في Vino Veritas - مذبذب Wineglass: 6 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

بعد أن انتهيت من مذبذب الشوكة الرنانة ، تحداني أخي لصنع مذبذب باستخدام كأس نبيذ. (https://www.instructables.com/id/Tuning-Fork-Osci…)

كان يعتقد أنه سيكون من الصعب استخدام كأس النبيذ بدلاً من الشوكة الرنانة كعنصر تحديد التردد. إنها.

يعرف الجميع الصوت الذي يصدره كأس (نبيذ) عندما تنقر عليه بلطف ، وعادة ما يبدو مثل "بينغ" سريع التآكل. يمكن لبعض النظارات الأغلى ثمناً أن تستمر في "الغناء" عند فرك طرفها بإصبع مبلل. ينتج الصوت الذي يصدره هذا الزجاج عن اهتزاز سريع بطريقة خاصة. يتغير الشكل الدائري للزجاج إلى شكل بيضاوي ، ويعود إلى شكل دائرة ثم إلى قطع ناقص ولكن يتم تدويره بمقدار 90 درجة ، وهكذا. يهتز الهواء بالزجاج والنتيجة هي نغمة.

يمكنك حتى العثور على بحث جاد حول اهتزازات النبيذ ، فقط Google من أجل: "دراسة صوتيات كأس النبيذ" وانظر ملف pdf أدناه. (أعترف أنني لم أقرأها كلها)

الخطوة 1: جعل Wineglass يهتز

عندما أقوم ببناء مذبذب الشوكة الرنانة ، كان من السهل جعله يهتز ، لديك فقط مغناطيس كهربائي يجذبه بشكل متكرر. ولكن مع المغناطيسية الزجاجية ليست خيارًا. كان بإمكاني صنع أداة غريبة بإصبع ميكانيكي مبلل ، وفرك الزجاج باستمرار. لكن الحلول الميكانيكية ليست حقًا بدلتي القوية. ثم فكرت في إرفاق عنصر بيزو (كما يمكنك أن تجده في بطاقات الصور "الموسيقية") ، لكنني لم أحب فكرة أن يلامس أي شيء الزجاج. وسيغير التردد الطبيعي لكوب النبيذ أيضًا.

من الممكن جعل كأس النبيذ يهتز بالموجات الصوتية. أعتقد أن الجميع قد شاهدوا مقاطع أفلام عن أكواب النبيذ وهي محطمة بموجات صوتية قوية. لم أكن بحاجة إلى صوت بهذه القوة ، اعتقدت … لذلك اخترت مكبر صوت عادي لإنتاج الموجات الصوتية التي تجعل الزجاج يهتز.

الخطوة الثانية: كشف الاهتزازات

يحتاج المذبذب إلى حلقة مغلقة ، لذلك اضطررت إلى تسجيل الاهتزازات وتضخيمها وإعادتها (بالطور الصحيح) عبر مكبر الصوت إلى كأس النبيذ. كيف تكتشف تلك الاهتزازات. حسنًا ، ثبت أن هذا هو الجزء الأصعب.

لقد رأيت على شاشة التلفزيون رجالًا يعملون في "منظمات ثلاثية الأحرف" يستمعون إلى اهتزازات ألواح النوافذ التي بدورها كانت تهتز بسبب الأصوات في الغرفة خلفها ، مع ما يسمى بميكروفونات الليزر. اعتقدت أنه لن يكون من الصعب جدًا صنع مثل هذا الجهاز بنفسي لأن الزجاج الذي أستمع إليه على بعد بضعة ملليمترات فقط مثل الليزر.

كنت مخطئا. تستخدم ميكروفونات الليزر هذه تداخل ضوء الليزر الأصلي والضوء المنعكس لاكتشاف اهتزازات ألواح النوافذ. لا يمكنني التفكير بأي طريقة يمكنني من خلالها صنع جهاز للقيام بذلك. ربما يفعل شخص آخر هنا ، من فضلك قل لي في التعليقات أدناه.

استخدام ميكروفون للاستماع إلى كأس النبيذ لا يعمل أيضًا ، سيكون الصوت القادم من مكبر الصوت أقوى وسيتأرجح النظام ، ولكن ليس مع تردد كأس النبيذ ، فمن المحتمل أن تعرف الصرير عندما يقوم شخص ما بتشغيل مكبر الصوت أيضًا كثيرًا ويعود هذا الصوت عبر ميكروفون.

