Хямд үнэтэй гидрофон ба хэт авианы хувиргагч: 6 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Та дельфин эсвэл халимны яриаг бичихийг хүсч байна уу? Эсвэл усан доорх акустик холбооны системийг барих уу? За, бид танд "яаж" хийхийг зааж өгөх болно.

Хамгийн гол зүйлээс эхэлье: антен. Хэрэв бид өдөр тутмын амьдралдаа дуу чимээ гаргахад чанга яригч (зөөврийн компьютер эсвэл машин гэх мэт), дуу бичлэг хийх микрофон ашигладаг бол би танд таалагдах гэж яарч байна: усан доорх дуу дамжуулагч (бид "цацраг туяа" гэж хэлдэг), дууны бичлэгийг ихэвчлэн гүйцэтгэдэг. усан доорх акустик (гидроакустик) антен гэж нэрлэгддэг ижил төхөөрөмж, эсвэл гидрофон (хэрэв энэ нь зөвхөн хүлээн авах төхөөрөмж юм бол), эсвэл хоёулаа ажилладаг бол хувиргагч.

Ихэнх тохиолдолд гидроакустик антенн нь нэг буюу хэд хэдэн пьезоэлектрик элементүүдээс бүрддэг: хавтан, диск, цагираг, хоолой, бөмбөрцөг, хагас бөмбөрцөг гэх мэт.

Пьезо элементүүд нь пьезоэлектрик эффект гэж нэрлэгддэг. Хэрэв элементэд ээлжлэн цахилгаан дохио өгвөл элемент нь хэлбэлзэж эхэлдэг бөгөөд хэрэв элемент нь жишээ нь акустик долгионоор хэлбэлзэж байвал түүн дээр ээлжлэн цахилгаан дохио үүсгэж эхэлдэг.

Тиймээс пьезоэлектрик элемент нь цахилгаан дохиог акустик долгион (механик чичиргээ), харин эсрэгээр - акустик долгионыг цахилгаан дохио болгон хувиргадаг.

Яг л хэлснээр: практикгүйгээр онол үхсэн! Цаг алдахгүй, хос гидроакустик антен хийцгээе.

Алхам 1: Билл материал

Бидэнд хэрэгтэй материалууд:

• Ф35 мм хэмжээтэй пьезо дуугаруулагч хос (бид Aliexpress дээр 10 ширхэгийг 1.5 доллараар худалдаж авсан)
• 10 метрийн хэмжээтэй RG-174 кабель
• 3.5 мм хэмжээтэй хоёр стерео холбогч
• зэс / гууль / зэвэрдэггүй хавтан 50x100 мм өргөн 1-2 мм зузаантай
• эпокси цавуу
• силикон чигжээс (цууны бус)
• гагнуур ба урсгал
• тос арилгах зориулалттай архи
• ~ 100Ω ба 470-1000 kΩ нэрлэсэн утгатай хоёр резистор (бид 0.25 Вт MF25 авсан)
• хоёр диод 1N4934
• нейлон утас

Хэрэгсэл:

• өрөм ба өрөм Ф3мм ба 2.5 мм (зэс хавтан өрөмдөх)
• төмрийн хутга эсвэл дремель (зэс хавтанг огтлох)
• зүлгүүр 200-600 ширхэг (зэс хавтанг цэвэрлэх)
• хутга, утас таслагч (утас хуулах зориулалттай)
• гагнуурын төмөр эсвэл ПХБ -ийн дахин боловсруулах станц
• чигжээсийг тэгшлэх зориулалттай шүдний хусуур

Алхам 2: Маш хялбар хэлхээ

Пьезо элементийг дууны карт, зөөврийн компьютер эсвэл таблет руу шууд холбох нь тийм ч сайн санаа биш юм.

Нэгдүгээрт, пьезоэлектрик элемент нь хангалттай их хэмжээний цэнэг хуримтлуулж, холбосон үед электроникийг гэмтээж болзошгүй юм.

Хоёрдугаарт, дууны картын шугам эсвэл микрофоны оролттой холбогдохдоо та дууны картын оролтын каскадыг хамгаалах хэрэгтэй.

