Hoe bewegingsgevoelige vakantienieuwigheden eigenlijk werken

4

Ze zijn overal tijdens het seizoen. Dat hippe dansende skelet in de etalage. De opblaasbare sneeuwpop die draait als je langsloopt. Het ‘heupzwaaiende monster’-gagcadeau dat er belachelijk uitziet totdat het om 3 uur ‘s nachts begint te trillen omdat een kat op de trap is gesprongen. Je hebt ze in het winkelcentrum gezien. Rommelmarkten. Die vage tv-infomercials.

De magie zit niet in het batterijcompartiment. Het zit hem in de manier waarop je ze verleidt om in beweging te komen.

De meeste van deze vakantienieuwigheden zijn afhankelijk van een van de drie specifieke triggers om het feest op gang te brengen. Negeer de knop even en kijk naar de technologie.

De meeste bewegingsgeactiveerde vakantiefiguren gebruiken geluids- of infraroodsensoren om aanwezigheid te detecteren.

Als je er tegen schreeuwt, beweegt het. Als je met je hand zwaait, danst hij. Als je op het kleine schakelaartje aan de onderkant drukt, start hij. Dat is alles. Drie methoden. Drie manieren om elektriciteit te verspillen en je buren bang te maken.

Maar waarom reageren sommige modellen alleen op geluid, terwijl andere blind zijn voor je stem maar gevoelig voor beweging? Het antwoord ligt in het sensortype. Geluidsgeactiveerde figuren gebruiken een microfooncircuit. Bewegingsdetecterende modellen maken gebruik van passief infrarood (PIR) of eenvoudige naderingsschakelaars. Als je weet welk type je hebt gekocht, voorkom je dat je in de woonkamer staat te schreeuwen tegen een plastic rendier.

De mechanica van de groef

De magie begint op het moment dat je de schakelaar omdraait. De figuur staat daar niet zomaar. Het beweegt. Op ritme. Naar een nummer dat uit zijn eigen basis knalt. Maar ze zijn niet allemaal vooraf geladen. Sommige versies zijn slimmer. Ze wachten op je afspeellijst. Ze synchroniseren met de cd-speler in de volgende kamer of de radio op het aanrecht. Het is een draadloze verbinding. Een gedeelde beat.

We zijn nu de schaal aan het kraken. Het deksel optillen. Kijkend in de buik van het beest. Wat drijft de show eigenlijk? De sprekers? De motoren? De lichten?

Binnenin het lichaam

“Sommige versies dansen zelfs op de muziek van je eigen cd-speler of radio.”

Het is niet alleen magie. Het is techniek. We moeten de tandwielen zien. De circuits. De bedrading. Hoe wordt geluid beweging? Hoe gloeien ogen in het donker? Laten we het gordijn opzij trekken.

De mechanismen achter de dans

Vergeet de flitsende buitenkant even. Het zogenaamde ‘dansende monster’ is geen magie. Het is pure, onvervalste mechanische elegantie. Haal de plastic schaal en de stoffen huid weg en je houdt een verrassend verfijnd skelet over. Er is geen microcontroller nodig. Er is geen chip nodig. Slechts één motor. En wat versnellingen.

Synchronisatie met de beat

Druk op de knop op de basis. Het nummer “Monster Mash” begint meteen. U hoort een paar tellen geluid voordat de motor aanslaat (Figuur 2 ). Hier is de truc. De motor draait niet alleen continu. Het keert de richting om. Elke keer dat de beat wegvalt, draait hij om. Het draait vooruit en vervolgens achteruit en past perfect in het ritme van de track.

Een versnelling lager voor timing

Hoe houdt een kleine motor een popsong bij? Het probeert het niet. Het vertraagt. De motoras is via een eenvoudige rubberen riem verbonden met een groter wiel. Deze opstelling fungeert als een tandwielreductie. Door een groter wiel te gebruiken, zet het systeem de hoge snelheid en het lage koppel van de motor om in de langzame, krachtige rotatie die nodig is om de dansbewegingen na te bootsen. De timing is niet digitaal. Het is fysiek. De overbrengingsverhouding doet al het werk.

Het mechanisme is gebaseerd op een eenvoudige maar effectieve energieoverdracht. Een metalen as overbrugt de opening tussen het grote, door een riem aangedreven wiel (Figuur 3 ) en een secundair wiel. Wanneer de motor het primaire wiel heen en weer draait, gaat die oscillerende beweging rechtstreeks naar het tweede wiel.

