Hydrophone ya bei ya chini na Transducer ya Ultrasonic: 6 Hatua

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Je! Unataka kurekodi pomboo au nyangumi wakiongea? Au jenga mfumo wa mawasiliano ya sauti chini ya maji? Ok, tutakufundisha 'jinsi ya'.

Wacha tuanze na jambo kuu: antenna. Ikiwa katika maisha ya kila siku tunatumia spika (kama vile kompyuta yako ndogo au gari) kwa kutoa sauti na kipaza sauti kwa kurekodi sauti, basi nina haraka kukupendeza: sauti inayosambaza chini ya maji (tunasema "mionzi") na kurekodi sauti mara nyingi hufanywa na kifaa hicho hicho, kinachoitwa antena ya chini ya maji ya acoustic (hydroacoustic), au hydrophone (ikiwa ni kifaa cha kupokea tu), au transducer ikiwa inafanya kazi kwa njia zote mbili.

Katika idadi kubwa ya kesi, antena ya umeme inajumuisha moja au vitu kadhaa vya piezoelectric: sahani, disks, pete, zilizopo, nyanja, hemispheres, nk.

Vipengele vya piezo vina athari inayoitwa piezoelectric athari. Ikiwa ishara ya umeme inayobadilishana inatumiwa kwa kipengee, kipengee huanza kutetemeka, na ikiwa kipengee kinasonga, kwa mfano, na wimbi la sauti, basi ishara inayobadilishana ya umeme huanza kuzalishwa juu yake.

Kwa hivyo, kipengee cha piezoelectric hubadilisha ishara ya umeme kuwa mawimbi ya acoustic (mitetemo ya mitambo) na kinyume chake - mawimbi ya acoustic kuwa ishara ya umeme.

Kama usemi unavyosema: nadharia bila mazoezi imekufa! Tusipoteze wakati na tengeneze jozi ya antena za umeme.

Hatua ya 1: Muswada wa Vifaa

Vifaa ambavyo tunahitaji:

• jozi ya buzzers ya piezo Ф35mm (tulinunua vipande 10 kwa $ 1.5 kwenye Aliexpress)
• kipande cha mita 10 cha kebo ya RG-174
• viunganisho viwili vya stereo ya jack 3.5 mm
• shaba / shaba / sahani ya pua 50x100 mm upana 1-2 mm nene
• gundi ya epoxy
• sealant ya silicone (isiyo ya asetiki)
• solder na mtiririko
• pombe kwa kupungua
• vipingamizi vyovyote viwili vyenye maadili ya majina ~ 100Ω na 470-1000 kΩ (tulichukua 0.25 W MF25)
• diode mbili 1N4934
• uzi wa nylon

Vyombo:

• kuchimba visima na kuchimba Ф3mm na 2.5 mm (kuchimba sahani ya shaba)
• hacksaw au dremel (kukata sahani ya shaba)
• sandpaper 200-600 grit (kusafisha sahani ya shaba)
• kisu, wakata waya (kwa kuvua waya)
• chuma cha kutengenezea au kituo cha kutengeneza tena PCB
• spatula ya meno kwa kusawazisha sealant

Hatua ya 2: Mzunguko Mzuri sana

Sio tu wazo nzuri kuunganisha kipengee cha piezo kwenye kadi ya sauti, kompyuta ndogo au kompyuta kibao moja kwa moja.

Kwanza, kipengee cha piezoelectric kinaweza kujilimbikiza malipo ya kutosha ambayo yanaweza kuharibu umeme wakati umeunganishwa.

Pili, ukishikamana na laini au kipaza sauti kwenye kadi ya sauti, unahitaji kulinda mtiririko wa kadi ya sauti.

Ili kuzuia antena isiyounganishwa kutoka kwa mkusanyiko wa malipo, tunaweka kontena la 0.5-1 MΩ (R1) sambamba nayo.

Katika antenna inayopokea ili kupunguza kiwango cha juu cha voltage unaweza kukusanya kizingiti rahisi zaidi kutoka kwa diode D1, D2 na kontena 100Ω (R2). Kama diode, tulitumia 1N4934 na kama resistors R1, R2 tukachukua MF25 (R1 470 kOhm).

Tafadhali kumbuka kuwa ikiwa una mpango wa kuunganisha antenna inayopokea kwa uingizaji wa kipaza sauti (na sio kwa laini ya kwanza), basi utahitaji pia capacitor C1 na jina la kawaida la 0.1.. 1 uF, vinginevyo, nguvu inayotolewa na kadi ya sauti kwa kipaza sauti ya electret itasambazwa fupi kupitia diode D1.

Hatua ya 3: Ubunifu wa Antena

Vipengele vya piezo vyenyewe vinahitaji kushikamana na sahani za chuma na epoxy. Itapunguza mzunguko wa resonant wa kipengee cha umeme (kama misa isiyosimamiwa imeongezwa).

Pia, ikiwa imeunganishwa na upande mmoja kwenye bamba ngumu ya chuma, kipengee cha umeme hautaweza kubana na kunyoosha na italazimika kuinama. Hiyo ndiyo tunayohitaji.

