Hallo Schatz!
Einer von euch ist also unterentwickelt! (C) Oberst einer Abteilung
Dieses kurze Tutorial soll meinen langjährigen Fehler beseitigen - ich musste den Fans lange Zeit sagen, wie man das einfachste und billigste Hydrophon und die sendende Sonarantenne herstellt, wenn sich beim Lesen dieser Worte etwas in Ihrer Seele bewegt hat - wir bitten darum!
In einem der vorherigen
Artikel haben wir darüber gesprochen, wie Sie einfach einen „Video“ -Sound durch Wasser übertragen können. Wir haben sogar den Quelltext mitgebracht und ich habe ausführlich beschrieben, wie und warum er funktioniert, aber den Menschen nicht das Wichtigste zur Überprüfung gegeben - Anweisungen, wie man es am schnellsten macht,
ohne sich zu registrieren und SMS , um die einfachsten Antennen herzustellen, mit denen Schall ins Wasser abgestrahlt und Schall aus dem Wasser empfangen werden kann.
Wenn wir im normalen Leben Lautsprecher (zum Beispiel in Ihrem Laptop oder Auto) verwenden, um Ton zu senden, und ein Mikrofon verwenden, um Ton aufzunehmen, dann beeile ich mich, Ihnen zu gefallen: Unterwasser und Wiedergabe (wir sagen „Strahlung“) und Tonaufnahme (Umwandlung) ) werden häufig von demselben Gerät ausgeführt, das als Sonarantenne bezeichnet wird.
In den allermeisten Fällen besteht eine Sonarantenne aus einem oder mehreren piezoelektrischen Elementen: Platten, Scheiben, Ringe, Kugeln, Halbkugeln usw.
Piezoelektrische Elemente haben die sogenannten. piezoelektrischer Effekt: Wenn ein elektrisches Wechselsignal an ein Element angelegt wird, beginnt das Element zu schwingen, und wenn das Element beispielsweise durch eine Schallwelle in Schwingung versetzt wird, wird ein elektrisches Wechselsignal darauf erzeugt.
Das heißt, ein piezoelektrisches Element wandelt ein elektrisches Signal in Schallwellen (mechanische Schwingungen) um und umgekehrt - Schallwellen in ein elektrisches Signal.
Wie das Sprichwort sagt: Theorie ohne Praxis ist tot! Verschwenden wir keine Zeit und stellen ein paar Sonarantennen her.
Materialien, die wir brauchen:
- eine Piezo-Pinzette F35mm (wir haben 10 Stück für 100 Rubel bei Alieksperss gekauft)
- 10 Meter Kabelschnitt RG-174
- zwei Buchsen 3,5 mm Stereo
- Kupfer / Messing / Edelstahlplatte mit einer Breite von 50x100 mm und einer Dicke von 1-2 mm
- Epoxidkleber
- Silikondichtmittel (nicht essig)
- Lot und Flussmittel
- Alkohol zum Entfetten
und Abwischen von IP-Paketen - zwei beliebige Widerstände mit Nennleistungen von ~ 100 Ohm und die anderen 470 - 1000 kOhm (wir haben MF25 0,25 W genommen)
- zwei Dioden 1N4934
Werkzeuge:
- bohren und bohren 3 und 2,5 mm (zum Bohren von Kupferkunststoff)
- Bügelsäge für Metall oder Dremel (um eine Kupferplatte zu sägen)
- Schleifpapier mit Körnung 200-600 (zum Abisolieren der Kupferplatte)
- Messer, Drahtschneider (zum Abisolieren von Drähten)
- Lötkolben oder Lötstation
- Zahnestrich Estrich
Es ist einfach unmöglich, das piezoelektrische Element an eine Soundkarte, einen Laptop oder ein Tablet anzuschließen. Erstens kann das piezoelektrische Element eine ausreichend große Ladung ansammeln, die die Elektronik beim Anschließen beschädigen kann, und zweitens müssen Sie beim Anschluss an den Leitungs- oder Mikrofoneingang der Soundkarte die Eingangsstufe schützen weil Auch hier kann das piezoelektrische Element unter starker mechanischer Beanspruchung ein Signal mit einer ausreichend hohen Spannung liefern.
