Video Mapping sobre el lado oscuro de la Luna.

Concepto:
Todo el revuelo causado por el Video Mapping en la fachada de la Universidad realizado por mis compañeros de clase me dejó pensando.
Mapping sobre la Luna!
Sobre el lado oscuro de la Luna cuando esté nueva, más exactamente.
Un Video Mapping que todos podamos ver, o al menos medio mundo.
Igual se puede repetir del otro lado del planeta cuando la luna esté nueva de ese lado.
Googeleé buscando algo similar, solo encontré mapeo de la superficie de la Luna, que no es lo mismo que proyectar una imagen sobre la superficie.


Desarrollo de la idea:

Superficie a proyectar:
Como se trata de una esfera, la superficie utilizable no es toda la circunferencia visible desde un punto de vista dado. Llegando a los bordes de la esfera se pierde eficiencia y la imagen se distorciona.
Tomaremos una circunferencia de un radio de Luna de diámetro.
Una circunferencia en el centro del lado oscuro de la mitad del tamaño total.

Lo que nos dá una superficie de 1700x1700 Kms aprox.
2,3 millones de km^2, como dos veces Colombia.

Velocidad: 1022 km/s
Nuestra pantalla no esta fijada a la tierra, vuela, y rapido.
Tenemos que ser capaces de seguir el movimiento con exactitud.

Distancia:
Dist. Tierra-Luna= 384.400 Kms
Este viene siendo el mayor problema, es muy lejos, para el área a proyectar.
Las perdidas y distorciónes por la refracción al salir los rayos de la atmósfera y luego viajar tanta distancia pueden ser un problema.
Lo mejor será poner en órbita un satélite con los lasers y sus sistemas de espejos.
La distancia ideal rondará los 50.ooo kms, adivinando.

Tamaño del pixel:
Dada nuestra pantalla de 2,9 millones de kms^2 tenemos que averiguar el tamaño de nuestro pixel
Si tenemos 640x480 pixeles = 307000 pixeles.
2,3 x 10^6 km^2 dividido 0,307 x 10^6 pixeles = 7,5 kms^2
Como medio Montevideo alumbrado con una sola luz.

Potencia del laser:
La cantidad de lux (lumenes / m^2) necesarios para que la luz vuelva y sea visible en la tierra es algo dificil de estimar.
Pérdidas en la atmósfera, la superficie es de un gris irregular...
Para tener perspectiva, el sol nos da 800 lux sobre la superficie terrestre una tarde templada. Sin atmósfera, a la luna le llega mas.
Pero cuando la luna esta llena hace que no necesitemos luz para caminar de noche y opaca a las estrellas. Necesitamos mucho menos que eso, creo.
Aca voy a adivinar de nuevo: 200 lux

Potencia del laser 2:
Nuestros pixeles de 7,5 kms necesitaran 200 lumenes por m^2
200 lux = 200 lumen / m^2
7,5 kms^2 = 7,5 x 10^6 m^2
7,5 millones de m^2 a 200 lumenes cada uno, entonces necesitamos 1500 millones de lumenes distribuidos en esa superficie.
Como alumbrar media ciudad con una sola luz.
Ahora necesitamos convertir a MegaWatts para tener una nocion mas concreta de la potencia.
El maximo de eficiencia posible hasta ahora es 683 lumenes por Watt.
Pero no en un laser. Un laser daría 100-200 lumenes por Watt, adivinando en parte, aca tambien.
Lo que nos deja un laser de: 1,5 x10^9 lumenes / 150 lumen / Watt = 10 MegaWatts

http://en.wikipedia.org/wiki/Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)En la Wiki dice que el Laser mas potente en construcción es de 100 Mega Watts, 10 no serian problema.

Potencia del laser: 10 MegaWatts
Esto es algo bastante dificil de estimar, con mis conocimientos de wikipedia, sin ensayos prácticos o simulaciónes por computadora.
No queremos que brille como iluminada por el sol, la luna. Es demasiado!
Con que sea levemente visible la imagen alcanza.
En todo caso 10 MegaWatts no es algo descabellado, existen lasers mas potentes que eso.

