Trong Vino Veritas - Bộ dao động ly rượu: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Sau khi tôi hoàn thành một bộ dao động âm thoa, anh trai tôi thách tôi làm một bộ dao động bằng ly rượu. (https://www.instructables.com/id/Tuning-Fork-Osci…)

Ông cho rằng việc sử dụng ly uống rượu sẽ khó hơn âm thoa làm yếu tố xác định tần số. Nó là.

Mọi người đều biết âm thanh mà ly (rượu vang) tạo ra khi bạn chạm nhẹ vào nó, thông thường nó giống như tiếng "ping" đang phân hủy nhanh. Một số loại kính đắt tiền hơn có thể tiếp tục "hót" khi bạn xoa ngón tay ướt lên mép. Âm thanh này tạo ra là do kính nhanh chóng rung động theo một cách đặc biệt. Hình tròn của kính thay đổi thành hình elip, trở lại thành hình tròn rồi thành hình elip nhưng xoay 90 độ, v.v. Không khí rung chuyển với kính và kết quả là một âm báo.

Bạn thậm chí có thể tìm thấy nghiên cứu nghiêm túc về độ rung của ly rượu, chỉ cần Google cho: "nghiên cứu về âm học ly rượu" và xem bản pdf bên dưới. (Tôi thừa nhận là tôi đã không đọc hết)

Bước 1: Làm cho Ly rượu rung

Khi tôi chế tạo dao động âm thoa, việc làm cho nó dao động rất dễ dàng, bạn chỉ cần có một nam châm điện hút nó liên tục. Nhưng với từ tính thủy tinh không phải là một lựa chọn. Tôi có thể đã tạo ra một động tác bằng một ngón tay ướt cơ học, liên tục cọ xát mặt kính. Nhưng các giải pháp cơ học không thực sự phù hợp với tôi. Sau đó, tôi nghĩ đến việc gắn một yếu tố piezo (như bạn có thể tìm thấy trong thẻ ảnh "âm nhạc"), nhưng tôi không thích ý tưởng về bất kỳ thứ gì chạm vào kính. Và nó cũng sẽ thay đổi tần số tự nhiên của ly rượu.

Có thể làm cho ly rượu rung bằng sóng âm. Tôi đoán mọi người đã từng xem những đoạn phim về những chiếc ly rượu bị vỡ tan với những làn sóng âm thanh mạnh mẽ. Tôi nghĩ, tôi không cần âm thanh mạnh đến thế… Vì vậy, tôi đã chọn một chiếc loa bình thường để tạo ra sóng âm làm cho chiếc kính rung động.

Bước 2: Phát hiện Rung động

Một bộ tạo dao động cần một vòng lặp kín, vì vậy tôi phải ghi lại các rung động, khuếch đại chúng và đưa chúng trở lại (với pha chính xác) qua loa tới ly rượu. Làm thế nào để phát hiện ra những rung động đó. Đó được chứng minh là phần khó khăn nhất.

Trên TV, tôi đã thấy những người làm việc cho "tổ chức ba chữ cái" lắng nghe tiếng rung của các ô cửa sổ lần lượt rung lên vì giọng nói trong căn phòng phía sau nó, với cái gọi là micrô la-de. Tôi nghĩ sẽ không khó đến mức tự tạo ra một thiết bị như vậy vì chiếc kính mà tôi đang nghe chỉ cách một vài milimet cũng như tia laser.

Tôi đã sai. Các micrô la-de đó sử dụng sự giao thoa của ánh sáng la-de ban đầu và ánh sáng phản xạ để phát hiện dao động của ô cửa sổ. Tôi không thể nghĩ ra cách nào có thể tạo ra một thiết bị để làm điều đó. Có thể ai đó khác ở đây làm, vui lòng cho tôi biết trong phần bình luận bên dưới.

Sử dụng micrô để nghe ly rượu cũng không hoạt động, âm thanh phát ra từ loa sẽ mạnh hơn và hệ thống sẽ dao động, nhưng không phải với tần số của ly rượu, bạn có thể biết tiếng kêu khi ai đó vặn amply lên. nhiều và âm thanh đó trở lại qua micrô.

Với bộ dao động âm thoa, tôi đã sử dụng một bộ ngắt quang học để phát hiện dao động của các âm thoa. Điều đó hoạt động tốt, tôi có thể lặp lại điều đó với một cái gì đó làm bằng thủy tinh không?

