Hacer una simple antena de sonda fuera de la basura

Hola querida

¡Entonces uno de ustedes está subdesarrollado! (C) Coronel de un departamento

Este breve tutorial está destinado a eliminar mi defecto de larga data: tuve que decirles a los fanáticos durante mucho tiempo cómo fabricar el hidrófono y la antena de sonda de transmisión más simples y baratos, si algo se agita en su alma mientras lee estas palabras, ¡lo pedimos!

En uno de los artículos anteriores , hablamos acerca de cómo simplemente puede transferir un sonido de "video" a través del agua, incluso trajimos el texto original y describí en detalle cómo y por qué funciona, pero no proporcionamos a las personas lo más importante para verificar: instrucciones sobre cómo hacerlo más rápidamente sin registrarse y SMS para hacer las antenas más simples para irradiar sonido al agua y recibir sonido del agua.

Si en la vida cotidiana usamos altavoces (por ejemplo, en su computadora portátil o automóvil) para emitir sonido y usamos un micrófono para grabar sonido, entonces me apresuro a complacerlo: bajo el agua y reproducción (decimos "radiación") y grabación de sonido (conversión ) a menudo las realiza el mismo dispositivo, que se llama antena sonar.

En la gran mayoría de los casos, una antena sonar es uno o más elementos piezoeléctricos: placas, discos, anillos, esferas, hemisferios, etc.
Los elementos piezoeléctricos tienen el llamado. efecto piezoeléctrico: si se aplica una señal eléctrica alterna a un elemento, entonces el elemento comienza a oscilar, y si el elemento es vibrado, por ejemplo, por una onda acústica, entonces se comienza a generar una señal eléctrica alterna en él.

Es decir, un elemento piezoeléctrico convierte una señal eléctrica en ondas acústicas (vibraciones mecánicas) y viceversa: ondas acústicas en una señal eléctrica.

Como dice el refrán: ¡la teoría sin práctica está muerta! No perdamos el tiempo y hagamos un par de antenas de sonar.

Materiales que necesitamos:

• un par de pinzas piezoeléctricas F35mm (compramos 10 piezas por 100 rublos en Alieksperss)
• Cable de 10 metros cortado RG-174
• dos jacks estéreo de 3.5 mm
• placa de cobre / latón / inoxidable con un ancho de 50x100 mm y un espesor de 1-2 mm
• adhesivo epoxi
• sellador de silicona (no acético)
• soldadura y fundente
• alcohol para desengrasar y limpiar paquetes IP
• cualesquiera dos resistencias con clasificaciones de ~ 100 Ohm y las otras 470 - 1000 kOhm (tomamos MF25 0.25 W)
• dos diodos 1N4934

Herramientas:

• Taladro y taladros 3 y 2.5 mm (para taladrar plástico de cobre)
• sierra para metal o dremel (para cortar una placa de cobre)
• Papel de lija de grano 200-600 (para pelar la placa de cobre)
• cuchillo, cortacables (para pelar cables)
• soldador o estación de soldadura
• solera dental

Es simplemente imposible conectar el elemento piezoeléctrico a una tarjeta de sonido, computadora portátil o tableta: en primer lugar, el elemento piezoeléctrico puede acumular una carga lo suficientemente grande que puede dañar la electrónica cuando está conectado, y en segundo lugar, cuando está conectado a la entrada de línea o micrófono de la tarjeta de sonido, debe proteger la etapa de entrada de entrada porque De nuevo, el elemento piezoeléctrico puede emitir una señal con un voltaje suficientemente alto bajo fuerte tensión mecánica.

Para que una antena no conectada no acumule una carga, se coloca una resistencia de 0.5 - 1 MΩ (R1) en paralelo a ella.

En la antena receptora, para limitar el voltaje máximo, puede ensamblar el limitador de umbral más simple de los diodos D1, D2 y la resistencia de 100 ohmios (R2). Como diodos, puede tomar 1N4934, y tomamos las resistencias R1, R2 MF25 con un valor nominal de 470 kOhm. Tenga en cuenta que si planea conectar la antena receptora a la entrada del micrófono (y no a la entrada de línea), entonces se requiere un condensador C1 adicional con un valor nominal de 0.1 ... 1 uF, de lo contrario, la energía suministrada por la tarjeta de sonido al micrófono electret se cortocircuitará a través del diodo D1.


Diagrama de conexión simple de un piezo

Los elementos piezoeléctricos deben pegarse a las placas de metal con epoxi. Esto, en primer lugar, reduce la frecuencia de resonancia del elemento piezoeléctrico (masa no suspendida añadida) y, en segundo lugar, al estar pegado a un lado de una placa metálica rígida, el elemento piezoeléctrico no podrá comprimirse ni estirarse y tendrá que doblarse.


Marque la placa de metal de acuerdo con el tamaño del elemento piezoeléctrico.

Vimos dos placas cuadradas de 50 x 50 mm y perforamos agujeros para el cable (3 mm de diámetro) y dos agujeros para unir el cable con un hilo de nylon delgado, resultó así:


Antena casi montada =)

Cortamos dos piezas de 3 metros del cable de 10 metros comprado, dejando el resto en reserva.

