Arzon narxdagi gidrofon va ultratovush o'tkazgich: 6 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Delfinlar yoki kitlarning gaplashishini yozmoqchimisiz? Yoki suv osti akustik aloqa tizimini qurasizmi? Yaxshi, biz sizga "qanday qilishni" o'rgatamiz.

Asosiysi, antennadan boshlaylik. Agar kundalik hayotda biz ovoz chiqarish uchun karnaylardan (masalan, noutbukda yoki mashinada) va ovoz yozish uchun mikrofondan foydalansak, men sizni xursand qilishga shoshaman: suv ostida suv o'tkazuvchi (biz "nurlanish" deymiz) va ovoz yozishni ko'pincha suv osti akustik (gidroakustik) antenna yoki gidrofon (agar u faqat qabul qilish moslamasi bo'lsa) deb ataladigan xuddi shu qurilma yoki agar u har ikki tomonda ham ishlasa.

Aksariyat hollarda gidroakustik antenna bir yoki bir nechta piezoelektrik elementlardan iborat: plitalar, disklar, halqalar, naychalar, sharlar, yarim sharlar va boshqalar.

Piezo elementlar piezoelektrik ta'sirga ega. Agar biror elementga o'zgaruvchan elektr signali qo'llanilsa, element tebranishni boshlaydi, va agar element, masalan, akustik to'lqin orqali tebransa, unda o'zgaruvchan elektr signali paydo bo'la boshlaydi.

Shuning uchun piezoelektr element elektr signalini akustik to'lqinlarga (mexanik tebranishlarga) va aksincha - akustik to'lqinlarni elektr signaliga aylantiradi.

Aytishlaricha: amaliyotsiz nazariya o'lik! Keling, vaqtni behuda sarf qilmay, bir juft gidroakustik antenna yasaymiz.

1 -qadam: materiallar ro'yxati

Bizga kerak bo'lgan materiallar:

• F35mm piezo -buzzers juftligi (Aliexpress -da 10 donani 1,5 dollarga sotib oldik)
• 10 metrli RG-174 kabeli
• 3,5 mm stereo ulagichli ikkita ulagich
• mis / guruch / zanglamaydigan plastinka, kengligi 50x100 mm, qalinligi 1-2 mm
• epoksi elim
• silikon plomba (sirka bo'lmagan)
• lehim va oqim
• yog'sizlantirish uchun spirt
• nominal qiymati ~ 100Ω va 470-1000 kΩ bo'lgan har qanday ikkita rezistor (biz 0,25 Vt MF25 ni oldik)
• ikkita diod 1N4934
• neylon ip

Asboblar:

• burg'ulash va burg'ulash F3 mm va 2,5 mm (mis plastinka burg'ulash uchun)
• arra yoki dremel (mis plastinani kesish uchun)
• zımpara 200-600 grit (mis plastinkani tozalash uchun)
• pichoq, sim kesgichlar (simlarni uzish uchun)
• lehimli temir yoki tenglikni qayta ishlash stantsiyasi
• tekislovchi plomba uchun tish spatulasi

2 -qadam: Juda oson davr

Piezo elementini to'g'ridan -to'g'ri ovoz kartasiga, noutbukga yoki planshetga ulash yaxshi emas.

Birinchidan, piezoelektr elementi ulanganida elektronikaga zarar etkazadigan etarlicha katta zaryad to'plashi mumkin.

Ikkinchidan, ovoz kartasining liniyasi yoki mikrofonli kirishiga ulanganingizda, ovoz kartasining kirish kaskadini himoya qilishingiz kerak.

Bog'lanmagan antennaning zaryad to'planishiga yo'l qo'ymaslik uchun unga parallel ravishda 0,5-1 MΩ (R1) rezistor qo'yamiz.

Qabul qiluvchi antennada maksimal kuchlanishni cheklash uchun siz D1, D2 diodlaridan va 100Ω (R2) rezistoridan eng oddiy pol chegarachisini yig'ishingiz mumkin. Diod sifatida biz 1N4934 dan foydalanardik va R1, R2 rezistorlari sifatida MF25 (R1 470 kOhm) ni oldik.

E'tibor bering, agar siz qabul qiluvchi antennani mikrofon kirishiga ulashni rejalashtirmoqchi bo'lsangiz (va bir qatorga emas), sizga qo'shimcha ravishda nominal 0,1.. 1 uF bo'lgan C1 kondansatkichi kerak bo'ladi, aks holda ovoz kartasi tomonidan quvvatlanadi. elektret mikrofonga D1 diodi orqali qisqa tutashuv bo'ladi.

3 -qadam: Antennaning dizayni

Piezo elementlarning o'zlarini epoksi bilan metall plitalarga yopishtirish kerak. Bu piezoelektrik elementning rezonans chastotasini pasaytiradi (to'xtatilmagan massa qo'shilganda).

Bundan tashqari, bir tomondan qattiq metall plastinkaga yopishtirilganda, piezoelektr elementi siqila olmaydi va cho'zilmaydi va egilishi kerak bo'ladi. Bu bizga kerak.

• Biz 50x50 mm o'lchamdagi ikkita to'rtburchaklar plitani kesib oldik va kabel uchun teshiklar (diametri 3 mm) va kabelni ingichka neylon ip bilan mahkamlash uchun ikkita teshik qildik, bu fotosuratda bo'lgani kabi
• Antennalar sotib olingan 10 metrli kabelning 3 metrli ikkita bo'lagini oldi, qolganlari zaxirada qoldi
• Biz kabelni teshikka o'tkazamiz, uning markaziy yadrosini piezoelektr elementining metalllash qatlamiga, ekranni esa metall tagiga lehimlaymiz. Bunga parallel ravishda, biz 470 kΩ qarshilikni lehimlaymiz.
• Biz kabelning boshqa uchini tozalaymiz va ulagichni yig'amiz: markaziy yadroni markaziy kontaktga lehimlaymiz (ulagichning eng uchi), o'rtasini buzmasdan qoldiring va ulagich korpusini kabel qobig'iga lehimlang.

