Баасы төмөн Гидрофон жана УЗИ которгуч: 6 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Сиз дельфиндерди же киттерди сүйлөткүңүз келеби? Же суу астындагы акустикалык байланыш системасын курасызбы? Макул, биз сизге "кантип" үйрөтөбүз.

Негизги нерседен баштайлы: антенна. Эгерде күнүмдүк жашоодо үн чыгаруу үчүн колонкаларды (мисалы, ноутбук же машинаңызда) жана үн жаздыруу үчүн микрофонду колдонсок, анда мен сизге жагууга шашам: суу астындагы үндү өткөрүүчү (биз "радиация" дейбиз) жана үн жазуу көбүнчө ошол эле түзмөк, ал суу астындагы акустикалык (гидроакустикалык) антенна же гидрофон (эгер ал кабыл алуу үчүн гана түзүлүш болсо) же эки жактан тең иштесе которгуч деп аталат.

Көпчүлүк учурларда гидроакустикалык антенна бир же бир нече пьезоэлектрдик элементтерден турат: плиталар, дисктер, шакектер, түтүктөр, шарлар, жарым шарлар ж.

Пьезо элементтери пьезоэлектрдик эффект деп аталат. Эгерде элементке алмашма электрдик сигнал берилсе, анда элемент термеле баштайт, ал эми элемент, мисалы, акустикалык толкун менен термелсе, анда ал боюнча алмашуучу электрдик сигнал пайда боло баштайт.

Демек, пьезоэлектрдик элемент электрдик сигналды акустикалык толкундарга (механикалык термелүүлөргө) жана тескерисинче - акустикалык толкундарды электрдик сигналга айландырат.

Айтылгандай: практика жок теория өлдү! Убакытты текке кетирбей, гидроакустикалык антенналарды жасайлы.

1 -кадам: Билл материалдар

Бизге керектүү материалдар:

• Ф35мм пьезо баззерлеринин бир жупу (Aliexpressтен 10 даана 1.5 долларга сатып алдык)
• 10 метрлик RG-174 кабели
• эки джек 3,5 мм стерео туташтыргычы
• жез / жез / дат баспас табак 50x100 мм туурасы 1-2 мм
• эпокси клей
• силикон герметик (ацетикалык эмес)
• ширетүү жана агым
• майсыздандыруу үчүн спирт
• ~ 100Ω жана 470-1000 кОм номиналдуу эки резистор (биз 0,25 Вт MF25 алдык)
• эки диод 1N4934
• нейлон жип

Куралдар:

• бургулоо жана бургулоо Ф3мм жана 2,5 мм (жез табакты бургулоо үчүн)
• темир уста же дремель (жез табакты кесүү үчүн)
• кумура 200-600 грит (жез табакты тазалоо үчүн)
• бычак, зым кескичтер (зымдарды сыйруу үчүн)
• ширетүүчү темир же ПХБ кайра иштетүүчү станция
• тегиздөөчү герметик үчүн стоматологиялык шпатель

2 -кадам: Абдан оңой схема

Пьезо элементин үн картасына, ноутбукка же планшетке түз туташтыруу туура эмес.

Биринчиден, пьезоэлектрдик элемент туташтырылганда электрониканы буза турган чоң зарядды топтой алат.

Экинчиден, үн картасынын линиясына же микрофонуна туташканда, үн картасынын кирүү каскадын коргоо керек.

Байланышпаган антенна заряддын топтолуп калышына жол бербөө үчүн, ага параллель 0,5-1 МО (R1) каршылыкты койдук.

Кабыл алуучу антеннада максималдуу чыңалууну чектөө үчүн D1, D2 диоддорунан жана 100Ω (R2) каршылыгынан эң жөнөкөй чектөөчтү чогулта аласыз. Диод катары биз 1N4934 колдондук жана R1, R2 каршылыгы катары MF25 (R1 470 кОм) алдык.

Көңүл буруңуз, эгер сиз кабыл алуучу антеннаны микрофондун киришине (жана линияга эмес) туташтырууну пландап жатсаңыз, анда сизге кошумча катары номиналдуу 0,1.. 1 уФ конденсатор керек болот, антпесе үн картасы менен камсыздалат. электрофондук микрофонго D1 диод аркылуу кыска туташуу болот.

3 -кадам: Антеннанын дизайны

Пьезо элементтери өзүлөрү эпокси менен металл плиталарга жабыштырылышы керек. Бул пьезоэлектрдик элементтин резонанстык жыштыгын төмөндөтөт (токтотулбаган массаны кошкондо).

Ошондой эле, бир жагы катуу металл табакка жабыштырылгандыктан, пьезоэлектрдик элемент жыйрылып, созула албайт жана ийилүүгө туура келет. Бул бизге керек.

• Биз 50 х 50 мм өлчөмүндөгү эки чарчы пластинканы кесип, кабелдин тешиктерин (диаметри 3 мм) жана кабелди жука нейлон жип менен бекитүү үчүн эки тешикти суроттогудай болуп чыктык.
• Антенналар сатып алынган 10 метрлик кабелдин 3 метрлик эки бөлүгүн алышты, калгандары резервде калды
• Биз кабельди тешикке шамалдайбыз, анын борбордук өзөгүн пьезоэлектрдин металлдашуу катмарына, ал эми экранды анын металл негизине кошобуз. Параллелдүү түрдө, макулдашылгандай, биз 470 кОм резисторду lehебиз.
• Биз кабелдин экинчи учун тазалап, туташтыргычты чогултабыз: борбордук өзөктү борбордук контактка (туташтыргычтын эң учу) эритип, ортосун бүтүн бойдон калтырып, туташтыргычтын корпусун кабелдин капкагына ширетебиз.