Op dit tweede wiel is een plastic knop gemonteerd (Figuur 4 ). Het zit in een lange gleuf aan de binnenkant van het achterpaneel van het monster. Deze opstelling functioneert in wezen als een camera. De voor- en achterpanelen van de carrosserie zijn met bouten aan elkaar bevestigd en met twee metalen pinnen aan het hoofdframe bevestigd (Figuur 5 ). Deze pinnen zijn niet alleen bedoeld voor structurele integriteit; ze laten het hele lichaamssamenstel glijden.

Terwijl de plastic knop binnen de gleuf heen en weer beweegt, drukt deze tegen het lichaam. Deze zijdelingse kracht vertaalt zich in de zijwaartse zwaai die je ziet. Het monster loopt niet zomaar op zijn plek. Het glimt. De pinnen geleiden de beweging, houden de panelen op één lijn en laten de nodige drift toe.

De beweging is niet willekeurig. Het is een directe vertaling van roterende beweging naar lineaire zwaai.

Dit ontwerp zorgt ervoor dat het monster er levend uitziet zonder complexe elektronica. Het heen en weer bewegen van de motor wordt een zijwaartse dans. Het is mechanisch theater. Het lichaam draait op die pinnen. De knop drijft de actie aan. Het resultaat is een wezen dat niet slechts op één plek bestaat. Het beweegt.

Er zit een ritme in. De motor bepaalt het tempo. De schacht draagt ​​de energie. De knop zet het om. De pinnen beperken het pad. Het resultaat is een specifiek soort animatie. Je kunt de natuurkunde erin zien. Het is geen magie. Het zijn gewoon tandwielen en pinnen die op volgorde werken.

Het monster hoeft zich niet om te draaien om er gevaarlijk uit te zien. Het hoeft alleen maar te zwaaien. De zijwaartse beweging zorgt voor spanning. Het impliceert gewicht. Het suggereert dat er iets zwaars aan het verschuiven is. De plastic knop in de gleuf is het hart van die illusie. Zonder dit zou het lichaam statisch blijven. Hiermee reageert de hele structuur.

Het is een slim gebruik van eenvoudige onderdelen. Geen servo’s. Geen complexe codering. Gewoon een gleuf en een pin. Het monster ademt door zijwaarts te bewegen. Het riemaangedreven wiel houdt de tijd bij. De metalen as zorgt ervoor dat er tijdens de vertaling niets verloren gaat. Het lichaam volgt.

Wat gebeurt er als de motor vertraagt? De zwaai wordt traag. Het monster lijkt te aarzelen. De beweging stopt niet abrupt. Het blijft hangen. De pinnen houden de panelen verbonden. De knop blijft ingeschakeld. De illusie houdt stand.

Het ontwerp is efficiënt. Het maakt gebruik van de bestaande beweging van het riemaangedreven wiel. Het verspilt geen energie. Het leidt het om. De plastic knop is duurzaam. De metalen pinnen zijn sterk. De carrosseriepanelen zijn stijf. Het geheel werkt samen.

Je kunt het bewegingspad volgen. Begin bij de motor. Volg de riem. Kijk hoe het wiel draait. Zie de asverbinding. Zoek de knop. Traceer de sleuf. Volg de pinnen. Zie het lichaam bewegen. Het is een lus. Een cyclus. Een mechanische hartslag.

Het monster hoeft niet te brullen om indrukwekkend te zijn. De beweging spreekt voor zich. Het is subtiel. Het is consistent. Het wordt aangedreven door de natuurkunde. Het ontwerp is elegant in zijn eenvoud. Het maakt de animatie niet te ingewikkeld. Het concentreert zich op één ding. Zijwaartse beweging.

En dat is genoeg. De zij-aan-zij

Hoe de armen daadwerkelijk bewegen

Het is geen magie. Het is een verticaal plastic lipje dat vlak onder het ellebooggewricht is verscholen. Een metalen pin, die iets in de zijkant van het carrosserieframe is geplaatst, steekt door een gat aan de bovenkant van dat lipje. Wanneer de romp van het monster zwaait, schuift het lipje op en neer langs de pin. Eenvoudige natuurkunde. Die glijdende beweging dwingt de onderarm om omhoog te schieten of naar beneden te vallen. Geen draden. Geen servo’s. Gewoon hefboomwerking.

Het tandwielsysteem dat de benen aandrijft

Kijk aan de binnenkant van de onderkant van de voor- en achterpanelen van de carrosserie. Je vindt gegoten plastic tandwieltanden. Ze zijn verbonden met identieke tandwielen die aan de bovenkant van elk been zitten. Deze verbinding is stijf.