Men har doim ulagich korpusini kabelga qo'yishni unutaman va hamma narsani ikki marta qayta lehimlashim kerak. Mening xatomni takrorlamang).

Lehimlashdan keyin oqimni tozalash juda muhim - ayniqsa piezoelektr elementida. Aks holda, vaqt o'tishi bilan oqim lehimni yeydi.

Shunday qilib, biz ikkita antennani tayyorladik (ulardan birida chegara cheklovchisi bor). Endi epoksi yoğurma va lateks qo'lqop kiyish vaqti keldi.

4 -qadam: yopishtirish

Piezoelektrik elementlarni mis plitalarga yopishtirishdan oldin, ikkalasini ham yaxshilab silliqlash va spirt (etil yoki izopropil) yoki aseton bilan tozalash kerak.

Boshqa hech narsa ishlatmang! Benzin yoki kerosin yopishqoqlikni buzadigan yog'li izlarni qoldiradi.

Shuni esda tutish kerakki, spirtli ichimliklar, aseton va epoksi bilan ishlaydigan barcha ishlar yaxshi gazlangan xonada, qo'llaringiz va ko'zlaringiz himoyalangan holda amalga oshirilishi kerak. Xavfsizlik qoidalarini e'tiborsiz qoldirmang!

Kabelni plastinkaga ushlab turadigan neylon ipni to'ydiramiz. Piezoelektrik elementni plastinkaga yopishtirish uchun ozgina epoksi elimdan foydalaning. Ortiqcha qilmang! Epoksi tepaga ko'tarilmasligi kerak, aks holda u polimerizatsiya paytida piezokeramikaning yupqa qatlamini yo'q qilishi mumkin, shuningdek epoksi suvda yomonlashadi.

Natijada fotosuratlardagi kabi bo'lishi kerak. Odatda, epoksi 24 soat ichida to'liq polimerlanadi. Biz, masalan, antennalarimizni keyingi kungacha qoldirdik.

5 -qadam: gidroizolyatsiya

Ertalab laboratoriyaga kelganimizda, biz birinchi antennani (chegara cheklovchisiz) noutbukning naushnik uyasiga uladik. Agar siz musiqani yoqsangiz va antennani qulog'ingizga olib kelsangiz, hech bo'lmaganda ovozli chastota diapazoni juda yaxshi takrorlanishiga ishonch hosil qilishingiz mumkin. Hatto misning asosi natijasi bo'lgan bosh tovushi ham bor.

Shunday qilib, hozir bizda akustik uzatuvchi antenna bor, lekin baribir gidroakustik emas. Buni tuzatish uchun antennani yana yog'dan tozalab, uni yupqa mastik qatlami bilan yopishimiz kerak.

Muhim eslatma: asetat o'z ichiga olgan sanitariya plomba ishlatmang! Tarkibidagi sirka kislotasi lehim bo'g'inlarini, kabelni va piezoelektr elementining metallizatsiyasini buzadi.

Qayiq va yaxtalar uchun Kim Tek suyuq kauchukni tavsiya qilamiz. Amerika Qo'shma Shtatlaridan kelgan DIY ishlab chiqaruvchilari plomba o'rniga Smooth-On kompaniyasining ajoyib poliuretan birikmalaridan foydalanishlari mumkin.

Qulaylik uchun biz avval tibbiy bir martalik shpritsni plomba bilan to'ldiramiz, so'ng uni piezoelektrik element va lehim bo'g'inlariga surtamiz.

Mastikni qo'llaganimizdan so'ng, biz uni tish spatulasi bilan yoki qulay bo'lgani bilan (hatto barmoq bilan) tekislaymiz. Oxir -oqibat, biz buni rasmdagi kabi oldik.

Siz plomba qatlamini juda qalin qilmasligingiz kerak - antenna sezgirligini yo'qotadi. 1 mm bo'lgan qatlam mutlaqo etarli. Lehim bo'g'inlarini, rezistorlarni va diodlarni plomba bilan ehtiyotkorlik bilan himoya qiling.

Siz plastinkaning orqa qismini plomba bilan yopishingiz mumkin - biz buni bitta antennada qildik.

Agar siz rezistorlar va diodlarni kabelga yaqinlashtirsangiz, u holda piezoelektrik elementni plomba bilan surtish ancha qulay bo'ladi va qatlam silliq bo'ladi.

Haykaltaroshning bunday ishi tugagandan so'ng, biz yana antennalarni 24 soatga qoldiramiz.

Va tabriklar! Endi sizda ikkita gidrofon bor!

6 -qadam: Post Scriptum

Endi siz to'g'ridan -to'g'ri noutbuk, planshet yoki telefoningizga ulab, yangi qurilgan antennalarning qanchalik yaxshi ekanligini tekshirishingiz mumkin.

Afsuski, hamma qurilmalar ham suv osti akustikasiga mos kelmaydi. Ko'pgina zamonaviy ovoz kartalarida mikroko'plamda past o'tkazgichli filtrlar mavjud bo'lib, ular 15 kHz dan yuqori hamma narsani kesadi. Ammo ba'zi noutbuklarda bunday filtrlar yo'q.

Biz qurgan bu gidrofon va transduser - bu faqat boshlanish: biz suv osti akustik aloqasi va navigatsiyasi bo'yicha ko'rsatmalarni nashr qilishni rejalashtirmoqdamiz, agar qiziqsangiz, bizga xabar bering!