In Vino Veritas - oscilator od vinskog stakla: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Nakon što sam završio s oscilatorom viljuške, brat me je izazvao da napravim oscilator pomoću vinske čaše. (https://www.instructables.com/id/Tuning-Fork-Osci…)

Smatrao je da bi bilo teže koristiti čašu od vilice za ugađanje kao element za određivanje frekvencije. To je.

Svi znaju zvuk (vinske) čaše kada ga nježno dodirnete, obično zvuči kao brzo raspadajući "ping". Neke, skuplje naočale mogu nastaviti "pjevati" kad mokrim prstom protrljate rub. Zvuk koji proizvodi uzrokuje staklo koje na poseban način brzo vibrira. Okrugli oblik stakla mijenja se u elipse, natrag u krug, a zatim u elipse, ali rotiran za 90 stupnjeva itd. Zrak vibrira sa staklom i rezultat je ton.

Možete čak pronaći i ozbiljna istraživanja o vibracijama čaša, samo Google za: "studiju akustike vinskih čaša" i pogledajte pdf u nastavku. (Priznajem da nisam sve pročitao)

Korak 1: Stvaranje vinske čaše u vibraciju

Kad izrađujem oscilator kalibra, njegovo je vibriranje bilo jednostavno, jednostavno ga morate elektromagnetom više puta privlačiti. Ali sa staklenim magnetizmom nije opcija. Mogao sam napraviti mehanizam s mehaničkim mokrim prstom, neprestano trljajući staklo. No, mehanička rješenja zapravo nisu moja jača strana. Tada sam razmišljao o tome da pričvrstim piezo element (kao što možete pronaći na "glazbenim" karticama sa slikama), ali nije mi se svidjela ideja da bilo što dodiruje staklo. To bi također promijenilo prirodnu frekvenciju vinske čaše.

Moguće je učiniti da vinska čaša vibrira zvučnim valovima. Pretpostavljam da su svi vidjeli filmske isječke čaša razbijenih snažnim zvučnim valovima. Nije mi trebao toliko snažan zvuk, mislio sam … Pa sam odabrao običan zvučnik za proizvodnju zvučnih valova zbog kojih staklo vibrira.

Korak 2: Otkrivanje vibracija

Oscilatoru je potrebna zatvorena petlja pa sam morao registrirati vibracije, pojačati ih i vratiti (s ispravnom fazom) putem zvučnika do vinske čaše. Kako otkriti te vibracije. Pa to se pokazalo kao najteži dio.

Na televiziji sam vidio dečke koji rade za "organizacije sa tri slova" koji slušaju vibracije prozorskih stakala koja su pak vibrirala zbog glasova u prostoriji iza nje, s onim što se naziva laserskim mikrofonima. Mislio sam da neće biti tako teško sami napraviti takav uređaj jer je staklo koje slušam udaljeno samo nekoliko milimetara kao i laser.

Bio sam u krivu. Ti laserski mikrofoni koriste smetnje izvornog laserskog svjetla i reflektiranog svjetla za otkrivanje vibracija prozorskih stakala. Ne mogu smisliti način na koji bih mogao napraviti uređaj za to. Možda netko drugi ovdje radi, molim vas recite mi u komentarima ispod.

Korištenje mikrofona za slušanje vinske čaše također ne funkcionira, zvuk koji dolazi iz zvučnika bit će jači i sustav će oscilirati, ali ne s frekvencijom vinske čaše, vjerojatno znate škripu kad i netko pojača pojačalo mnogo i taj se zvuk vraća putem mikrofona.

S oscilatorom viljuške koristio sam optički prekidač za otkrivanje vibracija zubaca. To je dobro funkcioniralo, mogu li to ponoviti s nečim od stakla?

Staklo se savija lagano, možda bi se to moglo koristiti. Stoga sam pokušao s LED diodama različitih boja koje su sijale kroz vinsku čašu na različite načine i otkriti sve promjene pomoću foto tranzistora. Nije uspjelo. Zatim sam pokušao laserski snop svjetla koji se reflektirao od stakla i pokušao otkriti bilo kakve vibracije u njemu. Ni to nije uspjelo.

Ono što je uspjelo bilo je prelijetanje laserske zrake po staklu na takav način da bi čaša za vino blokirala većinu svjetla, svjetlost koja dopire do foto tranzistora modulirana je vibracijama vinske čaše. Problem s ovim postavljanjem je u tome što je iznimno osjetljiv na najmanje pokrete lasera, stakla i detektora. Ali to je način na koji sam uspio.

Korak 3: Zeleni laseri su opasni

Prvo sam upotrijebio zeleni laser jer znam da se zeleno lasersko svjetlo proizvodi s IC laserom i nelinearnim kristalom koji udvostručuje frekvenciju IC svjetla na zeleno svjetlo. Ali taj proces nije savršen pa iz njega ipak izlazi dio IC svjetlosti. S jeftinim zelenim laserima (npr. Mojim) nema IC filtera koji bi ga blokirao. I moj foto tranzistor je osjetljiv na IC svjetlost. Ali na kraju sam se promijenio u crveni laser kad sam vidio da iz lasera izlazi * puno * IR -a i kako vaše oči ne reagiraju na to, to može biti opasno. Srećom, moj foto tranzistor jednako dobro reagira na crveno svjetlo kao i na IR.

Korak 4: Prava frekvencija

Tapkajući staklo i snimajući ga na osciloskopu vidio sam (barem) dvije frekvencije koje iskaču. Čini se da je jedan bio oko 100 Hz, što je vrlo nisko, a drugi oko 800 Hz. Taj je izgledao kao frekvencija koju sam tražio. Nisam želio tih 100 Hz pa sam napravio visokopropusni filtar koji ga je blokirao (i u isto vrijeme blokirao niskofrekventne šumove poput zvuka mreže od 50 Hz). Koristio sam Čarobnjak filtera tvrtke Analog Devices za izračun točnih vrijednosti dijelova, oni ne samo da proizvode izvanredne elektroničke dijelove, već su i vrlo korisni u njihovoj uporabi. (https://www.analog.com/designtools/en/filterwizard/) Kasnije sam shvatio da je 100 Hz možda proizvedeno cijelim staklom koje se treslo o njegovu stabljiku zbog mog tapkanja.

Korak 5: Zatvaranje petlje

Kuckanje vinske čaše dalo mi je lijepe slike na osciloskopu pa je došlo vrijeme za testiranje putem zvučnika. Djelovao je trenutno, vinska je čaša počela rezonirati frekvencijom od 807 Hz. Odatle je bilo jednostavno, pojačao sam signal koji je dolazio iz (sada filtriranog) foto -tranzistora i poslao ga na zvučnik.

Korak 6: Zaključak

Zaključak, moguće je napraviti oscilator s čašom za vino umjesto RC -a, LC -a, kristala ili bilo kojeg drugog uobičajeno korištenog uređaja za određivanje frekvencije, ali to nije jednostavno. Barem nije lako na način na koji sam to učinio. Pozicioniranje lasera, vinske čaše i foto tranzistora iznimno je kritično, to nije samo milimetar naprijed ili natrag, nego je manje od toga, kao što sam rekao svom bratu, mjesečeva faza previše utječe na pozicioniranje.

Možda netko zna bolje, manje kritične načine za otkrivanje vibracija čaše (i ne, mikrofon NE radi) Recite mi u komentarima ispod.