باستخدام مذبذب الشوكة الرنانة ، استخدمت قاطعًا بصريًا لاكتشاف اهتزازات الشوكات. نجح ذلك جيدًا ، هل يمكنني تكرار ذلك بشيء مصنوع من الزجاج؟

الزجاج ينحني الضوء ، ربما يمكن استخدام ذلك. لذلك حاولت باستخدام مصابيح LED ذات ألوان مختلفة تسطع من خلال كأس النبيذ بطرق مختلفة واكتشف أي تغييرات باستخدام ترانزستور صور. لم تنجح. ثم جربت شعاع ليزر ينعكس عن الزجاج ويحاول اكتشاف أي اهتزازات فيه. هذا لم ينجح أيضًا.

ما نجح هو قشط شعاع الليزر عبر الزجاج بطريقة تجعل كأس النبيذ تحجب معظم الضوء ، والضوء الذي يصل إلى ترانزستور الصورة يتم تعديله مع اهتزازات كأس النبيذ. تكمن مشكلة هذا الإعداد في أنه حساس للغاية لأصغر حركات الليزر والزجاج والكاشف. لكن هذه هي الطريقة التي جعلتها تعمل.

الخطوة 3: الليزر الأخضر خطير

أولاً ، استخدمت الليزر الأخضر لأنني أعلم أن ضوء الليزر الأخضر مصنوع من ليزر الأشعة تحت الحمراء وبلورة غير خطية تضاعف تردد ضوء الأشعة تحت الحمراء إلى الضوء الأخضر. لكن هذه العملية ليست مثالية ، لذا لا يزال بعض ضوء الأشعة تحت الحمراء يخرج منها. مع الليزر الأخضر الرخيص (مثل الليزري) لا يوجد مرشح الأشعة تحت الحمراء لمنعه. وترانزستور الصور الخاص بي حساس لضوء الأشعة تحت الحمراء. لكن في النهاية ، غيرت إلى الليزر الأحمر عندما رأيت أن هناك * الكثير * من الأشعة تحت الحمراء تخرج من الليزر وبما أن عينيك لا تتفاعل معها ، فقد يكون ذلك خطيرًا. لحسن الحظ ، يتفاعل ترانزستور الصور الخاص بي مع الضوء الأحمر تمامًا كما يتفاعل مع الأشعة تحت الحمراء.

الخطوة 4: التردد الصحيح

من خلال النقر على الزجاج وتسجيله على الذبذبات ، رأيت (على الأقل) ترددين منبثقين. يبدو أن أحدهما يبلغ حوالي 100 هرتز ، وهو منخفض جدًا والآخر حوالي 800 هرتز. بدا ذلك مثل التردد الذي كنت أبحث عنه. لم أكن أرغب في ذلك 100 هرتز ، لذا فقد صنعت مرشحًا عالي التمرير لحظره (وفي نفس الوقت منع ضوضاء التردد المنخفض مثل أزيز 50 هرتز للتيار الكهربائي). لقد استخدمت معالج التصفية بواسطة الأجهزة التناظرية لحساب القيم الصحيحة للأجزاء ، فهي لا تصنع أجزاء إلكترونية رائعة فحسب ، بل إنها مفيدة جدًا أيضًا في استخدامها. (https://www.analog.com/designtools/en/filterwizard/) في وقت لاحق أدركت أن 100 هرتز ربما تم إنتاجها بواسطة الزجاج بأكمله الذي يهتز عليه بسبب النقر عليه.

الخطوة 5: إغلاق الحلقة

الآن ، أتاح لي النقر على كأس النبيذ بعض الصور الجميلة على مرسمة الذبذبات ، لذا فقد حان الوقت للاختبار باستخدام مكبر الصوت. عملت على الفور ، بدأ كأس النبيذ يتردد صدى بتردد 807 هرتز. من هناك كان الأمر بسيطًا ، لقد قمت بتضخيم الإشارة القادمة من ترانزستور الصورة (الذي تمت تصفيته الآن) وقمت بتزويده بمكبر الصوت.

الخطوة السادسة: الخاتمة

الخلاصة ، من الممكن صنع مذبذب بزجاج نبيذ بدلاً من RC أو LC أو الكريستال أو أي جهاز آخر يستخدم عادة لتحديد التردد ، ولكنه ليس بالأمر السهل. على الأقل ليس من السهل بالطريقة التي قمت بها. إن وضع الليزر وكأس النبيذ والترانزستور الضوئي أمر بالغ الأهمية ، فهو ليس مجرد ملليمتر للأمام أو للخلف ، بل أقل من ذلك ، كما قلت لأخي ، فإن مرحلة القمر تؤثر على الموضع كثيرًا..

ربما يعرف شخص ما طرقًا أفضل وأقل أهمية لاكتشاف اهتزازات كأس النبيذ (ولا ، لا يعمل الميكروفون) من فضلك قل لي في التعليقات أدناه.