Мен ар дайым коннектордун корпусун кабелге коюуну унутам жана баарын эки жолу кайра ширетишим керек. Менин катамды кайталаба).

Лайк алгандан кийин агымды тазалоо өтө маанилүү - айрыкча пьезоэлектрдик элементте. Болбосо, убакыттын өтүшү менен флюс ширетүүнү жеп коёт.

Ошентип, биз эки антенна даярдадык (алардын биринде босого чектөөчү бар). Эми эпоксидин жууруп, латекс мээлейлерин кийүүгө убакыт келди.

4 -кадам: чаптоо

Пьезоэлектрдик элементтерди жез плиталарга жабыштыруудан мурун экөөнү тең этил же спирт (этил же изопропил) же ацетон менен майлап тазалоо керек.

Башка эч нерсе колдонбоңуз! Бензин же керосин адгезияны начарлатуучу майлуу издерди калтырат.

Эске сала кетүүчү нерсе, спирт, ацетон жана эпоксид менен болгон бардык иштер жакшы желдетилген бөлмөдө колуңузду жана көзүңүздү коргоп турушу керек. Коопсуздук эрежелерин унутпаңыз!

Кабелди табакка кармап турган нейлон жипти каныктырабыз. Пьезоэлектрдик элементти плитага жабыштыруу үчүн эпоксидик клейди колдонуңуз. Ашыкча кылба! Эпоксид чокуга чыкпашы керек, антпесе полимерлөө учурунда пьезокерамиканын жука катмарын бузуп салышы мүмкүн, эпоксидия сууда начарлайт.

Жыйынтыгы сүрөттөрдөгүдөй болушу керек. Адатта, эпокси 24 сааттын ичинде толугу менен полимерленет. Биз, мисалы, антенналарыбызды эртеси күнү калтырдык.

5 -кадам: Гидроизоляция

Эртең менен лабораторияга келгенде, биз биринчи антеннаны (босого чектөөчү жок) ноутбуктун гарнитурасынын уячасына туташтырдык. Эгерде сиз музыканы күйгүзүп, антеннаны кулагыңызга алып келсеңиз, анда, жок дегенде, угула турган жыштык диапазону абдан жакшы чыгарылганына ынансаңыз болот. Ал тургай, жез базасынын натыйжасы, бастын бир белгиси бар.

Ошентип, азыр бизде акустикалык өткөрүүчү антенна бар, бирок гидроакустикалык антенна жок. Муну оңдоо үчүн антеннанын майын кайра майлап, жука мөөр менен жабышыбыз керек.

Маанилүү эскертүү: Ацетаты бар санитардык пломбаны колдонбоңуз! Анда камтылган уксус кислотасы ширетүүчү түйүндөрдү, кабельди жана пьезоэлектр элементинин металлдашуусун бузат.

Кайыктар жана яхталар үчүн Ким Тек суюк резинаны сунуштайбыз. Америка Кошмо Штаттарынан келген DIY-эрлер герметиктин ордуна Smooth-On компаниясынын мыкты полиуретан кошулмаларын колдоно алышат.

Ыңгайлуу болуш үчүн, биз алгач медициналык бир жолку шприцти герметикке толтурабыз, анан пьезоэлектрдик элементке жана ширетүүчү муундарга колдонобуз.

Герметикти колдонгондон кийин, биз аны стоматологиялык шпатель менен же ыңгайлуу нерселер менен тегиздейбиз (ал тургай манжа менен). Акыр -аягы, биз муну сүрөттөгүдөй кылып алдык.

Сиз герметик катмарын өтө коюу кылбаңыз - антенна сезгичтигин жоготот. 1 мм катмары таптакыр жетиштүү. Этияттык менен ширетүүчү түйүндөрдү, резисторлорду жана пломба менен диоддорду коргоңуз.

Сиз плитанын арт жагын герметик менен жаба аласыз - биз муну бир антеннада жасадык.

Эгерде сиз резисторлорду жана диоддорду кабелге жакыныраак жылдырсаңыз, анда пьезоэлектрдик элемент герметик менен сыйпоого бир топ ыңгайлуу болот жана катмар жылмакай болот.

Мындай скульптордун жумушу аяктагандан кийин, биз кайра антенналарды 24 саатка таштап коебуз ….

Жана куттуктоолор! Эми сизде эки гидрофон бар!

6 -кадам: Post Scriptum

Эми сиз жаңы курулган антенналарды ноутбукка, планшетке же телефонго туташтыруу аркылуу канчалык жакшы экенин текшере аласыз.

Тилекке каршы, бардык түзмөктөр суу астындагы акустикага ылайыктуу эмес. Баардык заманбап үн карталарында микрофондун кирүүсүндө аз өтүүчү чыпкалар бар, бардыгы 15 кГцтен жогору. Бирок кээ бир ноутбуктарда андай чыпкалар жок.

Биз курган бул гидрофон жана которгучтар - бул башталышы гана: биз суу астындагы акустикалык байланыш жана навигация боюнча Инструкциялардын сериясын чыгарууну пландап жатабыз, эгер сизди кызыктырса бизге кабарлаңыз!