Tecnologia

72 Tecnologia

Studio dell’Arduino

L’anno scorso ho partecipato a un workshop su Ardu-ino “Less is Next” organizzata dall’ISIA di Firenze. Il seminario era organizzato con due distinti gruppi di lavoro: uno lavorava alla programmazione del circuito tramite la scheda Arduino, l’altro gruppo si occupava di effettuare delle riprese video in soggettiva, utiliz-zando i-phone e i-pad. Successivamente i filmati ve-nivano mostrati a spettatori cui erano stati applicati sensori cutanei in grado di captare la temperatura corporea e di inviarla, passando per Arduino, a dei monitor di controllo. In questo modo tutti potevamo controllare le reazioni dello spettatore alla visione del filmato. Quando lo spettatore si emozionava sul-lo schermo potevamo leggere le variazioni della sua temperatura corporea che veniva registrata in un tracciato temporale.Nonostante non fosse possibile capire esattamente l’intensità o il tipo di emozioni provate dallo spetta-tore l’esperimento per me fu da considerarsi riuscito: avevo capito le possibilità nascoste in quella piccola scheda elettronica. Introduzione; Che cos’è Arduino?15

Arduino è una piattaforma open-source di physical computing, basata su una semplice scheda e su un ambiente di sviluppo che implementa il linguaggio Processing. Arduino può essere usato per sviluppare oggetti interattivi indipendenti o può essere collega-to a software sul computer (Flash, Processing, Max/MSP). Le schede possono essere assemblate a mano o acquistate pre-assemblata. Arduino differisce da altre piattaforme che si possono trovare sul mercato per i seguenti motivi:Il Progetto Arduino è stato sviluppato per un ambien-te educativo ed è quindi ottimo per chi non ha molta esperienza di programmazione.Si tratta di un ambiente multipiattaforma, e può quin-di essere eseguito su Windows, Macintosh e Linux.Esso si basa sulla programmazione IDE ProcessingÈ programmabile tramite un semplice cavo USB.Si tratta di un sistema hardware/software open-suo-re. Se si desidera è possibile scaricare lo schema elettrico, comprare tutti i componenti, e costruirsi au-tonomamente una scheda senza dover pagare nulla ai creatori di Arduino.È un prodotto made in italy

La filosofia di Arduino: creare facendo.

La filosofia di Arduino è basata su un approccio mol-to pratico, che consente di fare e sperimentare facil-mente diverse soluzioni informatiche, fino a trovare quella che meglio si avvicina allo scopo del nostro progetto.

15 - Dal manuale “Getting started with Arduino”

LED Green

LED Red

LED Blue

Altoparlante

73 Tecnologia

Scheda LED

Motore passo passo

Driver motore passo passo

Scheda wi-fi

Scheda Arduino

74 Tecnologia

Si tratta di una costante ricerca di modi più veloci e più precisi per costruire migliori prototipi. Con Arduino si possono esplorare tecniche di prototipazione elet-tronica basate sull’approssimazione successiva dei risultati. L’ingegnere classico si basa su un rigoroso processo per andare dal punto A al punto B, mentre il metodo Arduino consente di “perdersi” lungo il tra-gitto e magari di riuscire a trovare una opportunità C, non prevista nel progetto ma egualmente utile a rag-giungere il risultato.

Gli ingegneri creatori di Arduino raccontano così la nascita del loro progetto.

“Siamo da sempre stati appassionati di bricolage perché il bricolage ci consentiva di giocare con la tecnologia in modo aperto e a volte di riuscire a tro-vare qualcosa di non previsto. Quando pensavamo alla “prototipazione opportunistica” ci chiedevamo: -Perché spendere tempo e energia per costruire da zero un processo che richiede tempo e profonda co-noscenza tecnica, mentre possiamo prendere i di-spositivi già realizzati e sfruttare il duro lavoro fatto da grandi imprese e bravi ingegneri? A Ivrea dopo la scomparsa della Olivetti c’erano discariche della zona piene di componenti per computer, componenti e di-spositivi elettronici di qualsiasi tipo, una vera miniera d’oro per noi! Con pochi euro abbiamo cominciato a creare i nostri prototipi”.

Creare facendo: l’approccio dell’Interaction Design

“Interaction Design: è ciò che riguarda la progettazio-ne di ogni esperienza interattiva”

Essa si applica anche alla creazione di esperienze si-gnificative tra persone e manufatti. È anche un buon modo per esplorare la creazione di relazioni fra uomo e macchina. L’interaction design incoraggia l’utiliz-zo della progettazione iterativa basata su prototipi di sempre maggiore fedeltà. Questo approccio può es-sere esteso per includere prototipazione con nuove tecnologie o con componenti elettroniche.Questo particolare tipo di Interactive Design si chiama Physical Computing.

