מתקן הידרופון ומתמר קולי: 6 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

האם אתה רוצה להקליט דולפינים או לווייתנים המדברים? או לבנות מערכת תקשורת אקוסטית מתחת למים? אוקיי, אנחנו הולכים ללמד אותך 'איך'.

נתחיל מהעיקר: אנטנה. אם בחיי היומיום אנו משתמשים ברמקולים (כגון במחשב הנייד או במכונית שלך) לצורך פליטת קול ומיקרופון להקלטת צלילים, אז אני ממהר לרצות אותך: שידור קול מתחת למים (אנו אומרים "קרינה") והקלטת קול מבוצעת לעתים קרובות על ידי אותו מכשיר, שנקרא אנטנה אקוסטית תת-מימית (הידרו-אקוסטית), או הידרופון (אם מדובר במכשיר לקליטה בלבד), או מתמר אם הוא פועל לשני הכיוונים.

ברוב המכריע של המקרים, אנטנה הידרואקוסטית מורכבת מרכיב פיזואלקטרי אחד או יותר: צלחות, דיסקים, טבעות, צינורות, כדורים, חצי הכדור וכו '.

לאלמנטים של פיזו יש את האפקט הפיזואלקטרי. אם מוחל אות חשמלי לסירוגין על אלמנט, האלמנט מתחיל להתנדנד, ואם האלמנט מתנדנד, למשל, על ידי גל אקוסטי, אז מתחיל להיווצר עליו אות חשמלי מתחלף.

לכן, האלמנט הפיזואלקטרי ממיר אות חשמלי לגלים אקוסטיים (רעידות מכניות) ולהיפך - גלים אקוסטיים לאות חשמלי.

כמו שאומרים: תיאוריה ללא תרגול מתה! בואו לא נבזבז זמן ונעשה זוג אנטנות הידרואקוסטיות.

שלב 1: כתב חומרים

חומרים שאנחנו צריכים:

• זוג זמזמי פייזו בגודל 35 מ"מ (קנינו 10 יחידות ב -1.5 דולר ב- Aliexpress)
• חתיכה של 10 מטר של כבל RG-174
• שני מחברי סטריאו 3.5 מ"מ
• צלחת נחושת / פליז / נירוסטה ברוחב 50x100 מ"מ בעובי 1-2 מ"מ
• דבק אפוקסי
• חומר איטום סיליקון (לא אצטי)
• הלחמה ושטף
• אלכוהול להסרת שומנים
• כל שני נגדים עם ערכים נומינליים ~ 100Ω ו- 470-1000 kΩ (לקחנו 0.25 W MF25)
• שתי דיודות 1N4934
• חוט ניילון

כלים:

• מקדחה ומקדחים Ф3 מ"מ ו -2.5 מ"מ (לקדוח צלחת נחושת)
• מסור או דרמל (לחיתוך צלחת נחושת)
• נייר זכוכית 200-600 גרוס (לניקוי צלחת נחושת)
• סכין, חותכי תיל (להפשטת חוטים)
• מלחם או תחנת עיבוד מחדש של PCB
• מרית שיניים לפילוס איטום

שלב 2: מעגל קל מאוד

זה פשוט לא רעיון טוב לחבר אלמנט פיזו לכרטיס קול, מחשב נייד או טאבלט ישירות.

ראשית, האלמנט הפיזואלקטרי יכול לצבור מטען מספיק גדול שיכול לפגוע באלקטרוניקה כאשר הוא מחובר.

שנית, כאשר אתה מחובר לקו או מיקרופון של כרטיס קול, עליך להגן על מפל הקלט של כרטיס הקול.

על מנת למנוע מהאנטנה הבלתי מחוברת לצבור מטען, שמנו במקביל נגדה של 0.5-1 MΩ (R1).

באנטנת הקבלה להגבלת המתח המרבי ניתן להרכיב את מגביל הסף הפשוט ביותר מהדיודות D1, D2 והנגד 100Ω (R2). כדיודות, השתמשנו ב- 1N4934 וכנגדים R1, R2 לקחנו MF25 (R1 470 kOhm).

שים לב שאם אתה מתכוון לחבר את האנטנה המקבלת לכניסת המיקרופון (ולא לקו אחד), תצטרך בנוסף קבל C1 עם 0.1.. 1 uF נקוב, אחרת הכוח המסופק על ידי כרטיס הקול. למיקרופון האלקטרט יקוצר דרך הדיודה D1.

שלב 3: עיצוב האנטנה

אלמנטים של פיז'ו עצמם צריכים להיות מודבקים ללוחות מתכת עם אפוקסי. הוא יוריד את תדירות התהודה של האלמנט הפיזואלקטרי (כאשר תתווסף המסה הבלתי תלויה).

כמו כן, כשהוא מודבק בצד אחד ללוח מתכת קשיח, האלמנט הפיזואלקטרי לא יוכל להתכווץ ולהתמתח והוא יצטרך להתכופף. זה מה שאנחנו צריכים.