Damit eine nicht angeschlossene Antenne keine Ladung ansammelt, ist parallel dazu ein Widerstand von 0,5 - 1 MΩ (R1) angeordnet.
Um die maximale Spannung zu begrenzen, können Sie in der Empfangsantenne den einfachsten Schwellenwertbegrenzer aus den Dioden D1, D2 und dem Widerstand 100 Ohm (R2) zusammenbauen. Als Dioden können Sie 1N4934 verwenden, und wir haben die Widerstände R1, R2 MF25 mit einem Nennwert von 470 kOhm verwendet. Bitte beachten Sie, dass, wenn Sie die Empfangsantenne an den Mikrofoneingang (und nicht an den Line-Eingang) anschließen möchten, ein zusätzlicher C1-Kondensator mit einem Nennwert von 0,1 ... 1 uF erforderlich ist. Andernfalls wird die von der Soundkarte an das Elektretmikrofon gelieferte Leistung über die D1-Diode kurzgeschlossen.
Einfaches Anschlussdiagramm eines Piezo
Piezoelemente selbst müssen mit Epoxidharz auf Metallplatten geklebt werden. Dies verringert zum einen die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Elements (hinzugefügte ungefederte Masse), und zum anderen kann das piezoelektrische Element, wenn es auf eine Seite einer starren Metallplatte geklebt wird, nicht komprimiert und gedehnt werden und muss sich biegen.
Markieren Sie die Metallplatte entsprechend der Größe des piezoelektrischen ElementsWir haben zwei quadratische Platten von 50 x 50 mm gesägt und Löcher für das Kabel (3 mm Durchmesser) und zwei Löcher für die Befestigung des Kabels mit einem dünnen Nylonfaden gebohrt. Es stellte sich wie folgt heraus:
Fast zusammengebaute Antenne =)Wir schneiden zwei 3-Meter-Stücke aus dem gekauften 10-Meter-Stück Kabel und lassen den Rest in Reserve.
Wir stecken das Kabel in das Loch, löten seinen zentralen Kern mit der Metallisierung des piezoelektrischen Elements und den Schirm mit seinem Metallsubstrat. Löten Sie wie vereinbart parallel einen Widerstand von 470 kOhm.
Wir reinigen das andere Ende des Kabels und montieren den Stecker:
Wir löten den zentralen Kern mit dem zentralen Kontakt (der Spitze des Steckers), lassen den mittleren intakt und löten das Steckergehäuse mit dem Kabelgeflecht. Ich vergesse immer, das Steckergehäuse am Kabel anzubringen und muss alles zweimal neu löten - wiederhole meinen Fehler nicht)
Nach dem Löten ist es sehr wichtig, das Flussmittel zu waschen - insbesondere auf einem piezoelektrischen Element. Wenn dies nicht getan wird, korrodiert es mit der Zeit das Lot.
Wir haben also zwei Antennen vorbereitet (eine davon hat einen Schwellenwertbegrenzer). Jetzt ist es an der Zeit, Epoxidharz zu kneten und Latexhandschuhe zu tragen.
Vor dem Aufkleben der piezoelektrischen Elemente auf die Kupferplatten sollten beide gründlich mit Alkohol (Ethyl oder Isopropyl) oder Aceton entfettet werden. Verwenden Sie zu diesem Zweck niemals etwas anderes - Benzin oder Kerosin - diese Substanzen hinterlassen fettige Spuren, die die Haftung beeinträchtigen.
Es sei daran erinnert, dass alle Arbeiten mit Alkoholen, Aceton und Epoxid zum Schutz von Händen und Augen unter sorgfältiger Einhaltung durchgeführt werden müssen. Sicherheitsvorkehrungen nicht vernachlässigen!
Epoxidharz auftragenImprägnieren Sie das Nylongewinde, mit dem das Kabel an der Platte befestigt ist.
Wir verwenden weiterhin EpoxidUm das piezoelektrische Element auf die Platte zu kleben, reicht einiges an Epoxidkleber aus. Übertreiben Sie es nicht - das Epoxid sollte nicht auf den oberen Teil fallen, da es sonst eine dünne Schicht Piezokeramik während der Polymerisation zerstören kann und das Epoxid in Wasser verdorben wird.