Creare facendo: che cos’è il Physical computing?

Physical Computing include la prototipazione con componenti elettroniche, sensori, attuatori e micro-controllori per creare materiali per designer e artisti. Esso prevede la progettazione di oggetti interattivi che attraverso sensori, e attuatori guidati dal movimento fisico o dall’uso pratico consentano di creare software “behaviour implemented” ovvero software che cam-bia a seconda del comportamento dell’utente.

In passato utilizzare l’elettronica significava dover in-teragire con gli ingegneri e questo impediva l’azione

diretta e immediata dei designer: la maggior parte degli strumenti utilizzati presupponeva conoscenze approfondite di ingegneria elettronica.

Negli ultimi anni i microcontroller sono diventati meno costosi e più facili da usare consentendo la cre-azioni di strumenti migliori. Con Arduino gli strumenti sono diventati ancora più semplici e utilizzabili anche da persone senza conoscenze specifiche di elettroni-ca, consentendo la creazione di progetti dopo appena pochi giorni di training sulla scheda.

Hardware

Ecco un semplice disegno della scheda Arduino con una spiegazione di ciò che ogni elemento della tavola può fare:

( inserire immagine d’Arduino)

> 14 digitali I / O (pin 0-13) possono essere ingressi o uscite come stabilito nel software.

> 6 Analogico in (pin 0-5) sono dedicati pin di ingresso analogici. Questi valori racconto analogici (valori di tensione) e le trasformano in un numero compreso tra 0 e 1023.

> 3 Out analogico (pin 9, 10, 11) queste sono in realtà 3 dei pin digitali che possono essere riassegnati a fare uscita analogica.

La scheda può essere alimentata dalla porta USB o dalla presa di corrente. Se il ponticello contrassegna-to SV 1 è il più vicino alla presa USB allora la scheda è alimentata da USB. Se è sui 2 pin più vicini al con-nettore DC, allora è alimentato attraverso la presa di corrente.

Software

Altra componente fondamentale del progetto Arduino è il suo software.Si tratta di uno speciale programma in esecuzione sul computer che permette di scrivere programmi per la scheda Arduino in un linguaggio semplice (sul modello del linguaggio Processing). In maniera as-solutamente semplice quando si preme il pulsante che consente di caricare il programma alla scheda: il codice scritto viene tradotto in linguaggio C, che normalmente è abbastanza difficile da usare per un principiante.

Il dispositivo interattivo

La maggior parte degli oggetti costruiti con Ardui-no seguono uno schema molto semplice chiamato “dispositivo interattivo”. Si tratta di un circuito elet-tronico in grado di percepire l’ambiente utilizzando componenti chiamati “sensori” e di elaborare delle informazioni attraverso “comportamento” implemen-

75 Tecnologia

tato sotto forma di software.Inserire immagine

Il dispositivo sarà in grado di interagire con il mondo intorno tramite degli “attuatori”.

Sensori e attuatori

Sensori e attuatori sono componenti elettronici che permettono a un dispositivo elettronico di interagire con il mondo. Dal momento che il microcontrollore è un computer molto semplice (può solo elaborare i segnali elettrici, un po ‘come gli impulsi elettrici che vengono inviati tra i neuroni nel nostro cervello), per essere in grado di rilevare la luce, la temperatura o altre grandezze fisiche ha bisogno di strumenti in grado di convertire preventivamnete in stimoli elet-trici le informazioni di maggiore complessità; come l’occhio, per esempio, converte la luce in segnali che vengono inviati al cervello tramite nervi. Nel mondo dell’elettronica, si utilizzano dei semplici dispositi-vi detti LDR (fotoresistenze) in grado di misurare la quantità di luce che lo colpisce e riporta indietro come un segnale che può essere compreso dal processore. Una volta che i sensori sono stati letti, il dispositivo ha le informazioni necessarie per “decidere” come reagire. Questo viene fatto attraverso gli attuatori. Questi sono componenti elettronici che possono con-vertire un segnale elettrico in un’azione fisica; come i muscoli che ricevono i segnali elettrici dal cervello e li convertono in movimento. Nel mondo elettronico queste funzioni potrebbero essere svolte da un moto-re elettrico.