La primera prueba no debe ser demasiado ambiciosa.
Pero no estaría bueno tomarse todas las moléstias y que al final no se vea nada :o/
Poner en órbita un satélite artificial cerca de la luna con un laser de 10 megawatts ya es suficiente reto.
La energía requerida hace complicado instalar un laser tan potente en un satelite artificial.

Necesitará su propia producción energética. Hay que instalarle un reactor de fisión atómica como los que usan los submarinos.
Hay que elegir el reactor nuclear que de mas poder con menos peso.
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_small_nuclear_reactor_designs

Me gustó este:
http://en.wikipedia.org/wiki/Toshiba_4S

Poner un reactor de uranio en un cohete a reacción de hidrógeno puede ser divertido.
Sobretodo si el cohete revienta escalando la atmósfera.
Lo ideal sería armar un modelo simulado en computadora para predecir y calcular mejor.
La experiencia es la madre de la ciencia y la abuela de la simulación.

Qué proyectar sobre la Luna?
Con un solo laser y un juego de espejos podemos dibujar con lineas.
Similar a los lasers de las discotecas de los 90' y oo's.
Lo mas simple, un Smiley gigante :) Es bastante facil de generar con un espejo en movimiento.

Ese sería el primer paso y con mas tiempo ir diseñando un Megaproyector con entrada VGA que nos permita proyectar video desde un pendrive.
No me siento capaz de crear un audiovisual digno de que medio planeta lo vea proyectado en la Luna.
Sino van a tener que pensar algo ustedes.
Llegado el momento se hara un concurso o algo.
Estamos ultimando detalles para que todo salga bien.

Ton-Bot

La idea es generar un personaje robótico interactivo. Muñeco con forma humana que extiende su mano izquierda con la palma hacia arriba.
En la palma de la mano hay un led y un sensor apuntando ambos hacia afuera de un agujero en la mano. De manera que una mano negra dará poca luz en el sensor y una mano blanca hara rebotar mucha luz dando voltajes mas altos en ese sensor.
Este personaje dice a intervalos parcialmente aleatorios "dejame ver tu mano para que seamos amigos" o algo similar, invitando a posar la mano sobre la suya con la palma hacia arriba. El sensor debe ver el dorso de la mano para que funcione bien, las palmas son todas blancas, mas o menos.
He pensado en otro sistema, con reconocimiento facial, que al detectar un rostro calcule la oscuridad de su piel. Eso seria mas sofisticado, pero efectivo.

La idea es generar una reaccion diferenciada en el personaje: si la piel de quien esta delante es "blanca", rebotara mucha luz del led sobre el sensor, desencadenando el mensaje "Amigo, viva el poder blanco!"
Y si la piel es oscura, rebotara poca luz del led al sensor, desencadenando el mensaje "No hay negros buenos, Fuera!"
El humbral que separa blancos de negros es evidentemente arbitrario y se calibra tratando de mantenerse en relacion con la poblacion local.
Que haya mas o menos dos negros por cada blanco, estadisticamente, por ejemplo.
Se puede calibrar con una simple prueba con 20 personas locales al azar, por ej.
Anotando el estado del sensor con cada uno y calibrando el sistema con el humbral en el voltaje promedio de todos o algo asi.



Abstracción:
La idea es marcar la diferencia entre robot y persona.
El robot, programado, no puede evitar reaccionar de la misma manera siempre, incluso si ese comportamiento daña a otros o a si mismo.
Un robot programado para agarrar una escopeta y matarse o matarte, intentara hacerlo con mayor o menor exito, segun el hardware y software disponible: una mano mejor diseñada y controlada hara mejor el trabajo.
Si analizamos a una persona en una situacion similar, el resultado es impredecible por otros motivos mas complejos.

El humano esta dotado de "libertad", la libertad de hacer otras cosas o las mismas de diferente manera a lo largo de su vida.
La libertad de reaccionar diferente frente a teoricamente el mismo estímulo, digo teoricamente, porque el segundo encuentro con el estímulo esta influenciado por la experiencia con el anterior.
Las personas tenemos la libertad de aprender y mejorar. O no hacerlo es la alternativa obvia que la libertad nos da.
La libertad de generalizar y prejuzgar, o no hacerlo teniendo en cuenta que nada es como parece a simple vista.

