Przetwornik elektromechaniczny z sekcji stożkowej z polistyrenu!: 8 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:33

"Że co?" ty pytasz. „Przetwornik elektromechaniczny” odnosi się do typu głośników, które najlepiej znamy; magnes stały i elektromagnes szalenie wibrujący, aby wytworzyć dźwięk. A przez "styropianowy przekrój stożkowy" mam na myśli plastikowy kubek. Cokolwiek to jest, nie jest to instrukcja, jak bezdusznie rozerwać głośnik komputerowy współlokatora i przykleić sterownik do innego przedmiotu. Pokazuję, jak z kilku prostych obiektów zbudować rzeczywisty zespół przetwornika (potocznie nazywany głośnikiem). Głośnik jest super łatwy, niezwykle efektowny i tak fajny, że nawet sprawia, że Kenny G. brzmi dobrze. Jeśli nie podoba ci się czytanie, nie krępuj się przejść do sedna instrukcji w kroku 3. Ale teoria, którą przedstawiam w kilka pierwszych stron może pomóc ci zbudować lepszego mówcę i… (dramatyczna pauza)… może nawet sprawić, że będziesz mądrzejszy (Egad!) Istnieje kilka zagrożeń (innych niż nauka), więc przeczytaj stronę bezpieczeństwa.

Krok 1: Teoria: co to jest dźwięk

Pierwszą koncepcją, która otacza twój mały, gumowaty umysł, jest idea dźwięku. Dźwięk nie jest przedmiotem. Twój boom box nie wystrzeliwuje małych cząsteczek magicznego pyłu dźwiękowego, by łaskotać twoje uszy za pomocą M. C. Młotek. Zamiast tego dźwięk jest transferem energii. Źródło (takie jak głośnik na twoim boomboxie) odbiera energię elektryczną i przekształca ją w energię mechaniczną. Jeśli uprzejmie przyłożysz palce do gardła i wykrzyczysz zdanie „ktoś już nakręcił film o gigantycznej śpiewającej roślinie”, poczujesz tę mechaniczną energię w postaci wibracji. Zauważysz również te wibracje, gdy staniesz naprawdę blisko zestawu perkusyjnego lub tych tanich głośników, na które twoja była dziewczyna puszcza Smash Mouth. Ta mechaniczna wibracja działa jak tłok popychający cząstki do przodu, gdy porusza się na zewnątrz i ciągnący cząstki do tyłu, gdy wciąga. Jak powiedziałem, dźwięk nie jest obiektem; jest to transfer energii. Te drobinki nie rzucają się do Twoich uszu. Pierwsza cząsteczka dotyka następnej cząsteczki i przesuwa ją nieco. Ta cząsteczka porusza trochę następną cząsteczkę i tak dalej, aż ten ruch, ta energia dotrze do twojego ucha. To, jak szybko te cząstki przekazują energię (prędkość dźwięku), zależy od tego, jaki to rodzaj cząstki. W powietrzu dźwięk porusza się z prędkością 343 metrów na sekundę. W twoim sekretnym podwodnym laboratorium morskim porusza się z prędkością 1533 metrów na sekundę (nie powiem nikomu). Wiem, że domyślnie to rozumiesz, ponieważ jesteś super bystry, ale małe źródła poruszają małą liczbę cząstek, a duże źródła poruszają dużą liczbę cząstek. Jeśli drgania mechaniczne są niewielkie (jeżeli tłok porusza się tylko na niewielką odległość), nie przekazuje dużej energii cząsteczkom, więc dźwięk jest niewielki. Jeśli twój głośnik jest naprawdę dobry (tłok porusza się na dużą odległość), przenosi duże ilości energii i wytwarza duży dźwięk. Ostatnia uwaga na temat pojęcia dźwięku, mówimy, że dźwięk jest falą. Ale to nie jest jedna z tych fal w górę i w dół, jak skakanka lub te wykresy sinusoidalne, które każe ci rysować twój nauczyciel algebry. Jest to rodzaj fali w przód iw tył, w której występuje szereg cząstek ściśniętych bardzo blisko siebie, a cząstki rozchodzą się daleko od siebie. Jeśli rozciągniesz dobrego slinky na ziemi i popchniesz go (pchnięcie, a nie kiwanie! Pchnięcie, jak powiedziałem!), zobaczysz kolejny przykład tego typu fali.