Studio di LED 16

Il Led ( Light Editing Diode) è uno speciale tipo di dio-do17, costituito da un sottile strato di materiale semi-conduttore drogato18, che emette luce quando è attra-versato da corrente elettrica a bassa tensione.Il Led applica le proprietà ottiche dei materiali semi-conduttori utilizzati per realizzare i componenti elet-

16 - CARDILLO, Marco; FERRARA, Marinella2008 - MATERIALI INTELLIGENTI, SENSIBILI, INTERATTIVI: 02. Materiali per il design, Milano: Lupetti

17 - La piroelettricità è il fenomeno di elettrizzazione che consiste nella comparsa di cariche elettriche di segno opposto sulle facce di alcuni cristalli, per effetto di una differenza di temperatura tra le superfici. La ferroelettricità è la capacità di un cristallo di orientare il proprio dipolo nel senso del campo elettrico applicato.

18 - Il flocculo è un aggregato id particle all’interno id solution colloidal.

tronici come i diffusi transistor19. Il dispositivo è stato sviluppato inizialmente nel campo dell’optoelettrici con quelli ottici. Il primo diodo ad emissione di luce è stato prodotto nei laboratori della General Electric nel 1960. Duran-te alcuni esperimenti sullo spettro della luce, l’inge-gnere Nick Holonyak scoprì che la lunghezza d’onda emessa dal composto di arseniuro di gallio (GaAs) va-riava dall’infrarosso alla luce visibile. Modificando la composizione chimica del cristallo stesso, lo stimolo elettrico trasmesso nel composto poteva essere tra-sformato in calore o in luce, in base alle percentuali dei semiconduttori utilizzati20. Attualmente i Led disponibili in commercio sono com-posti da semiconduttori inorganici come l’arseniuro di aglio (GaAs), il fosfuro di aglio (GaP), il fosfuro ar-seniuro di aglio (GaAsP), il carburo di silicio (SiC) e il nitrirò di aglio e indio (GaInN). La scelta dei composti determina l’efficienza elettrica e ottica del dispositivo, l’intensità luminosa e la tonalità della luce21. I dispo-sitivi più diffusi per le applicazioni pratiche sono com-posti da InGaAIP (Indio-Galio-Alluminio-Fosforo), da InGaN (Indio-Gallio-Azoto) e da nitrirò di gallio (GaN) con emissioni di luce di colore rosso, verde e blu. Dalla loro combinazione è possibile ottenere tutte le variazioni cromatiche desiderate nel sistema (RGB). Il dispositivo è realizzato con un circuito integrato, montato in cima a un chip in silicone che fornisce le connessioni elettriche e protegge il circuito del semi-conduttore dalle scariche elettrostatiche ESD(Electro Static Discharge). Il chip è rivestito da una capsula di resina epossidica con funzione di conduttore termo-elettrico e di protezione contro gli urti. I Led hanno un’efficienza luminosa cinque volte superiore rispetto alle normali lampade a incandescenza, con una dura-ta di circa dieci anni e un notevole risparmio energe-tico. Al contrario dei comuni sistemi elettrici, in cui il filamento funziona a temperature elevatissime, i Led emettono luce “fredda” ovvero senza emissione di ca-lore.

19 - Con il termine sol-gel si indica una sospensione colloidale in grado di solidificare formando un gel. Il processo, che implica il passaggio da una face liquida di sol a una fase solida di gel, è utilizzato per ottenere materiali vetrosi e ceramici monolitici, polveri ultrattivi, fibre ceramiche, membrane inorganiche, rivestimenti in film sottili di ossidi metallici e areogel. Il semilavorato poroso viene successivamente trattato chimicamente e portato ad alte temperature, per formare ossidi di elevata purezza. Nella fase solida il gel può essere drogato, ovvero addizionato con altre sostanze per conferire proprietà specifiche al composto ottenuto.

20 - Un materiale polarizzato risponde allo stimolo di un campo elettrico formando un dipolo orientato in modo tale da contrastare il campo applicato.

21 - La prevosti è un minerale scoperto nel 1839 da Gustav Rose. Il nome deriva dal mineralogista russo L.A. Prevosti (1792-1856) che identificò e classificò tutti gli ossidi con struttura simile (prevosti) caratterizzata da proprietà fisiche ed elettro-ottiche, quali la super-conducibilità, la ferro- e piezo- elettricità, il magnetismo e la catalizzazione nelle reazioni elettrochimiche.