A todos nos ha pasado, prejuzgar y que se nos prejuzgue. Sino por el color, por otras caracteristicas de la apariencia personal o por pertenecer a cierto grupo, etc.
Y asi perder de tener experiencias que hubieramos valorado buenas.
Por no ver mas alla de la diferencia ... etc blablabla
A todos nos ha pasado, no aprender de los errores y actuar igual la siguiente vez. Roboticamente.

Mi robot tratara de simbolizar a los humanos en momentos de ese tipo, hermanos!
Cuando olvidamos la diferencia entre conocer un camino y recorrerlo!
Prejuzgamos de primera y muy equivocados.
Cuando nos volvemos hombres de ojalata!
Entreguense al amor sincero!
Disfruten cada minuto, hermanos!
Siiii el presenteeee ♫ El presente y nada maaaaAAaaaAs ♪
:$ eeh chau

Caja con inercia angluar oculta.

Idea:
Cualquier objeto girando rápido tiene efecto giroscópico.
Es el efecto por el cual ni las bicicletas ni los trompos se caen.
La rueda es un invento exelente pero no solo por ser redonda, si fuera cuadrada, igual sería un giroscópio perfecto. Siempre y cuando esté bien balanceada para poder girar rapido sin vibrar.
La rueda rota, no rota. No rota, si rota.

La idea es aprovechar un desajuste perceptual que me sucedió un par de veces usando discos duros externos.
El disco de acero dentro gira a 7200rpm: como es pesado y gira rápido se da un efecto de giroscópio muy intenso.
Al sostener en la mano esta caja que se deja mover pero no torcer sin estar sujeta a nada, se da un efecto mágico.
El detalle que rompe la ilusión es el cable de alimentación que se puede sustituir por una batería de laptop. El disco duro se puede intevenir para alimentar el motor directamente y ahorrar energia. Asi habrá autonomía de varias horas.
Tambien podemos aumentarle el voltaje y acelerarlo mas alla de las 7200 rpm :P
Niños, no intenten esto en sus casas: somos profesionales trabajando.

La idea es disfrazar el disco duro intervenido y su batería en algo que invite a levantarlo de la mesa por su "affordance".
Se puede incluso pegar fiduciarias a la caja y crear algun personaje 3d que, en realidad aumentada, se pelee con uno por la caja! no? jaja

Como funciona un giroscópio:
http://www.youtube.com/watch?v=cquvA_IpEsA

Desarrollo:

Hacer girar un motor de disco duro no es algo tan facil como pensé.
Es un motor de pasos y necesita un controlador.
Basicamente, el motor tiene varias fases (3-4) y hay que darles corriente secuencialmente.
Cada vez que se pasa de una fase a la otra, el motor da un paso que es una fraccion de los 360º.
Si se envia la secuencia "ABCABCABC..." repetidamente, el motor gira en un sentido, si se genera "CBACBACBACB..." gira en el otro.

Estuve investigando bastante la forma mas simple y barata de armar un controlador:
Lo primero en todos los diseños es un oscilador, que marcara el ritmo y velocidad con que se dan los pasos.
Las dos formas mas simples son con circuitos RC sobre 555 o schmitt triggers (40106).
Elegí el 555 por costumbre, un circuito mejorado que tiene un diodo hacia la pata de descarga y entonces se carga por una resistencia R1 y se descarga por R2.
Normalmente se descarga por R1+R2 lo que hace que R1 incida en el tiempo alto y el bajo de la onda. Aca una resistencia controla el tiempo alto y otra el tiempo bajo: Simple!
Lo siguiente es multiplexar esa señal en pulsos secuenciales sobre tres salidas que se van encendiendo de a una en cada subida de la señal de sincronismo armada con el 555.
Para eso hay varias soluciones posibles: desplazadores de registro (4014, 4015), contadores(4017), multiplexores, etc...
Al desplazador de registro hay que especificarle la secuencia 001 para que la haga desplazarse, conectar el final con el principio para que esa secuencia se desplace en circulo...
Es bueno para cuando queremos hacer girar el motor en ambos sentidos porq hay dos patas q controla la direccion del desplazamiento segun 01 o 10, 00 apagado.

