In Vino Veritas - 'n Winglas -ossillator: 6 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Nadat ek klaar was met 'n stemvurk -ossillator, het my broer my uitgedaag om 'n ossillator te maak met 'n wynglas. (https://www.instructables.com/id/Tuning-Fork-Osci…)

Hy het gedink dat dit moeiliker sou wees om 'n wynglas as 'n stemvurk as die frekwensiebepalende element te gebruik. Dit is.

Almal ken die geluid wat 'n (wyn) glas maak as jy saggies daarop tik, gewoonlik klink dit soos 'n vinnig vervalle "ping". Sommige duurder glase kan aanhou "sing" as jy 'n nat vinger oor die rand vryf. Die klank wat dit produseer, word veroorsaak deur die glas wat vinnig op 'n spesiale manier tril. Die ronde vorm van die glas verander in 'n ellips, terug in 'n sirkel en dan in 'n ellips, maar draai met 90 grade, ensovoorts. Die lug vibreer met die glas en 'n toon is die resultaat.

U kan selfs ernstige navorsing oor die trillings van wynglase vind, net Google vir: ''n studie van die wynglas -akoestiek' en sien die pdf hieronder. (Ek erken ek het nie alles gelees nie)

Stap 1: Laat die wynglas vibreer

Toe ek die stemvurk -ossillator bou, was dit maklik om te laat vibreer, net 'n elektromagneet trek dit herhaaldelik aan. Maar met glasmagnetisme is dit nie 'n opsie nie. Ek kon 'n kontra met 'n meganiese nat vinger gemaak het, terwyl ek aan die glas gedryf het. Maar meganiese oplossings is nie regtig my sterk kant nie. Toe het ek daaraan gedink om 'n piëzo -element aan te heg (soos u kan sien in 'musikale' prentkaarte), maar ek hou nie van die idee dat iets aan die glas raak nie. En dit sou ook die natuurlike frekwensie van die wynglas verander.

Dit is moontlik om 'n wynglas met klankgolwe te laat tril. Ek dink almal het flieksnitte van wynglase gesien wat verpletter word met kragtige klankgolwe. Ek het nie so sterk geluid nodig nie, het ek gedink … Daarom het ek 'n gewone luidspreker gekies om die klankgolwe te produseer wat die glas laat tril.

Stap 2: Ontdek die trillings

'N Ossillator benodig 'n geslote lus, so ek moes die vibrasies registreer, versterk en terugvoer (met die korrekte fase) via die luidspreker na die wynglas. Hoe om die trillings op te spoor. Dit was die moeilikste deel.

Op TV het ek ouens by "drie-letter-organisasies" sien luister na die trillings van vensterruite wat op hul beurt tril as gevolg van stemme in die kamer daaragter, met laser-mikrofone. Ek het gedink dit sou nie so moeilik wees om self so 'n toestel te maak nie, aangesien die glas waarna ek luister net 'n paar millimeter ver is, net soos die laser.

Ek was verkeerd. Die lasermikrofone gebruik die interferensie van die oorspronklike laserlig en die weerkaatsende lig om die trillings van die vensterruite op te spoor. Ek kan nie dink hoe ek 'n toestel kan maak om dit te doen nie. Miskien doen iemand anders hier, vertel dit vir my in die kommentaar hieronder.

Deur 'n mikrofoon te gebruik om na die wynglas te luister, werk dit ook nie; die geluid wat uit die luidspreker kom, sal sterker wees en die stelsel sal ossilleer, maar nie met die frekwensie van die wynglas nie, jy ken moontlik die piep as iemand ook die versterker draai baie en die geluid keer terug via 'n mikrofoon.

Met die stemvurk ossillator het ek 'n optiese onderbreker gebruik om die trillings van die tande op te spoor. Dit het goed gewerk, kan ek dit herhaal met iets van glas?

Glas buig lig, miskien kan dit gebruik word. Daarom het ek probeer om LED's van verskillende kleure op verskillende maniere deur die wynglas te skyn en veranderings op te spoor met 'n fototransistor. Dit het nie gewerk nie. Toe probeer ek 'n laserligstraal wat van die glas af weerkaats en probeer om enige trillings daarin op te spoor. Dit het ook nie gewerk nie.

Wat wel gewerk het, was om die laserstraal so oor die glas te skuim dat die wynglas die meeste lig sou blokkeer; die lig wat die fototransistor bereik, word gemoduleer met die trillings van die wynglas. Die probleem met hierdie opstelling is dat dit uiters sensitief is vir die kleinste bewegings van die laser, die glas en die detektor. Maar dit is die manier waarop ek dit laat werk het.

Stap 3: Groen lasers is gevaarlik

Eerstens het ek 'n groen laser gebruik, aangesien ek weet dat groen laserlig gemaak word met 'n IR -laser en 'n nie -lineêre kristal wat die frekwensie van die IR -lig tot groen lig verdubbel. Maar die proses is nie perfek nie, dus kom daar nog 'n IR -lig uit. Met die goedkoop groen lasers (bv. Myne) is daar geen IR -filter om dit te blokkeer nie. En my fototransistor is sensitief vir IR -lig. Maar uiteindelik het ek verander na 'n rooi laser toe ek sien dat daar * baie * IR uit die laser kom en aangesien u oë nie daarop reageer nie, kan dit gevaarlik wees. Gelukkig reageer my fototransistor net so goed op rooi lig as op IR.

Stap 4: Die regte frekwensie

Deur op die glas te tik en dit op die ossilloskoop op te neem, sien ek (ten minste) twee frekwensies verskyn. Die een blyk ongeveer 100 Hz te wees, wat baie laag is en die ander ongeveer 800 Hz. Die een lyk soos die frekwensie waarna ek gesoek het. Ek wou nie die 100 Hz hê nie, en ek het 'n hoëpasfilter gemaak om dit te blokkeer (en terselfdertyd lae frekwensie geraas, soos die 50 Hz neurie). Ek het die filterassistent deur analoog toestelle gebruik om die korrekte waardes van die onderdele te bereken; hulle maak nie net uitstekende elektroniese onderdele nie, hulle is ook baie behulpsaam met die gebruik daarvan. (https://www.analog.com/designtools/en/filterwizard/) Later het ek besef dat die 100 Hz moontlik geproduseer is deur die hele glas wat daarop skud omdat ek daarop tik.

Stap 5: Maak die lus toe

As ek op die wynglas tik, het ek 'n paar mooi foto's op die ossilloskoop gekry, so dit was tyd om met 'n luidspreker te toets. Dit het onmiddellik gewerk, die wynglas het begin resoneer met 'n frekwensie van 807 Hz. Van daar af was dit eenvoudig, ek versterk die sein wat van die (nou gefiltreerde) fototransistor kom en voer dit aan die luidspreker.

Stap 6: Gevolgtrekking

Gevolglik is dit moontlik om 'n ossillator met 'n wynglas te maak in plaas van 'n RC, LC, kristal of enige ander normaalweg gebruikte frekwensiebepalende toestel, maar dit is nie maklik nie. Ten minste is dit nie maklik soos ek dit gedoen het nie. Die posisie van die laser, die wynglas en die fototransistor is uiters kritiek; dit is nie net 'n millimeter vorentoe of agteruit nie, dit is minder as dit, soos ek vir my broer gesê het, die fase van die maan beïnvloed die posisionering te veel.

Miskien weet iemand van beter, minder kritiese maniere om die trillings van 'n wynglas op te spoor (en nee, 'n mikrofoon werk NIE) Vertel my dit in die kommentaar hieronder.