Krok 2: Teoria: Konwersja energii elektrycznej na mechaniczną

Źródła sygnału: odtwarzacz 8-ścieżkowy, magnetofon kasetowy, radio AM, odtwarzacz mp3 (może z wyjątkiem gramofonu) działają na tej samej zasadzie. Odczytują kod i wysyłają impulsy elektryczne, impuls elektryczny przekazuje energię przewodami do przetwornika elektromagnetycznego (sterownika głośnika) i wytwarzany jest dźwięk. To jak mrówki w mrowisku. Mrowisko jest źródłem sygnału wysyłającym mrówki (elektryczność) na piknik (głośnik). Nie będziemy się zajmować polityką mrowisk ani wyjaśnianiem dokładnie ruchu mrówek. Aby zbudować dobrego głośnika, musimy tylko odpowiedzieć na dwa pytania: Ile mrówek dociera na piknik w określonym czasie? A co mrówki robią na pikniku? Ile mrówek dociera na piknik w określonym czasie, to co innego niż pytanie, jak szybko mrówki idą. Mrówki w zasadzie poruszają się tylko z jedną prędkością. Mam na myśli to, jak blisko siebie znajdują się mrówki. Czy wyszli z mrowiska jeden po drugim? A może czekali kilka sekund między każdą mrówką? Odnosi się to do częstotliwości mrówek. Jeśli mrówki są częstymi gośćmi (jedna po drugiej) na naszym pikniku (głośnik), generowany dźwięk będzie dźwiękiem o wysokiej częstotliwości (wysokim tonie), podobnym do pisków nastolatek… tego rodzaju odgłosu, który rozbija szkło i bębenki w uszach. Jeśli mrówki nie przechodzą zbyt często, mówi się, że mają niską częstotliwość, a dźwięk, który wytwarzają, jest nisko dudniącą podstawą. Częstotliwość jest niezwykle ważna przy projektowaniu głośników. Niektóre materiały i rozmiary są po prostu lepsze do wytwarzania różnych dźwięków. Zauważysz, że głośniki emitujące niskie dźwięki (subwoofery) są naprawdę duże, podczas gdy wysokie dźwięki są wytwarzane przez małe głośniki. Ta instrukcja opisuje tylko jeden rozmiar głośnika, który dołoży wszelkich starań, aby wytworzyć wszystkie częstotliwości dźwięku… ale można stworzyć lepszy system, gdy impulsy elektryczne (mrówki) są filtrowane, aby niskie dźwięki trafiały do dużego głośnika i wysokie dźwięki kierowane są do małego głośnika. Co teraz dzieje się na naszym pikniku? Zignoruj młodą parę, która się tarza, i po prostu skup się na mrówkach. Zbierają kawałki jedzenia, prawda? Z punktu widzenia głośnika impulsy elektryczne wytwarzają impulsy magnetyczne. Część głośnika staje się elektromagnesem o określonej częstotliwości określonej przez częstotliwość mrówek. Święty Lorenz wymusza Batmana! Jak elektryczność wytwarza magnes? Elektryczność i magnetyzm są ze sobą ściśle powiązane. W rzeczywistości, jeśli zakręcisz magnesy wokół czegoś, co przewodzi prąd (takiego jak kawałek miedzianego drutu), możesz wyprodukować energię elektryczną… ale wiedziałeś, że… jesteś mądry, nazywa się to generatorem. Odwrotna sytuacja również jest prawdziwa. Jeśli sprawisz, że elektryczność zakręci się w kółko (poprzez owinięcie drutu w ciasną okrągłą cewkę), wytworzy to pole magnetyczne. Źródło sygnału odczytuje kod i wysyła impulsy elektryczne o określonej częstotliwości. Impulsy elektryczne przemieszczają się wzdłuż drutu do cewki drutów, gdzie wytwarza pole magnetyczne, które zmienia się z tą samą częstotliwością. Aby wytworzyć energię mechaniczną, po prostu przesuwamy magnes trwały w pobliżu naszego elektromagnesu. Gdy elektromagnes włącza się i wyłącza, będzie poruszał magnesem trwałym w przód iw tył. Tam iz powrotem z definicji jest energią mechaniczną. Jeśli te magnesy są przyklejone do dna kubka, dno kubka będzie się poruszać z częstotliwością wysyłaną przez źródło sygnału. Poczujesz wibracje dna kubka i wytworzy się dźwięk. Tak kochanie!

Krok 3: Materiały

Koniecznie przeczytaj koniec tej sekcji, gdzie wyjaśniam alternatywy i skąd je zdobyć. Przedmioty do głośnika1 Plastikowy kubek4 Dyskowe magnesy neodymowe o średnicy 5/16" x 1/8" o grubości 40 cali 40 cali emaliowanego drutu miedzianego o grubości 16 Super klej (najlepiej sprawdza się gruby "żel")TaśmaŹródło sygnału z przewodem audioNarzędzia Nożyce do drutu lub ciężkie nożyczki do przecinania przewoduPiasek papier lub ostra krawędź Coś szpiczastego bateria AA (lub okrągły przedmiot o podobnej grubości) Dobre podłączenie do źródła sygnału może być najtrudniejszym elementem do uzyskania. Jeśli będziesz ostrożny, możesz zdjąć przewody ze starych słuchawek, aby głośnik można było podłączyć do iPoda. Możesz kupić przewody głośnikowe, które mają wtyczkę na końcu i są gołe na drugim, aby można je było podłączyć do radia. Użyłem gołych końcówek przewodu dźwiękowego wybiegającego ze starego telewizora. Nie muszą być przylutowane do głośnika (chyba że chcesz), o ile są puste i można je przekręcić/przytrzymać/nakleić taśmą, aby uzyskać dobre połączenie. Prawie każdy rozmiar plastikowego kubka będzie działał. I niekoniecznie musi to być plastik. Prawdziwe głośniki używają papieru, jedwabiu, kompozytów itp. Eksperymentuj z papierowymi talerzami, pojemnikami na lody, kubkami styropianowymi… wszystkim, co jest elastyczne i ma delikatny kształt kubka, aby wzmocnić dźwięk. Magnesy nie muszą być dokładnie 5/16" okrągłe lub 1/8" grubości. Użyłem 8 5/16" okrągłych x 1/16" grubych magnesów pierścieniowych. Tylko upewnij się, że są dobrym, silnym magnesem, który ma mniejszą średnicę niż bateria AA. Drut emaliowany, zwany także drutem magnetycznym, to drut miedziany pokryty cienką warstwą, aby zapobiec zwarciu. Kup go lub wyjmij ze starego głośnika za darmo. Nie musi to być dokładnie rozmiar 16… po prostu fajny rozmiar do pracy.