Холбогдоогүй антен цэнэг хуримтлагдахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд бид түүнтэй зэрэгцэн 0.5-1 МО (R1) эсэргүүцэл тавьдаг.

Хүлээн авах антенны хамгийн их хүчдэлийг хязгаарлахын тулд та D1, D2 диод ба 100Ω (R2) резистороос хамгийн энгийн босго хязгаарлагчийг угсарч болно. Диодын хувьд бид 1N4934 ашиглаж, R1, R2 резистор болгон MF25 (R1 470 kOhm) авсан.

Хэрэв та хүлээн авах антенныг микрофоны оролтод холбохыг төлөвлөж байгаа бол (нэг шугаманд биш) танд 0.1.. 1 uF нэрлэсэн C1 конденсатор хэрэгтэй болно, эс тэгвээс дууны картаар тэжээгддэг хүч шаардлагатай болно. цахилгаан микрофон руу D1 диодоор богино холболт хийх болно.

Алхам 3: Антенны загвар

Пьезо элементүүдийг өөрсдөө эпокси бүхий металл хавтан дээр наасан байх шаардлагатай. Энэ нь пьезоэлектрик элементийн резонансын давтамжийг бууруулна (зогссон массыг нэмснээр).

Түүнчлэн, хатуу металл хавтан дээр нэг талаас наасан тул пьезоэлектрик элемент агших, сунах чадваргүй болж, нугалах шаардлагатай болно. Энэ л бидэнд хэрэгтэй.

• Бид 50 х 50 мм хэмжээтэй хоёр дөрвөлжин хавтанг хайчилж, кабелийн нүх (3 мм диаметртэй), нимгэн нейлон утсаар кабель бэхлэх хоёр цооног зурган дээрх шиг харагдаж байна.
• Антенууд худалдаж авсан 10 метрийн кабелиас 3 метрийн хоёр ширхэгийг авсан бөгөөд үлдсэн хэсгийг нөөцөд үлдээжээ
• Бид кабелийг нүхэнд салгаж, түүний гол цөмийг пьезоэлектрик элементийн металлжуулалтын давхаргад, дэлгэцийг металл сууринд нь гагнана. Үүний зэрэгцээ тохиролцсоны дагуу бид 470 кОм эсэргүүцэл гагнана.
• Бид кабелийн нөгөө үзүүрийг цэвэрлээд холбогчийг угсардаг: төв цөмийг төв контакт руу гагнана (холбогчийн хамгийн үзүүр), дунд хэсгийг нь хэвээр нь үлдээж, холбогчийн биеийг кабелийн бүрээс рүү гагнана.

Би холбогчийн биеийг кабель дээр тавихаа үргэлж мартдаг бөгөөд бүх зүйлийг хоёр удаа дахин гагнах шаардлагатай болдог. Миний алдааг битгий давтаарай).

Гагнуурын дараа урсгалыг цэвэрлэх нь маш чухал бөгөөд ялангуяа пьезоэлектрик элемент дээр. Үгүй бол цаг хугацаа өнгөрөх тусам урсгал нь гагнуурыг идэх болно.

Тиймээс, бид хоёр антен бэлтгэсэн (тэдгээрийн нэг нь босго хязгаарлагчтай). Одоо эпокси зуурч, латекс бээлий өмсөх цаг болжээ.

Алхам 4: Нааж болно

Пьезоэлектрик элементүүдийг зэс хавтан дээр наахаас өмнө хоёуланг нь сайтар зүлгэж, архи (этил эсвэл изопропил) эсвэл ацетоноор тосолно.

Өөр зүйл бүү ашиглаарай! Бензин эсвэл керосин нь наалдамхай чанарыг алдагдуулдаг тослог ул мөр үлдээдэг.

Согтууруулах ундаа, ацетон, эпокситэй хийсэн бүх ажлыг агааржуулалт сайтай өрөөнд гар, нүдээ хамгаалж хийх ёстой гэдгийг санах нь зүйтэй. Аюулгүй ажиллагааны дүрмийг үл тоомсорлож болохгүй!