Para esta aplicación me gustó el 4017, contador de a diez.
El 4017 lo hace simple!
Solo hay que poner la pata "4" al reset para que cuente hasta tres.
No permite contar para atras, pero aca solo queremos q gire y gire en un solo sentido, lo mas rapido posible.
Ahora tenemos tres salidas que se encienden en secuencia repetidamente, pero necesitan corriente.
La etapa de potencia la hice con tres BD411.

Al probar en protoboard logre muy baja velocidad.
Existen chips controladores especificos para estos motores, que sensan la posición angular y van activando la fase acorde. Pero son complejos de controlar, con demasiados parametros y un circuito complejo alrededor.
Regulando la velocidad de la secuencia a mano (empezando lento y luego acelerando) llega un momento en que el motor se detiene y queda vibrando, no funciona!
Este circuito es perfecto para motores "stepper"="de pasos" pero no para motores "brushless"="sin escobillas", los típicos de disco duro de PC.
Los motores brushless funcionan como un motor stepper, pero en vez de dar tipicamente 200 pasos por vuelta, dan la vuelta en solo 3 o algunos 4 pasos.
Ambos motores tienen en común que tienen imanes permanentes de neodimio en el rotor y bobinas alrededor de este, evitando el sistema de "escobillas de carbon" y "delgas" de un motor de DC tipico (imanes fuera y bobinas en el rotor).

Yo solo quiero que mi giroscópio gire lo mas rápido y discretamente posible! :o/

Necesito un disco bien balanceado propulsado por un motor DC, normal pero rápido y silencioso.
El disco duro de PC está idealmente balanceado, se le pegan contrapesos como a una llanta de auto para que no vibre en absoluto y los rodamientos son de exelente calidad. Es pesado por ser de acero ... era ideal en muchos sentidos.
Pero como no lo puedo controlar externamente con un circuito simple ... Si no puedo darle mas velocidad de la normal, no me sirve.
Voy a buscar algo mejor en la chatarra o con mas tiempo vere de usar un controlador apropiado y complejo.

Manchas Falsas

Proyecto para una instalación que crea la ilusión de que hay manchas de té sobre un mantel de tela blanca.
Estas diferencias de color en el mantel no son provocadas por humedad, son sombras proyectadas por la misma lampara que alumbra la escena.
Los filtros de color redondos quedan ocultos bajo la pantalla de la lampara.
La taza de té apoya conceptualmente y da marco lógico para dirigir la percepción hacia la interpretación falsa deseada.
Cabe la posibilidad de mezclar manchas de té reales en el mantel con las falsas.
La idea sería recrear algo que me sucedió una vez que fuí a comer por ahi.
La mesa tenía una lampara que llegaba desde el techo y mantel, similar a lo planteado aca.
Y la lamparita tenía una mancha que proyectaba una sombra redonda sobre la mesa.
Yo pensé que era una mancha en el mantel. Pero al pasarle la mano, la mancha se dibujo sobre ella, quedando evidente la ilusión.

Fuente de luz irreal 2

La fortaleza del primer diseño era la simpleza.
Si no lo viste:
http://048ignaciodesalterain.blogspot.com/2009/07/fuente-de-luz-irreal.html

Esta versión pretende refinar el efecto a costa de bastante complejidad.
La idea es crear un laboratorio para probar diferentes combinaciones de elementos, intensidades de luz por detras, para maximizar el efecto.
El defecto de la primera versión era que no es autoiluminada.
cuando uno alumbra algo la superficie brilla por si misma, iluminando lo que tiene alrededor, al reflejar la luz que le llega.
No es lo mismo que, simplemente, el color del que esta pintada la superficie. Que si uno no ilumina con una fuente de luz externa no se vé.
La idea sería crear una caja chata con su superficie superior autoiluminada uniformemente por una matriz rectangular de leds instalada debajo. Como las estaciones para animar dibujando o donde el doctor mira radiografías.
La linterna mágica 2 está en proceso...
Cuando lo tenga terminado subo fotos.