Ponemos el cable en el orificio, soldamos su núcleo central a la metalización del elemento piezoeléctrico y la pantalla a su sustrato metálico. Paralelamente, según lo acordado, suelde una resistencia de 470 kOhm.

Limpiamos el otro extremo del cable y ensamblamos el conector:



Soldamos el núcleo central al contacto central (la punta del conector), dejamos intacto el centro y soldamos la carcasa del conector a la trenza del cable. Siempre me olvido de colocar la carcasa del conector en el cable y tengo que volver a soldar todo dos veces; no repita mi error)

Después de soldar, es muy importante lavar el fundente, especialmente en un elemento piezoeléctrico. Si esto no se hace, con el tiempo corroerá la soldadura.

Entonces, hemos preparado dos antenas (una de ellas tiene un limitador de umbral). Ahora es el momento de amasar epoxy y usar guantes de látex.

Antes de pegar los elementos piezoeléctricos a las placas de cobre, ambos deben desengrasarse completamente con alcohol (etilo o isopropilo) o acetona. Nunca use nada más para este propósito, gasolina o queroseno, estas sustancias dejan marcas de grasa que impiden la adhesión.

Vale la pena recordar que todo el trabajo con alcoholes, acetona y epoxi debe realizarse en una observancia bien comprobada, para proteger las manos y los ojos. ¡No descuide las precauciones de seguridad!


Aplicar epoxi

Impregnar el hilo de nylon que sujeta el cable a la placa.


Seguimos aplicando epoxy

Para pegar el elemento piezoeléctrico a la placa, basta un poco de pegamento epoxi. No exagere: el epóxico no debe caer sobre la parte superior, de lo contrario puede destruir una capa delgada de piezocerámicas durante la polimerización, además el epóxico se echa a perder en agua.

El resultado debería ser algo como esto:



Los elementos piezoeléctricos están pegados, deje todo para completar la polimerización.

Por lo general, los adhesivos epoxídicos se curan completamente en 24 horas. Por ejemplo, acabamos de hacer eso: dejamos nuestras antenas hasta el día siguiente.

.... espera 24 horas

Al llegar al laboratorio por la mañana, lo primero que hicimos fue enchufar la primera antena (sin una parada de umbral) en la toma de auriculares de la computadora portátil. Si enciende la música y acerca nuestra antena al oído, puede asegurarse de que reproduzca al menos el rango de frecuencia audible bastante bien, incluso hay una pizca de graves, así es como el sustrato de cobre lo afectó.

Está claro que de esta forma ya es una antena de transmisión acústica, pero aún no es hidroacústica. Para corregir este malentendido, la antena debe desengrasarse nuevamente y cubrirse con una capa delgada de sellador.

Nota importante: no use sellador sanitario que contenga acetato, el ácido acético contenido en él corroerá la soldadura, el cable y la metalización del elemento piezoeléctrico.

Recomendamos caucho líquido de KimTek para embarcaciones y botes. Si alguien ya lo ha hecho, en lugar de sellador, puede usar los excelentes compuestos de poliuretano de Smooth-On o 3M; esto es mucho más tecnológico y moderno.


Sellador de silicona a base de MS perfecto para nuestras necesidades.

Para mayor comodidad, primero llenamos con un sellador una jeringa médica desechable, y desde allí aplicamos sellador a un elemento piezoeléctrico y juntas soldadas:


Comenzamos a aplicar sellador, tratamos de evitar las burbujas de aire.



Después de aplicar el sellador, lo nivelamos con una espátula dental o para quién sea más conveniente (incluso puede usar su dedo). Al final, resultó así:




Perfección estética =)

No haga que la capa de sellador sea demasiado gruesa; la antena perderá sensibilidad. Una capa de 1 mm de espesor es suficiente. Protegemos cuidadosamente los puntos de soldadura, resistencias y diodos con sellador.

Puede cubrir la parte posterior de la placa con sellador: lo hicimos en una antena, pero no en la otra.

Si mueve las resistencias y los diodos más cerca del cable, será mucho más conveniente untar un elemento piezoeléctrico con un sellador y la capa se volverá más suave.

Una vez finalizada la obra del escultor, dejamos nuevamente las antenas durante 24 horas.

Calculemos lo que nos cuestan estas dos antenas:

2 tweeters piezoeléctricos F35 mm - 20 rublos
10 metros de cable RG-174 - 300 rublos
2 conectores Jack 3.5 mm - 70 rublos
placa de cobre 100x50x1 mm - 120 rublos
Total: 510 rublos

Es cierto que si tiene en cuenta el costo del pegamento epoxi, el desengrasante y especialmente el sellador de silicona, de los cuales 500 ml cuestan 900 rublos, los costos totales son un poco más.

PS

En realidad, ahora puede transmitir con seguridad el sonido del video a través del agua. Mi conciencia está limpia)

PPS

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