Бид кабелийг хавтан дээр байрлуулсан Nylon утасаар хангадаг. Пьезоэлектрик элементийг хавтан дээр наалдуулахын тулд бага зэрэг эпокси цавуу хэрэглээрэй. Үүнийг бүү хэтрүүлээрэй! Эпокси нь дээд тал руу гарах ёсгүй, эс тэгвээс полимержих явцад нимгэн пьезокерамик давхаргыг устгаж, эпокси нь усанд мууддаг.

Үр дүн нь зураг дээрх шиг байх ёстой. Ихэвчлэн эпокси нь 24 цагийн дотор бүрэн полимерждэг. Жишээлбэл, бид антеннаа маргааш хүртэл үлдээсэн.

Алхам 5: Ус үл нэвтрэх

Өглөө лабораторид ирэхэд бид анхны антенныг (босго хязгаарлагчгүй) зөөврийн компьютерын чихэвчний үүрэнд холбосон. Хэрэв та хөгжим асааж, антенныг чихэндээ аваачих юм бол наад зах нь сонсогдож буй давтамжийн хүрээг маш сайн хуулбарлаж чадна гэдэгт итгэлтэй байж болно. Зэсийн суурийн үр дүн болох басс бас байдаг.

Тиймээс одоо бидэнд акустик дамжуулагч антен байгаа боловч гидроакустик антен байхгүй байна. Үүнийг засахын тулд бид антенныг дахин тосолж, чигжээсийн нимгэн давхаргаар хучих хэрэгтэй.

Анхаарах зүйл: Ацетат агуулсан ариун цэврийн чигжээсийг бүү ашигла! Үүнд агуулагдах цууны хүчил нь гагнуурын үе, кабель, пьезоэлектрик элементийн металлыг зэврүүлэх болно.

Бид завь, дарвуулт онгоцонд зориулсан Ким Тек шингэн резинийг санал болгож байна. АНУ-аас ирсэн DIY үйлдвэрлэгчид чигжээсийн оронд Smooth-On компанийн маш сайн полиуретан нэгдлүүдийг ашиглаж болно.

Тохиромжтой болгохын тулд бид эхлээд эмнэлгийн нэг удаагийн тариурыг чигжээсээр дүүргээд дараа нь пьезоэлектрик элемент ба гагнуурын үе дээр түрхэнэ.

Чигжээсийг хэрэглэсний дараа бид шүдний хусуураар эсвэл тохиромжтой зүйлээрээ (хуруугаараа ч гэсэн) тэгшлэнэ. Эцэст нь бид зураг дээрх шиг авсан.

Та чигжээсийн давхаргыг хэт зузаан болгож болохгүй - антен нь мэдрэмтгий чанараа алдах болно. 1 мм -ийн давхарга нь хангалттай. Гагнуурын үе, резистор, диодыг чигжээсээр сайтар хамгаална.

Та хавтангийн ар талыг чигжээсээр хучиж болно - бид үүнийг нэг антен дээр хийсэн.

Хэрэв та резистор ба диодыг кабель руу ойртуулах юм бол пьезоэлектрик элемент нь чигжээсээр түрхэхэд илүү тохиромжтой бөгөөд давхарга нь илүү гөлгөр болно.

Ийм уран барималчийн ажил дууссаны дараа бид дахин 24 цагийн турш антеннаас гардаг.

Тэгээд баяр хүргэе! Одоо танд хоёр гидрофон байна!

Алхам 6: Post Scriptum

Одоо та зөөврийн компьютер, таблет эсвэл утсандаа шууд холбож шинээр баригдсан антеннуудыг хэр сайн болохыг шалгаж болно.

Харамсалтай нь бүх төхөөрөмжүүд усан доорх акустикт ээлтэй байдаггүй. Орчин үеийн ихэнх дууны картууд нь микрофоны оролтонд бага нэвтрүүлэх шүүлтүүртэй бөгөөд 15 кГц-ээс дээш бүх зүйлийг тасалдаг. Гэхдээ зарим зөөврийн компьютерт ийм шүүлтүүр байдаггүй.

Бидний бүтээсэн эдгээр гидрофон ба хувиргагч нь дөнгөж эхлэл юм: бид усан доорхи акустик холбоо, навигацийн талаар хэд хэдэн зааварчилгаа гаргахаар төлөвлөж байна, сонирхож байвал бидэнд мэдэгдээрэй.