• חתכנו שתי צלחות מרובעות 50 על 50 מ"מ וקדחנו חורים לכבל (קוטר 3 מ"מ) ושני חורים לחיזוק הכבל בחוט ניילון דק, יצא כמו בתמונה
• אנטנות קיבלו שתי חתיכות של 3 מטרים מחתיכת הכבל שנרכשה באורך 10 מטר, השאר נשארו במילואים
• אנו מפתלים את הכבל לתוך החור, מלחים את הליבה המרכזית שלו לשכבת המתכתיות של האלמנט הפיזואלקטרי, והמסך לבסיס המתכת שלו. במקביל, כפי שסוכם, אנו מלחמים נגד של 470 kΩ.
• אנו מנקים את הקצה השני של הכבל ומרכיבים את המחבר: הלחמו את הליבה המרכזית למגע המרכזי (קצה המחבר ממש), השאירו את האמצעי שלם והלחם את גוף המחבר אל מעטפת הכבל.

אני תמיד שוכח לשים את גוף המחבר על הכבל ואני צריך להלחם הכל פעמיים מחדש. אל תחזור על הטעות שלי).

לאחר הלחמה חשוב מאוד לנקות את השטף - במיוחד על האלמנט הפיזואלקטרי. אחרת, שטף הזמן יאכל את ההלחמה.

אז הכנו שתי אנטנות (לאחת מהן יש מגביל סף). עכשיו הגיע הזמן ללוש את האפוקסי וללבוש כפפות לטקס.

שלב 4: הדבקה

לפני הדבקת האלמנטים הפיזואלקטריים ללוחות הנחושת, יש ללטש היטב את שניהם ולסיר אותם עם אלכוהול (אתיל או איזופרופיל) או אצטון.

אל תשתמש בשום דבר אחר! בנזין או נפט משאירים עקבות שמנוניים הפוגעים בהדבקה.

ראוי לזכור כי כל עבודה עם אלכוהול, אצטון ואפוקסי צריכה להתבצע בחדר מאוורר היטב כשהידיים והעיניים מוגנות. אל תזניחו את כללי הבטיחות!

אנו רווים את חוט הניילון שמחזיק את הכבל לצלחת. להדבקת האלמנט הפיזואלקטרי לצלחת השתמשו רק במעט דבק אפוקסי. אל תתאמץ יתר על המידה! האפוקסי לא אמור להגיע לפסגה, אחרת הוא עלול להרוס שכבה דקה של פיזוצרמיה במהלך הפילמור, בנוסף שהאפוקסי מתדרדר במים.

התוצאה צריכה להיות בערך כמו בתמונות. בדרך כלל, האפוקסי מפלימר לחלוטין תוך 24 שעות. למשל, השארנו את האנטנות שלנו עד למחרת.

שלב 5: איטום

כשהגענו למעבדה בבוקר, חיברנו את האנטנה הראשונה (ללא מגביל סף) לשקע האוזניות של הלפטופ. אם אתה מפעיל את המוזיקה ומביא את האנטנה לאוזן שלך, תוכל לוודא שלפחות את טווח התדרים הנשמע שהיא משחזרת די טוב. יש אפילו רמז לבס, תוצאה של בסיס הנחושת.

אז עכשיו יש לנו אנטנת שידור אקוסטית, אבל עדיין לא הידרואקוסטית. כדי לתקן זאת, עלינו לשמן את האנטנה שוב ולכסות אותה בשכבה דקה של איטום.

הערה חשובה: אין להשתמש באיטום הסניטרי המכיל אצטט! החומצה האצטית הכלולה בו תאכל את מפרקי ההלחמה, הכבל והמתכת של האלמנט הפיזואלקטרי.

אנו ממליצים על גומי נוזלי קים טק לסירות ויאכטות. עושי DIY מארצות הברית יכולים להשתמש בתרכובות הפוליאוריטן המעולות של חברת Smooth-On במקום באיטום.

לנוחיותנו, אנו ממלאים את המזרק החד פעמי הרפואי באיטום תחילה ולאחר מכן מורחים אותו על האלמנט הפיזואלקטרי ומפרקי הלחמה.

לאחר מריחת האיטום, אנו מפלסים אותו בעזרת מרית שיניים או בעזרת מה שנוח (אפילו בעזרת אצבע). בסופו של דבר קיבלנו את זה כמו בתמונה.

אסור להפוך שכבת איטום עבה מדי - האנטנה תאבד את הרגישות. שכבה של 1 מ מ מספיקה בהחלט. הגן בזהירות על מפרקי הלחמה, נגדים ודיודות בעזרת חומר איטום.

אתה יכול לכסות את הצד האחורי של הצלחת באיטום - עשינו את זה על אנטנה אחת.

אם תזיז את הנגדים והדיודות קרוב יותר לכבל, אז האלמנט הפיזואלקטרי יהיה הרבה יותר נוח למרוח באיטום והשכבה תהיה חלקה יותר.

לאחר השלמת עבודת פסל מסוג זה, אנו שוב משאירים את האנטנות למשך 24 שעות …

וכל הכבוד! עכשיו יש לך שני הידרופונים!

שלב 6: פרסם סקריפטום

כעת תוכל לבדוק עד כמה טובות האנטנות שנבנו על ידי חיבורן ישירות למחשב הנייד, הטאבלט או הטלפון שלך.

למרבה הצער, לא כל המכשירים ידידותיים לאקוסטיקה מתחת למים. יותר מכל כרטיסי הקול המודרניים כוללים מסנני מעבר נמוך בכניסת מיקרופון, החותכים הכל מעל 15 קילוהרץ. אך לחלק מהמחשבים הניידים אין מסננים כאלה.

ההידרופונים והמתמר שבנינו הם רק התחלה: אנו מתכננים לפרסם סדרת מדריכים בנושא תקשורת וניווט אקוסטי מתחת למים, אנא יידע אותנו אם אתה מעוניין בכך!