Krok 4: Bezpieczeństwo

Super klej może powodować podrażnienia skóry. Zachowaj ostrożność podczas korzystania z niego. Jeśli wejdzie w kontakt ze skórą, spłucz ją wodą. Jeśli masz alergię na super klej, wypróbuj alternatywę, taką jak małe porcje gorącego kleju lub po prostu użyj taśmy. Magnesy ziem rzadkich są niezwykle silne! I mogą niszczyć elektroniczne rzeczy, takie jak twój ulubiony odtwarzacz mp3. Uważaj, gdzie umieszczasz magnesy (w pobliżu aparatu cyfrowego… duże nie, nie) i nie pozwól, aby zbyt szybko się ze sobą złączyły. Mogą złamać lub przyciąć palce. Ryzyko porażenia prądem Nigdy nie podłączaj głośnika do źródła sygnału, gdy jest włączony. Nigdy nie dotykaj nieosłoniętych połączeń, gdy zasilanie jest włączone. Wymaga to użycia ostrych narzędzi do cięcia przewodów i wybijania otworów. Nigdy nie trzymaj czubka ani krawędzi w kierunku ciała podczas robienia otworów.

Krok 5: Cewka głosowa

Użyj nożyc do drutu, aby przeciąć 40-calowy drut miedziany o średnicy 16 mm. Pozostawiając 5-calowy ogon, owinąć przewód wokół baterii AA (lub podobnego przedmiotu). Zrób w sumie od 14 do 16 okładów. Ważne jest, aby cewka była jak najbardziej ciasna i schludna. Wskazówka - Drut pomarszczony, zgięty i trudny w obróbce? Mocno naciągnij przewód obiema rękami i delikatnie przejedź po ostrej krawędzi, aby wyprostować. Warunki techniczne - Ta cewka będzie służyć jako nasz elektromagnes. W terminologii głośnikowej nazywa się to cewką drgającą.

Krok 6: Zabezpiecz cewkę

Ostrożnie wysuń cewkę z akumulatora i zabezpiecz kilkoma małymi kawałkami taśmy. Bardzo ważny krok Aby uzyskać dobre połączenie między przewodem głośnikowym a głośnikiem, należy usunąć emaliowaną izolację z dwóch tylnych końców cewki. Kawałkiem papieru ściernego lub krawędzią noża kształtowego delikatnie zeskrob powłokę z końcówek drutu na cewce

Krok 7: Zwój do kubka

Użyj czegoś ostro zakończonego, na przykład spinacza do papieru, aby zrobić mały otwór w pobliżu podstawy kubka. Umieść cewkę w kubku i przesuń drutowe końcówki przez otwór.

Wyciśnij super klej w małe kółko na środku kubka. Dociśnij cewkę do kleju i przytrzymaj przez dziesięć sekund. Podziel swoje magnesy na dwie grupy. Przytrzymaj jedną grupę na zewnątrz kubka tuż pod środkiem cewki. Wrzuć drugą grupę do kubka, aby przyczepiła się na środku cewki do magnesów na zewnątrz.

Krok 8: Zakończ

Kawałek taśmy utrzyma głośnik na miejscu. Przy wyłączonym zasilaniu podłącz źródło sygnału do głośnika, przyklejając go lub skręcając. Upewnij się, że dwa przewody nie stykają się ze sobą na nieosłoniętych połączeniach.

Włącz zasilanie i baw się dobrze. Do dalszych eksperymentów wypróbuj różne rozmiary kubków, lepszy klej, różne materiały, większe magnesy i różne połączenia. Jest to brzydka, użytkowa konstrukcja, aby pokazać podstawowe zasady konstrukcji. Ale śmiało i znokautuj się, sprawiając, że wygląda dobrze. Zbuduj głośnik do iPoda, który wygląda jak stary gramofon, zbuduj gigantyczny subwoofer lub zbuduj cały system kina domowego, używając ozdobnych kartonowych pudełek na obudowy głośników. Zwariowałeś ty, szalony naukowiec. Powodzenia!