Vino Veritas'ta - Şarap Kadehi Osilatörü: 6 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bir diyapazon osilatörünü bitirdikten sonra, ağabeyim bir şarap kadehi kullanarak bir osilatör yapmamı istedi. (https://www.instructables.com/id/Tuning-Fork-Osci…)

Frekans belirleme elemanı olarak bir diyapazon kullanmaktansa bir şarap kadehi kullanmanın daha zor olacağını düşündü. Bu.

Herkes bir (şarap) bardağına hafifçe vurduğunuzda çıkardığı sesi bilir, genellikle hızlı bir şekilde azalan bir "ping" gibi gelir. Bazı, daha pahalı gözlükler, ıslak bir parmağınızı kenarına sürttüğünüzde "şarkı söylemeye" devam edebilir. Bunun ürettiği ses, camın özel bir şekilde hızla titreşmesinden kaynaklanır. Camın yuvarlak şekli bir elipse, tekrar bir daireye ve sonra bir elipse dönüşür, ancak 90 derece döndürülür, vb. Hava camla titreşir ve sonuç bir tondur.

Şarap kadehlerinin titreşimleri hakkında ciddi araştırmalar bile bulabilirsiniz, sadece Google için "bir kadeh akustiği çalışması" ve aşağıdaki pdf'ye bakın. (Tamamını okumadım kabul ediyorum)

Adım 1: Şarap Kadehi Titreşim Yapmak

Titreşim çatalı osilatörünü yaptığımda, titreştirmek kolaydı, sadece onu tekrar tekrar çeken bir elektromıknatısın var. Ancak cam manyetizma ile bir seçenek değil. Mekanik bir ıslak parmakla, sürekli camı ovalayarak bir mekanizma yapabilirdim. Ancak mekanik çözümler gerçekten benim güçlü tarafım değil. Sonra bir piezo elemanı takmayı düşündüm ("müzikal" resim kartlarında bulabileceğiniz gibi), ama cama dokunan bir şey fikri hoşuma gitmedi. Ve şarap kadehinin doğal frekansını da değiştirirdi.

Ses dalgaları ile bir kadehin titreşmesini sağlamak mümkündür. Sanırım herkes güçlü ses dalgalarıyla parçalanan şarap kadehlerinin film kliplerini gördü. O kadar güçlü sese ihtiyacım yoktu, diye düşündüm… Bu yüzden, camı titreten ses dalgalarını üretmek için sıradan bir hoparlör seçtim.

Adım 2: Titreşimleri Tespit Etme

Bir osilatörün kapalı bir döngüye ihtiyacı var, bu yüzden titreşimleri kaydetmem, yükseltmem ve hoparlörden şarap kadehine geri beslemem (doğru faz ile) gerekiyordu. Bu titreşimler nasıl tespit edilir. Eh, bu en zor kısım olduğunu kanıtladı.

Televizyonda "üç harfli organizasyonlar" için çalışan adamların pencere camlarının titreşimlerini dinlediğini ve bunun da arkasındaki odadaki sesler nedeniyle lazer mikrofon denilen şeyle titreştiğini gördüm. Dinlediğim cam lazer gibi sadece birkaç milimetre uzakta olduğu için böyle bir cihazı kendim yapmanın o kadar zor olmayacağını düşündüm.

Ben hatalıydım. Bu lazer mikrofonlar, pencere camlarının titreşimlerini algılamak için orijinal lazer ışığının ve yansıyan ışığın girişimini kullanır. Bunu yapmak için bir cihaz yapabileceğim herhangi bir yol düşünemiyorum. Belki burada başka biri yapar, lütfen aşağıdaki yorumlarda bana bildirin.

Şarap kadehini dinlemek için mikrofon kullanmak da işe yaramıyor, hoparlörden gelen ses daha güçlü olacak ve sistem salınım yapacak, ancak kadehin frekansıyla değil, muhtemelen biri amplifikatörü açtığında çıkan gıcırtıyı da bilirsiniz. çok ve bu ses bir mikrofon aracılığıyla geri döner.