Elke poot is ook voorzien van een metalen pin die er doorheen loopt, precies daar waar de poot de laars binnengaat. Met die pin kan het been heen en weer draaien. De magie vindt plaats in de interactie tussen de beweging van het lichaam en deze versnellingen. Terwijl het lichaam naar links of rechts schakelt, worden de versnellingen ingeschakeld. De benen bewegen in de tegenovergestelde richting. Het is een tegenbeweging. Je duwt de ene kant op, de benen zwaaien de andere kant op. Zo werkt de loopcyclus.

De knipperende ogen en de hersenen van het beest

Het is niet alleen de beweging die het effect verkoopt. Je hebt twee groene LED’s die het zware werk doen voor de blik van het monster. (Figuur 9 ) Deze lichten zijn niet statisch. Ze zijn rechtstreeks aangesloten op de printplaat die zich in de basis bevindt, die fungeert als centrale hub voor alle stroomdistributie.

De truc zit hem in de timing. Elektriciteitspulsen schieten naar die diodes, waardoor ze een fractie van een seconde worden ingeschakeld. Het resultaat is een flikkering die overeenkomt met de beat. Als de muziek versnelt, schieten de ogen. Als het sleept, blijft de gloed hangen. Het creëert dat griezelige dalgevoel van iets levends dat naar je staart.

De printplaat en motorbesturing

Kijk eens beter naar de basis (Afbeelding 10 ) en je ziet dat de printplaat (Afbeelding 11 ) alles bij elkaar houdt. Dit is niet zomaar een stekkerdoos. Het bevat een kleine geïntegreerde chip (IC) die dient als het eigenlijke brein van het speelgoed.

Deze chip heeft een specifieke taak: hij slaat de songdata op. Maar het speelt niet alleen audio af. Het synchroniseert de draaiing van de motor met de baan. Het werkt door de stroom te wisselen. Het ene moment duwt de stroom de motor met de klok mee. De volgende keer draait hij om en draait hem tegen de klok in. Deze heen-en-weer-rotatie zorgt voor de chaotische, dansende beweging.

De geïntegreerde chip speelt niet alleen muziek af; het dicteert fysiek de dansbewegingen van het monster door de richting van de motor om te keren in de maat van de beat.

Zonder deze chip zou je alleen maar een zoemende motor en een gloeilamp hebben. Het IC is wat een luidruchtige box in een ritmische performer verandert. Het is eigenlijk een eenvoudig mechanisme. Gewoon elektriciteit die de richting omdraait. Maar in combinatie met de flikkerende ogen is het genoeg om je te laten springen.

Je kunt de tandwielen bijna zien draaien. De chip berekent de beat. De motor gehoorzaamt. De ogen flitsen. Het is een gesloten lus van logica en licht. En het werkt elke keer.

Vijf afzonderlijke draadparen overbruggen de opening tussen de hoofdprintplaat en de externe componenten. Het is een eenvoudig harnas, maar elk paar heeft een specifieke taak.

De elektriciteitslijn

Ten eerste heb je de voeding. Een eenvoudig rood en zwart paar loopt naar het batterijcompartiment. Daarbinnen vind je vier AA-batterijen. Hier komt het sap vandaan.

Het triggermechanisme

Het volgende is de start -reeks. Twee gele draden verbinden een kleine drukknop op het bovenoppervlak van de basis met het bord. Druk erop en je voltooit het circuit. Het is het signaal voor het bord om de reeks te starten.

De onderdelen verplaatsen

Het motor -paar is ook rood en zwart. Het is puur functioneel: het stuurt stroom om de motor draaiende te houden. Geen mooie signalen hier, alleen pure kracht.

Het hoofd verlichten

Kijk voor het visuele effect naar het LED’s -paar. Eén oranje en één rode draad zijn bedoeld om stroom te sturen naar de LED’s die verborgen zijn in het hoofd van het monster. Zo gloeit het.

De audio-uitvoer

Tenslotte de component geluid. Een paar witte draden transporteert het signaal naar de luidspreker. Het is de laatste schakel in de keten.

(Figuur 12 )

Die kleine luidspreker in de basis is waar de magie daadwerkelijk gebeurt. Het neemt het audiosignaal van de interne chip en zet dit om in geluid. Zonder dit is het dansende monster slechts een stil plastic figuur.

Als je dieper wilt ingaan op de werking van dit geanimeerde speelgoed, vind je op de volgende pagina de technische analyse.

Hoe de zingende vis werkt

Hoe versnellingen werken

Hoe elektromotoren werken

Hoe LED’s werken

Hoe batterijen werken

Hoe motoren werken

Hoe luidsprekers werken

Hoe cd’s werken

Hoe televisie werkt

Gemmy Industries (maker van het dansende speelgoed)