76 Tecnologia

I diodi luminosi sono stati applicati, inizialmente, nel settore delle comunicazioni per la trasmissione dei dati con impulsi ultrabrevi nei sistemi a fibra ottica. Successivamente, si sono diffusi nella maggior parte dei dispositivi elettronici come spie luminose e indi-catori per fornire un feedback sullo stato del sistema. I recenti sviluppi della ricerca permettono la produ-zione di dispositivi leggeri e piccoli, delle dimensioni di soli 5 millimetri, con la possibilità di visualizzare immagini e testi in modalità dinamica.Gli innovativi Led ad alta potenza sono applicati nel settore della segnaletica e nei sistemi di illuminazio-ne di emergenza. La tecnologia è utilizzata di recente anche nell’industria automobilistica per produrre i gruppi ottici delle autovetture come i fanali, i lampeg-giatori e gli stop.I dispositivi di ultima generazione sono applicati nel settore dell’illuminotecnica per sostituire le sorgenti luminose tradizionali a incandescenza.

Studio del motore passo passo

Il motore passo-passo spesso chiamato anche step o stepper è un motore elettrico sincrono in corren-te continua senza spazzole che può suddividere la propria rotazione in un grande numero di step. La posizione del motore può essere controllata accura-tamente senza dover ricorrere al controllo ad anello chiuso (feedback) se la taglia ed il tipo di motore sono scelti in modo adeguato all’applicazione. È conside-rato la scelta ideale per tutte quelle applicazioni che richiedono precisione nello spostamento angolare e nella velocità di rotazione, quali la robotica, le mon-tature dei telescopi ed i servomeccanismi in gene-rale. Tuttavia ultimamente vengono spesso sostituiti da motori brushless o da attuatori voice-coil per le applicazioni di fascia alta.

Vantaggi dei motori passo passo

> Se costruiti con tecnologia comune hanno un costo non elevato, relativamente ad altri tipi di motore con analoghe prestazioni.

> È possibile realizzare azionamenti di precisione controllati da computer in catena aperta, cioè senza utilizzare sensori di posizione o di velocità. Sono quindi utilizzabili con relativa semplicità e senza richiedere particolare potenza di calcolo.

> Hanno un’elevata robustezza meccanica ed elettrica: infatti non esistono contatti elettrici striscianti e, se necessario, possono essere realizzati anche in ambiente completamente stagno.

> È facile far compiere all’albero piccole rotazioni angolari arbitrarie in ambedue i versi e bloccarlo in

una determinata posizione.

> La velocità di rotazione può essere molto bassa anche senza l’uso di riduttori meccanici.

> Hanno molto spesso momento d’inerzia piuttosto basso

> Sono molto stabili nella posizione a rotore bloccato e non presentano pendolamenti come nei sistemi brushless

> Se dimensionati bene non necessitano di alcuna taratura.

Il principio di funzionamento

I motori passo-passo sono motori che, a differenza di tutti gli altri, hanno come scopo quello di mantenere fermo l’albero in una posizione di equilibrio: se ali-mentati si limitano infatti a bloccarsi in una ben preci-sa posizione angolare. Solo indirettamente è possibile ottenerne la rotazione: occorre inviare al motore una serie di impulsi di corrente, secondo un’opportuna sequenza, in modo tale da far spostare, per scatti suc-cessivi, la posizione di equilibrio. È così possibile far ruotare l’albero nella posizione e alla velocità voluta semplicemente contando gli impulsi ed impostando la loro frequenza, visto che le posizioni di equilibrio dell’albero sono determinate meccanicamente con estrema precisione.

Effetti fonici

La lampada UFA ha una capacita di fornire un fee-dback con un piccolo altoparlante che ho ricuperato smontando dal vecchio schermo dismesso. L’ho al lato del motore passo passo fissandolo al ponte di supporto per la parte meccanica. Quando utente regi-stra i suoni dai fischi tramite l’apparecchio ( lo scher-mo del smart-phone oppure computer ) , l’altoparlan-te ripete i suoni, simulando i toni appena prodotti dal’ utente. Quest’operazione oltre a fornire un feedback sul tipo di messaggio percepito e attuato dal sistema contribuisce una sensazione ludica.