• Tulikata sahani mbili za mraba 50 x 50 mm na kuchimba mashimo kwa kebo (3 mm kwa kipenyo) na mashimo mawili ya kufunga kebo na uzi mwembamba wa nailoni, ikawa kama kwenye picha
• Antena alipata vipande viwili vya mita 3 kutoka kwa kipande cha kebo kilichonunuliwa cha mita 10, kilichobaki kilibaki akiba
• Tunapeperusha kebo ndani ya shimo, tukiunganisha msingi wake wa kati kwa safu ya metallization ya kipengee cha umeme, na skrini kwa msingi wake wa chuma. Sambamba, kama ilivyokubaliwa, tuliuza kipinga cha 470 kΩ.
• Tunatakasa mwisho mwingine wa kebo na kukusanyika kontakt: solder msingi wa kati kwa mawasiliano ya kati (ncha ya kontakt), acha katikati ikiwa sawa, na uunganishe mwili wa kiunganishi kwenye ala ya kebo.

Mimi husahau kila wakati kuweka mwili wa kontakt kwenye kebo na lazima nirudishe kila kitu mara mbili. Usirudie kosa langu).

Baada ya kutengeneza ni muhimu sana kusafisha utaftaji - haswa kwenye kipengee cha umeme. Vinginevyo, baada ya muda flux itakula soldering.

Kwa hivyo, tumeandaa antena mbili (moja yao ina kizingiti kizingiti). Sasa ni wakati wa kukanda epoxy na kuvaa glavu za mpira.

Hatua ya 4: Gluing

Kabla ya gluing vitu vya piezoelectric kwenye bamba za shaba, zote zinapaswa kupakwa mchanga na kupunguzwa na pombe (ethyl au isopropyl) au asetoni.

Usitumie kitu kingine chochote! Petroli au mafuta ya taa huacha athari zenye grisi ambazo huharibu kushikamana.

Inafaa kukumbuka kuwa kazi zote na alkoholi, asetoni, na epoxy inapaswa kufanywa katika chumba chenye hewa na mikono na macho yako yamehifadhiwa. Usipuuze sheria za usalama!

Tunajaza uzi wa nylon ambao unashikilia kebo kwenye bamba. Kwa gluing kipengee cha piezoelectric kwenye sahani tumia kidogo gundi ya epoxy. Usizidishe! Epoxy haipaswi kufika juu, vinginevyo, inaweza kuharibu safu nyembamba ya piezoceramics wakati wa upolimishaji, pamoja na epoxy huharibika ndani ya maji.

Matokeo yake yanapaswa kuwa kama picha. Kawaida, epoxy hupolimisha kabisa ndani ya masaa 24. Kwa mfano, sisi tuliacha antena zetu hadi siku inayofuata.

Hatua ya 5: Kuzuia maji

Tulipofika kwenye maabara asubuhi, tuliunganisha antena ya kwanza (bila kizingiti) na kichwa cha kompyuta ya mbali. Ukiwasha muziki na ulete antena kwenye sikio lako, unaweza kuhakikisha kuwa angalau masafa ya sauti yanayosikika huzaa vizuri kabisa. Kuna hata ladha ya bass, matokeo ya msingi wa shaba.

Kwa hivyo sasa tuna antena ya kupitisha sauti, lakini bado sio ya umeme. Ili kurekebisha hili, tunapaswa kupunguza antenna tena na kuifunika kwa safu nyembamba ya sealant.

Ujumbe muhimu: Usitumie sealant iliyo na acetate ya usafi! Asidi ya asetiki iliyo ndani yake itaharibu viungo vya solder, kebo na metallization ya kipengee cha umeme.

Tunapendekeza mpira wa kioevu wa Kim Tek kwa boti na yachts. DIY-ers kutoka Merika wanaweza kutumia misombo bora ya polyurethane kutoka kwa kampuni ya Smooth-On badala ya sealant.

Kwa urahisi wetu, tunajaza sindano inayoweza kutolewa ya matibabu na sealant kwanza, kisha tupake kwa kipengee cha umeme na viungo vya solder.

Baada ya kutumia sealant, tunaisawazisha na spatula ya meno au na kile kinachofaa (hata kwa kidole). Mwishowe, tulipata kama kwenye picha.

Haupaswi kutengeneza safu ya sealant nene sana - antena itapoteza unyeti. Safu ya 1 mm inatosha kabisa. Kinga kwa uangalifu viungo vya solder, vipinga, na diode zilizo na sealant.

Unaweza kufunika upande wa nyuma wa bamba na kifuniko - tuliifanya kwenye antena moja.

Ikiwa unahamisha vipinga na diode karibu na kebo, basi kitu cha piezoelectric kitakuwa rahisi zaidi kupaka na sealant na safu itakuwa laini.

Baada ya kukamilika kwa kazi ya sanamu hii, tunaacha tena antena kwa masaa 24….

Na hongera! Sasa una hydrophones mbili!

Hatua ya 6: Chapisha Hati

Sasa unaweza kuangalia jinsi nzuri ni antena mpya zilizojengwa kwa kuziunganisha moja kwa moja na kompyuta yako ndogo, kompyuta kibao au simu.

Kwa bahati mbaya, sio vifaa vyote vinafaa kwa sauti ya chini ya maji. Kadi nyingi za sauti za kisasa zina vichungi vya kupitisha chini kwenye uingizaji wa kipaza sauti, ikikata kila kitu juu ya 15 kHz. Lakini laptops zingine hazina vichungi vile.

Hidrofoni hii na transducer ambayo tumejenga ni mwanzo tu: tunapanga kuchapisha safu ya Maagizo juu ya mawasiliano ya sauti ya chini ya maji na urambazaji, tafadhali tujulishe ikiwa una nia!