Diyafram osilatörüyle, çatalların titreşimlerini algılamak için optik bir kesici kullandım. Bu işe yaradı, bunu camdan yapılmış bir şeyle tekrarlayabilir miyim?

Cam ışığı büker, belki bu kullanılabilir. Bu yüzden, şarap kadehinin içinden farklı şekillerde parlayan farklı renkteki ledlerle denedim ve bir foto transistör ile herhangi bir değişikliği tespit ettim. İşe yaramadı. Sonra camdan yansıyan bir lazer ışık demeti denedim ve camdaki herhangi bir titreşimi algılamaya çalıştım. Bu da işe yaramadı.

Yapılan iş, kadehin ışığın çoğunu engelleyecek şekilde lazer ışınını camın üzerinden kaydırmaktı, foto transistöre ulaşan ışık şarap kadehinin titreşimleriyle modüle edildi. Bu kurulumla ilgili sorun, lazerin, camın ve dedektörün en küçük hareketlerine aşırı derecede duyarlı olmasıdır. Ama bu şekilde çalışmasını sağladım.

3. Adım: Yeşil Lazerler Tehlikelidir

Yeşil lazer ışığının bir IR lazer ve IR ışığının frekansını yeşil ışığa iki katına çıkaran doğrusal olmayan bir kristalden yapıldığını bildiğim için önce yeşil bir lazer kullandım. Ancak bu süreç mükemmel değil, bu yüzden hala bir miktar IR ışığı çıkıyor. Ucuz yeşil lazerlerle (örneğin benimki) onu engelleyecek bir IR filtresi yoktur. Ve fotoğraf transistörüm IR ışığına duyarlı. Ama sonunda lazerden *çok* IR çıktığını gördüğümde kırmızı lazere geçtim ve gözleriniz buna tepki vermediği için bu tehlikeli olabilir. Neyse ki foto transistörüm IR'ye olduğu kadar kırmızı ışığa da tepki veriyor.

Adım 4: Doğru Frekans

Cama dokunarak ve osiloskopa kaydederek (en az) iki frekansın açıldığını gördüm. Biri yaklaşık 100 Hz, ki bu çok düşük, diğeri ise 800 Hz civarında. Aradığım frekansa benziyordu. Bu 100 Hz'i istemedim, bu yüzden onu engellemek için yüksek geçiren bir filtre yaptım (ve aynı zamanda 50 Hz şebeke uğultusu gibi düşük frekanslı gürültüyü de bloke ettim). Parçaların doğru değerlerini hesaplamak için Analog Devices tarafından Filtre Sihirbazı'nı kullandım, sadece olağanüstü elektronik parçalar yapmakla kalmıyorlar, aynı zamanda kullanımlarında da çok yardımcı oluyorlar. (https://www.analog.com/designtools/en/filterwizard/) Daha sonra fark ettim ki 100 Hz'lik, üzerine vurduğum için tüm cam sapının sallanmasıyla oluşmuş olabilir.

Adım 5: Döngüyü Kapatmak

Şimdi şarap kadehine dokunmak bana osiloskopta güzel resimler verdi, bu yüzden bir hoparlörle test etme zamanı gelmişti. Anında çalıştı, şarap kadehi 807 Hz'lik bir frekansla rezonansa girmeye başladı. Oradan basitti, (artık filtrelenmiş) foto transistöründen gelen sinyali güçlendirdim ve hoparlöre besledim.

6. Adım: Sonuç

Sonuç olarak RC, LC, kristal veya diğer "normalde kullanılan frekans belirleme cihazı" yerine bardağı ile osilatör yapmak mümkün ama kolay değil. En azından benim yaptığım gibi kolay değil. Lazerin, kadehin ve foto transistörün konumlandırılması son derece kritiktir, sadece bir milimetre ileri veya geri değil, bundan daha azdır, kardeşime söylediğim gibi, ayın evresi konumlandırmayı çok fazla etkiler..

Belki birisi bir kadehin titreşimlerini algılamanın daha iyi, daha az kritik yollarını biliyordur (ve hayır, bir mikrofon ÇALIŞMAZ) Lütfen aşağıdaki yorumlarda bana bildirin.