In Vino Veritas - a Wineglass Oscillator: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

بعد از اینکه نوسان ساز چنگال را به پایان رساندم ، برادرم مرا به چالش کشید تا با استفاده از لیوان شراب یک نوسان ساز بسازم. (https://www.instructables.com/id/Tuning-Fork-Osci…)

او فکر می کرد استفاده از لیوان شراب دشوارتر از چنگال تنظیم کننده به عنوان عنصر تعیین کننده فرکانس است. این است.

همه می دانند صدایی که یک لیوان (شراب) هنگامی که به آرامی به آن ضربه می زنید می دهد ، معمولاً مانند یک "پینگ" سریع در حال پوسیدگی به نظر می رسد. وقتی انگشت خیس خود را روی لبه می مالید ، برخی از عینک های گران قیمت تر می توانند "آواز بخوانند". صدایی که تولید می شود ناشی از ارتعاش سریع شیشه به روش خاصی است. شکل گرد شیشه به بیضی تبدیل می شود ، دوباره به شکل دایره و سپس به بیضی می رسد اما 90 درجه می چرخد و غیره. هوا با شیشه ارتعاش می کند و نتیجه آن لحن است.

حتی می توانید تحقیقات جدی در مورد ارتعاشات شیشه شراب پیدا کنید ، فقط برای "مطالعه آکوستیک شیشه شراب" و پی دی اف زیر را مشاهده کنید. (اعتراف می کنم که همه را نخوانده ام)

مرحله 1: ایجاد لرزش شیشه شراب

وقتی نوسان ساز چنگال را تنظیم می کنم ، ارتعاش آن آسان بود ، فقط یک آهنربای الکتریکی مکرراً آن را جذب می کنید. اما با مغناطیس شیشه ای یک گزینه نیست. من می توانستم با انگشت مرطوب مکانیکی ، شیشه را مرتباً مالش دهم. اما راه حل های مکانیکی در واقع لباس قوی من نیستند. سپس به فکر اتصال یک عنصر پیزو (همانطور که در کارت های تصویری "موسیقی" می بینید) افتادم ، اما ایده این که چیزی به شیشه دست بزند را دوست نداشتم. و این فرکانس طبیعی شیشه شراب را نیز تغییر می دهد.

امکان ارتعاش یک شیشه شرقی با امواج صوتی وجود دارد. من حدس می زنم همه دیده اند که فیلم هایی از شیشه های شراب با امواج صوتی قوی خرد شده اند. من فکر می کردم من به این صدا قوی نیاز ندارم … بنابراین من یک بلندگوی معمولی را برای تولید امواج صوتی که باعث لرزش شیشه می شود ، انتخاب کردم.

مرحله 2: تشخیص ارتعاشات

یک نوسان ساز نیاز به یک حلقه بسته دارد ، بنابراین مجبور شدم ارتعاشات را ثبت کنم ، آنها را تقویت کنم و آنها را (با فاز مناسب) از طریق بلندگو به شیشه شراب بازگردانم. نحوه تشخیص آن ارتعاشات خوب این ثابت شد که سخت ترین بخش است.

در تلویزیون من بچه هایی را دیده ام که برای "سازمان های سه حرفی" کار می کردند و به ارتعاشات شیشه های پنجره گوش می دادند که به نوبه خود به دلیل صداهایی که در اتاق پشت آن وجود داشت ، با آنچه میکروفون لیزری نامیده می شد ، ارتعاش می کردند. من فکر کردم ساختن چنین دستگاهی چندان دشوار نخواهد بود زیرا لیوانی که من به آن گوش می دهم چند میلی متر با لیزر فاصله دارد.

من اشتباه میکردم. این میکروفون های لیزری از تداخل نور اصلی لیزر و نور منعکس شده برای تشخیص ارتعاشات شیشه های پنجره استفاده می کنند. من به هیچ وجه نمی توانم فکر کنم که بتوانم دستگاهی برای این کار بسازم. شاید شخص دیگری در اینجا این کار را انجام دهد ، لطفاً در نظرات زیر به من بگویید.

استفاده از میکروفون برای گوش دادن به لیوان شرقی نیز کار نمی کند ، صدایی که از بلندگو می آید قوی تر می شود و سیستم نوسان می کند ، اما نه با فرکانس شیشه شراب ، احتمالاً وقتی کسی آمپلی فایر را بلند می کند ، صدای جیغ را می شناسید. بسیار و این صدا از طریق میکروفون برمی گردد.