L’altoparlante è un attuatore che converte un segna-le elettrico in onde sonore. Si può quindi definire un trasduttore elettroacustico. Il suono in sostanza è generato da una serie di compressioni e rarefazioni dell’aria, compito dell’altoparlante è generare tali compressioni e rarefazioni nell’ambiente d’ascol-to. Gli altoparlanti attuali stanno andando verso un rapporto dimensioni-potenza sempre più ridotto al fine appunto di minimizzare gli ingombri, così che se una volta un altoparlante da 8 pollici (20,32 centime-tri) era ad esempio sinonimo di bassa potenza (8/10 watt), oggi a parità di diametro si possono avere wo-

77 Tecnologia

ofer molto potenti che si attestano anche sui 100/150 watt nominali, basti vedere l’evoluzione del settore car-audio.

Paraboloidi: microfono parabolico 22

Poiché la lampada UFA riceve comandi sonori sotto forma di modulazioni di fischi da parte dell’utente, ed è inoltre in grado di percepire i rumori d’ambiente, ho pensato d’inserire la forma parabolica all’interno della plafoniera, in modo tale che i suoni arrivino al punto di fuoco della parabola.

Le proprietà geometriche della parabola possono essere sfruttate per concentrare le onde di propaga-zione acustica da un determinato punto prestabilito ad un altro, analogamente al fenomeno che si verifica negli specchi ustori con l’irradiamento solare. Si dice che questo straordinario effetto acustico si verifichi in alcune cattedrali tra nicchie distanti, permettendo a due persone molto lontane tra loro di sussurrare l’un l’altro in mezzo al rumore dell’ambiente circostante: due paraboloidi posti uno di fronte all’altro, distanti oltre un centinaio di metri, rendono possibile questo effetto particolarmente suggestivo. Sussurrando nel fuoco di uno si può essere sentiti chiaramente al cen-tro del fuoco dell’altro paraboloide. Questo fenomeno si manifesta grazie al paraboloide di rotazione, curva in tre dimensioni, ampiamente studiata da Archimede, che si ottiene facendo ruotare una parabola attorno al suo asse principale. Un semplice esperimento ci aiuta a comprendere a pieno le proprietà acustiche dei pa-raboloidi, e la validità delle loro applicazioni tecniche. Si deve considerare che, provenendo da una certa distanza, le onde sonore si possono considerare pa-rallele all’asse del paraboloide, perciò si concentrano nel fuoco del paraboloide. Se applichiamo su di esso un microfono, proprio grazie a questa sua collocazio-ne, potrà cogliere anche suoni estremamente tenui, così da amplificarli e renderli udibili anche all’orec-chio umano. Gli studi di Archimede sulle proprietà geometriche della parabola sono da considerarsi alla base di numerose realizzazioni della tecnologia odier-na: le antenne paraboliche, con le quali riceviamo la televisione satellitare, sfruttano precisamente le pro-prietà della parabola. Allo stesso modo i grandi radio-telescopi funzionano con lo stesso principio.

Definizione: la parabola è il luogo geometrico dei pun-ti del piano equidistante da un punto fisso, detto fuo-co, e da una retta fissa, chiamata direttrice.23

22 - Web site; Museo Arkimedeion

23 - web site; Math.it

fuoco:

F − b2a

,1− b2 + 4ac4a

-30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30

-22.5

-20

-17.5

-15

-12.5

-10

-7.5

-5

-2.5

2.5

5

Conclusione

“ Imparare facendo” è una frase che una progetti-sta deve sempre avere presente, perché anche se la partenza della progettazione della “UFA”, è partita da una piccola ispirazione, mi ha insegnato molte cose. Ho compreso che una progettista oltre a disegnare sul foglio oppure sul computer, deve trovare ispi-razione, smontare le cose, bruciare le schede, deve sbagliare, deve essere curiosa e attratta dalle cose che la circondano nella vita quotidiana.Come è accaduto per altri progetti che ho inserito nel mio portfolio in questi tre anni di studio all’Università, anche questo della UFA è sempre sotto studio e con-tinua rielaborazione, devo continuare a migliorarne ogni dettaglio: sul problema dinamico, sull’intensità della luce, sulla sensibilità del ricevitore ecc. Desideravo creare una lampada che potesse intera-gire con l’utente e inizialmente il problema mi sem-brava troppo difficile e complesso da affrontare. Nel percorso di progetto, continuavo a modificare ogni componente, perché dentro lo schermo del CAD i disegni sembravano perfetti, ma quando montavo il modello scoprivo che tante cose non funzionavano bene. Però mi ricordo che dopo una lunga giornata di riflessione e lavoro, alle quattro di mattina, per la prima volta finalmente la lampada ha funzionato: il movimento del motore insieme alla luce, era per me il raggiungimento di un traguardo oltre che una scena molto bella da vedere E’ molto importante tenere sempre presente la sod-disfazione dell’utente, per questo motivo il progettista deve fare ricerca sempre, perché ogni anno nasce una nuova tecnologia e naturalmente cambia la situazione della società e dell’ambiente. Grazie alle nuove tecnologie come l’Arduino e Stam-pante 3D, il progettista può acquistare una capacità produttiva quasi infinita. Ho già in progetto di lavorare a nuove idee tipo: creare cover per il nuovo i-phone, una stampante 3d con il sistema del riciclaggio ecc.Credo molto nella forza delle idee e della progettazio-ne, sono sicura che attraverso il nostro lavoro si pos-sa dare un valido contributo per migliorare la qualità della vita.