Kính uốn cong ánh sáng, có lẽ điều đó có thể được sử dụng. Vì vậy, tôi đã thử với các đèn led có màu sắc khác nhau chiếu qua ly rượu theo những cách khác nhau và phát hiện bất kỳ thay đổi nào bằng bóng bán dẫn quang ảnh. Nó không hoạt động. Sau đó, tôi thử một chùm ánh sáng laser phản chiếu ra khỏi kính và cố gắng phát hiện bất kỳ rung động nào trong đó. Điều đó cũng không hoạt động.

Công việc đã làm là chiếu chùm tia laze qua ly rượu theo cách mà ly rượu sẽ chặn phần lớn ánh sáng, ánh sáng đi tới bóng bán dẫn quang ảnh được điều biến theo độ rung của ly rượu. Rắc rối với thiết lập này là nó cực kỳ nhạy cảm với những chuyển động nhỏ nhất của tia laser, kính và máy dò. Nhưng đó là cách tôi làm cho nó hoạt động.

Bước 3: Tia laze màu xanh lá cây là nguy hiểm

Đầu tiên, tôi sử dụng tia laser màu xanh lục vì tôi biết rằng ánh sáng laser màu xanh lá cây được tạo ra bằng tia laser hồng ngoại và một tinh thể phi tuyến làm tăng gấp đôi tần số của ánh sáng hồng ngoại thành ánh sáng xanh lục. Nhưng quá trình đó không hoàn hảo nên một số ánh sáng IR vẫn phát ra từ nó. Với các tia laser màu xanh lá cây rẻ tiền (ví dụ: của tôi), không có bộ lọc IR nào để chặn nó. Và bóng bán dẫn hình ảnh của tôi nhạy cảm với ánh sáng IR. Nhưng cuối cùng tôi đã đổi sang tia laser đỏ khi thấy có * rất nhiều * tia hồng ngoại phát ra từ tia laser và khi mắt bạn không phản ứng với tia laser đó, điều đó có thể gây nguy hiểm. May mắn thay bóng bán dẫn ảnh của tôi phản ứng tốt với ánh sáng đỏ cũng như với IR.

Bước 4: Tần suất phù hợp

Bằng cách chạm vào kính và ghi lại nó trên máy hiện sóng, tôi đã thấy (ít nhất) hai tần số bật lên. Một có vẻ là khoảng 100 Hz, rất thấp và cái kia khoảng 800 Hz. Cái đó trông giống như tần số mà tôi đang tìm kiếm. Tôi không muốn 100 Hz đó nên tôi đã tạo một bộ lọc thông cao để chặn nó (đồng thời chặn tiếng ồn tần số thấp chẳng hạn như tiếng ồn 50 Hz của nguồn điện). Tôi đã sử dụng Trình hướng dẫn Bộ lọc của Thiết bị Tương tự để tính toán các giá trị chính xác của các bộ phận, chúng không chỉ tạo ra các bộ phận điện tử nổi bật mà còn rất hữu ích trong việc sử dụng chúng. (https://www.analog.com/designtools/en/filterwizard/) Sau đó, tôi nhận ra rằng 100 Hz có thể được tạo ra bởi toàn bộ tấm kính lắc trên thân nó do tôi chạm vào nó.

Bước 5: Đóng vòng lặp

Bây giờ chạm vào ly rượu đã cho tôi một số hình ảnh đẹp trên máy hiện sóng, vì vậy đã đến lúc thử nghiệm bằng loa. Nó hoạt động ngay lập tức, ly rượu vang bắt đầu cộng hưởng với tần số 807 Hz. Từ đó thật đơn giản, tôi khuếch đại tín hiệu đến từ bóng bán dẫn quang (bây giờ đã được lọc) và đưa nó đến loa.

Bước 6: Kết luận

Kết luận, có thể tạo một bộ dao động bằng ly uống rượu thay vì RC, LC, pha lê hoặc bất kỳ thiết bị xác định tần số thường dùng nào khác, nhưng nó không hề dễ dàng. Ít nhất thì nó không dễ dàng như cách tôi đã làm. Việc xác định vị trí của tia laser, ly rượu và bóng bán dẫn quang ảnh là cực kỳ quan trọng, nó không chỉ là một milimet về phía trước hay phía sau, nó còn ít hơn thế, như tôi đã nói với anh trai tôi, giai đoạn của mặt trăng ảnh hưởng quá nhiều đến vị trí.

Có thể ai đó biết những cách tốt hơn, ít quan trọng hơn để phát hiện rung động của ly uống rượu (và không, micrô KHÔNG hoạt động) Vui lòng cho tôi biết trong phần nhận xét bên dưới.