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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

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 viljuške kao element za određivanje frekvencije. TO JE.

Svima je poznat zvuk koji (vinska) čaša proizvodi kad ga lagano dodirnete, obično zvuči kao brzo raspadajući "ping". Neke, skuplje naočale mogu nastaviti "pjevati" kada trljate mokri prst po rubu. Zvuk koji proizvodi uzrokuje staklo koje na poseban način brzo vibrira. Okrugli oblik stakla se mijenja u elipse, nazad u krug, a zatim u elipse, ali rotiran za 90 stepeni, 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: Učinite da vinska čaša vibrira

Kad sam izgradio oscilator kalibra, njegovo vibriranje bilo je jednostavno, jednostavno imate elektromagnet koji ga stalno privlači. Ali sa staklenim magnetizmom nije opcija. Mogao sam napraviti mehanizam s mehaničkim mokrim prstom, stalno trljajući staklo. No, mehanička rješenja zapravo nisu moja jača strana. Zatim sam pomislio da pričvrstim piezo element (kao što možete pronaći na "muzičkim" karticama sa slikama), ali nije mi se svidjela ideja da bilo šta dodiruje staklo. To bi promijenilo i prirodnu frekvenciju vinske čaše.

Moguće je učiniti da čaša za vino vibrira zvučnim valovima. Pretpostavljam da su svi vidjeli filmske isječke čaša razbijenih snažnim zvučnim valovima. Nije mi trebao tako 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 ih (s ispravnom fazom) preko zvučnika do vinske čaše. Kako otkriti te vibracije. Pa to se pokazalo kao najteži dio.

Na TV-u sam vidio momke 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 napraviti takav uređaj jer je staklo koje slušam udaljeno samo nekoliko milimetara, kao i laser.

Pogriješio sam. Ti laserski mikrofoni koriste smetnje izvorne laserske svjetlosti i reflektirane svjetlosti za otkrivanje vibracija prozorskih stakala. Ne mogu smisliti način na koji bih mogao napraviti uređaj za to. Možda neko drugi ovdje zna, 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 sistem će oscilirati, ali ne s frekvencijom vinske čaše, vjerovatno znate škripu kad i neko pojača pojačalo mnogo i taj zvuk se vraća putem mikrofona.

Sa 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. Pa sam pokušao s LED -icama različitih boja koje su sijale kroz čašu na različite načine i otkrio 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 upalilo.

Ono što je uspjelo je preskakanje laserskog snopa preko stakla na takav način da bi staklo za vino blokiralo većinu svjetlosti, a svjetlost koja dopire do foto tranzistora modulirana je vibracijama vinske čaše. Problem s ovim postavljanjem je u tome što je izuzetno osjetljiv na najmanje pokrete lasera, stakla i detektora. Ali to je način na koji sam to učinio.

Korak 3: Zeleni laseri su opasni

Prvo sam koristio zeleni laser jer znam da se zeleno lasersko svjetlo proizvodi pomoću IC lasera i nelinearnog kristala koji udvostručuje frekvenciju infracrvenog svjetla do zelenog. Ali taj proces nije savršen pa iz njega ipak izlazi dio IC svjetlosti. Kod jeftinih zelenih lasera (npr. Mojih) 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 kada sam vidio da iz lasera izlazi * mnogo * 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 IC.

Korak 4: Prava frekvencija

Kuckanjem stakla i snimanjem na osciloskopu vidio sam (barem) dvije frekvencije koje se pojavljuju. 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 filter koji ga blokira (i u isto vrijeme blokira niskofrekventne šumove, poput zvuka mreže od 50 Hz). Koristio sam Čarobnjak filtera od analognih uređaja za izračunavanje ispravnih vrijednosti dijelova, oni ne samo da proizvode izvanredne elektroničke dijelove, već su i vrlo korisni u njihovoj upotrebi. (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 neke lijepe slike na osciloskopu, pa je došlo vrijeme za testiranje sa zvučnikom. Djelovao je trenutno, vinska je čaša počela rezonirati frekvencijom od 807 Hz. Odatle je bilo jednostavno, pojačao sam signal koji je došao sa (sada filtriranog) foto tranzistora i poslao ga na zvučnik.

Korak 6: Zaključak

Zaključak je da je moguće napraviti oscilator sa čašom za vino umjesto RC -a, LC -a, kristala ili bilo kojeg drugog uobičajeno korištenog uređaja za određivanje frekvencije, ali to nije lako. Barem nije lako onako kako sam ja to učinio. Pozicioniranje lasera, vinske čaše i foto tranzistora je izuzetno 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 neko zna bolje, manje kritične načine za otkrivanje vibracija čaše (i ne, mikrofon NE radi) Recite mi u komentarima ispod.