با نوسان ساز چنگال تنظیم کننده ، از یک قطع کننده نوری برای تشخیص ارتعاشات پنجه ها استفاده کردم. این خوب کار کرد ، آیا می توانم آن را با چیزی که از شیشه ساخته شده تکرار کنم؟

شیشه نور را خم می کند ، شاید بتوان از آن استفاده کرد. بنابراین سعی کردم لامپهای رنگهای مختلف در شیشه شراب به روشهای مختلف تابیده شود و هرگونه تغییر را با ترانزیستور عکس تشخیص دهم. کار نمی کرد. سپس یک پرتو نور لیزری را که از شیشه منعکس می شود ، امتحان کردم و سعی کردم هرگونه ارتعاشی را در آن تشخیص دهم. این هم کار نکرد.

کار این بود که پرتو لیزر را از روی شیشه دور می کرد به گونه ای که شیشه شراب بیشتر نور را مسدود می کرد ، نوری که به ترانزیستور عکس می رسد با ارتعاشات شیشه شراب تعدیل می شود. مشکل این تنظیمات این است که به کوچکترین حرکات لیزر ، شیشه و آشکارساز حساس است. اما این روشی است که من آن را کار کردم.

مرحله 3: لیزرهای سبز خطرناک هستند

ابتدا از لیزر سبز استفاده کردم زیرا می دانم که نور لیزر سبز با لیزر IR و کریستال غیر خطی ساخته می شود که فرکانس نور IR را به نور سبز دو برابر می کند. اما این فرایند کامل نیست بنابراین مقداری نور IR هنوز از آن خارج می شود. در لیزرهای سبز ارزان (به عنوان مثال من) هیچ فیلتر IR برای مسدود کردن آن وجود ندارد. و ترانزیستور عکس من به نور IR حساس است. اما در نهایت وقتی دیدم که * مقدار زیادی IR * از لیزر خارج می شود ، به لیزر قرمز تغییر رنگ دادم و چون چشم شما به آن واکنش نشان نمی دهد ، می تواند خطرناک باشد. خوشبختانه ترانزیستور عکس من به همان اندازه به نور قرمز واکنش نشان می دهد.

مرحله 4: فرکانس مناسب

با ضربه زدن به شیشه و ضبط آن روی اسیلوسکوپ ، دیدم (حداقل) دو فرکانس ظاهر می شود. یکی به نظر می رسید حدود 100 هرتز باشد که بسیار کم است و دیگری حدود 800 هرتز. آن یکی شبیه فرکانسی بود که من دنبال آن بودم. من آن 100 هرتز را نمی خواستم بنابراین یک فیلتر گذر بالا ایجاد کردم تا آن را مسدود کند (و در عین حال نویز فرکانس پایین مانند صدای 50 هرتز شبکه اصلی را مسدود کنم). من از Filter Wizard by Analog Devices برای محاسبه مقادیر صحیح قطعات استفاده کردم ، آنها نه تنها قطعات الکترونیکی برجسته ای را ایجاد می کنند ، بلکه در استفاده از آنها نیز بسیار مفید هستند. (https://www.analog.com/designtools/fa/filterwizard/) بعداً متوجه شدم که ممکن است 100 هرتز به دلیل ضربه زدن من روی کل ساقه روی آن تکان بخورد.

مرحله 5: بستن حلقه

اکنون با ضربه زدن به شیشه شراب تصاویر زیبایی روی اسیلوسکوپ به من دست یافت ، بنابراین زمان آزمایش با بلندگو فرا رسیده بود. فوراً کار کرد ، شیشه شراب با فرکانس 807 هرتز شروع به طنین انداز کرد. از آنجا ساده بود ، من سیگنال را از ترانزیستور عکس (که اکنون فیلتر شده است) تقویت می کنم و آن را به بلندگو می دهم.

مرحله 6: نتیجه گیری

نتیجه گیری ، می توان به جای RC ، LC ، کریستال یا هر دستگاه دیگری که معمولاً از فرکانس استفاده می کند ، یک نوسان ساز با یک لیوان شراب تهیه کرد ، اما این کار ساده ای نیست. حداقل به روشی که من انجام دادم آسان نیست. موقعیت لیزر ، شیشه شراب و ترانزیستور عکس بسیار مهم است ، فقط یک میلی متر به جلو یا عقب نیست ، کمتر از آن است ، همانطور که به برادرم گفتم ، مرحله ماه روی موقعیت یابی بسیار تأثیر می گذارد. به

شاید کسی روشهای بهتر و کم اهمیت تری را برای تشخیص ارتعاشات یک شراب بداند (و نه ، میکروفون کار نمی کند) لطفاً در نظرات زیر به من بگویید.