RingraziamentiPer scrivere questa tesi, senza l’aiuto di molte perso-ne, non sarei stata in grado di completarla evitando di essere in panico. Vorrei esprimere le gratitudine a tutte le persone che mi hanno aiutato nell’arrivare alla fine.

ISIA (Istituto Superiore per le Industrie Artistiche) Fi-renze, che in questi tre anni ho frequentato. È stata veramente un’esperienza meravigliosa. Ho imparato veramente tante cose, oltre quello che im-maginavo. Essendo la straniera, all’inizio mi preoccu-pava la socializzazione con gli altri studenti, ma tutti i compagni della classe mi hanno aiutato e mi hanno dato un’occasione di collaborare con loro divertendo-ci.

L’azienda FOSCARINI, che ho frequentato per il pro-gramma dello stage, particolarmente la sede di ricer-ca e sviluppo, soprattutto Marco Martin, mi ha dimo-strato il metodo per diventare un grande designer, mi ha lasciato l’ispirazione per la creatività.

Giorgio Berretti, il mio relatore di tesi che fin dall’ini-zio mi ha dato la sua fiducia. Mi ha dato sempre con-sigli con la sua conoscenza da saggio e nonostante il mio progetto fosse talmente difficile da realizzare, con la sua pazienza, mi ha accompagnato fino alla fine.

Andrea Moscardini, il mio correlatore di tesi, nel suo luogo, il laboratorio di modellistica. Ma quante volte ci andavo con la disperazione? E uscire con la sod-disfazione? “Sapere facendo” è la frase per Lui, che con la sua massima manualità mi aiutava a sviluppare qualsiasi modello.

Vincenzo Cutungno, un esperto di ceramica e porcel-lana, collaboratore esterno. Il paralume diffusore che è fatto di porcellana, senza il suo aiuto, non sarebbe mai stato con una forma così piacevole e la qualità della materiale raffinata.

Lorenzo Domizioli, mi ha dedicato tanto tempo per fare la correzione in italiano con la pazienza e mi ha incoraggiato a portare avanti il progetto.

Cristina Zannoner, all’ ultimo momento mi ha aiuta-to a fare la correzione in italiano con la sua massima generosità.

Sara Marini, oltre ad essere la mia amica dell’ISIA, mi ha aiutato a fare la correzione in italiano e sempre mi sollevava quando ero bloccata davanti al muro alto.

Giacomo Russo, è un esperto di radio tecnica, colla-boratore esterno. Fin dall’inizio mi ha fatto creare il circuito e ha fatto tante esperienza sull’ elettronica. Smontare stampante, aggiustare per la blocca fune, con la sua super manualità ha risolto un sacco di pro-blemi.

Ester Pacciolla, che da quando ho cominciato questo progetto, mi ha sempre rincuorata, con il suo piatto di orecchiette e mi dava tanta ispirazione per il nuovo progetto.

Antonio Russo, che quando lavoravo per questo pro-getto, ogni volta che volevo mollare, mi consolava con il suo sorriso e la canzoncina che suonava.

I miei genitori, Kenji Tanabe e Noriko Tanabe, che sono stati un supporto meraviglioso e mi hanno inco-raggiato a proseguire gli studi.

Giosuè Russo, è programmatore, web designer, col-laboratore esterno. Dal momento in cui è nato questo progetto siamo stati sempre insieme a studiare, lavo-rare, mangiare. Senza il suo talento geniale il proget-to “UFA” non sarebbe mai stato completato.

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Tesi di diploma di primo livelloa.a. 2012/2013UFA: Dalla voce alla luce

una lampada modulare in grado di riconoscere comand vocali.Integrazione del controllo attraverso interfaccia web.

Studente: Maki TanabeRelatore: Prof. Giorgio BerrettiCorrelatore: Prof. Andrea Moscardini

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"UFA" Thesis - ISIA Florence

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