Das Ergebnis sollte ungefähr so aussehen:
Piezoelektrische Elemente werden geklebt, alles bleibt der Polymerisation überlassen
In der Regel härten Epoxidklebstoffe innerhalb von 24 Stunden vollständig aus. Zum Beispiel haben wir genau das getan - wir haben unsere Antennen bis zum nächsten Tag verlassen.
.... 24 Stunden warten
Als wir morgens im Labor ankamen, steckten wir als erstes die erste Antenne (ohne Schwellenwertanschlag) in die Kopfhörerbuchse des Laptops. Wenn Sie die Musik einschalten und unsere Antenne an Ihr Ohr halten, können Sie sicherstellen, dass sie mindestens den hörbaren Frequenzbereich recht gut wiedergibt - es gibt sogar einen Hauch von Bass - auf diese Weise hat das Kupfersubstrat sie beeinflusst.
Es ist klar, dass es sich in dieser Form bereits um eine akustische Sendeantenne handelt, aber immer noch nicht hydroakustisch. Um dieses Missverständnis zu korrigieren, muss die Antenne erneut entfettet und mit einer dünnen Schicht Dichtmittel bedeckt werden.
Wichtiger Hinweis: Verwenden Sie kein acetathaltiges Hygienedichtmittel. Die darin enthaltene Essigsäure greift das Löten, Kabel und die Metallisierung des piezoelektrischen Elements an.Wir empfehlen Flüssiggummi von KimTek für Boote und Boote. Wenn bereits jemand anstelle eines Dichtungsmittels die hervorragenden Polyurethanverbindungen von Smooth-On oder 3M verwendet hat, ist dies viel technologischer und modischer.
MS-basiertes Silikondichtmittel, perfekt für unsere BedürfnisseDer Einfachheit halber füllen wir zuerst eine medizinische Einwegspritze mit einem Dichtungsmittel und tragen bereits Dichtmittel auf ein piezoelektrisches Element und Lötstellen auf:
Wir beginnen Dichtmittel aufzutragen und versuchen, Luftblasen zu vermeiden
Nach dem Auftragen des Versiegelungsmittels richten wir es mit einem Zahnspatel aus oder für wen es bequemer ist (Sie können sogar Ihren Finger verwenden). Am Ende stellte sich Folgendes heraus:
Ästhetische Perfektion =)Machen Sie die Dichtungsschicht nicht zu dick - die Antenne verliert an Empfindlichkeit. Eine 1 mm dicke Schicht reicht aus. Wir schützen die Lötstellen, Widerstände und Dioden sorgfältig mit Dichtmittel.
Sie können die Rückseite der Platte mit Dichtmittel abdecken - genau das haben wir bei einer Antenne getan, bei der anderen jedoch nicht.
Wenn Sie die Widerstände und Dioden näher an das Kabel heranrücken, ist es viel bequemer, ein piezoelektrisches Element mit einem Dichtmittel zu verschmieren, und die Schicht wird glatter.
Nach Abschluss der Arbeiten des Bildhauers verlassen wir die Antennen wieder für 24 Stunden.
Berechnen wir, was uns diese beiden Antennen kosten:
2 Piezo-Hochtöner F35 mm - 20 Rubel
10 Meter Kabel RG-174 - 300 Rubel
2 Anschlussbuchse 3,5 mm - 70 Rubel
Kupferplatte 100x50x1 mm - 120 Rubel
Gesamt: 510 Rubel
Wenn Sie die Kosten für Epoxidkleber, Entfetter und insbesondere Silikondichtmittel berücksichtigen, von denen 500 ml 900 Rubel kosten, sind die Gesamtkosten etwas höher.
PS
Jetzt können Sie Videoklang sicher durch Wasser übertragen. Mein Gewissen ist klar)
PPS
Wir freuen uns über fundierte Kritik und inhaltliche Fragen. Wenn Sie sich für das Thema interessieren, lassen Sie es uns wissen. Dies ist sehr motivierend, auch für neue Artikel.