Faire une simple antenne sonar à la poubelle

Bonjour cher!

Donc, l'un de vous est sous-développé! (C) Colonel d'un département

Ce court tutoriel vise à éliminer mon défaut de longue date - j'ai dû dire longtemps aux fans comment créer l'hydrophone le plus simple et le moins cher et l'antenne sonar émettrice, si quelque chose vous a remué dans l'âme en lisant ces mots - nous le demandons!

Dans l'un des articles précédents , nous avons parlé de la façon dont vous pouvez simplement transférer du son «vidéo» dans l'eau, nous avons même apporté le texte source et j'ai décrit en détail comment et pourquoi cela fonctionne, mais je n'ai pas fourni aux gens la chose la plus importante à vérifier - des instructions sur la façon de s'inscrire rapidement sans SMS pour fabriquer les antennes les plus simples pour émettre le son dans l'eau et pour recevoir le son de l'eau.

Si dans la vie ordinaire, nous utilisons des haut-parleurs (par exemple, dans votre ordinateur portable ou votre voiture) pour émettre du son et utiliser un microphone pour enregistrer le son, alors je m'empresse de vous plaire: sous l'eau et la reproduction (nous disons «rayonnement») et l'enregistrement sonore (conversion ) sont souvent effectuées par le même appareil, appelé antenne sonar.

Dans la grande majorité des cas, une antenne sonar est un ou plusieurs éléments piézoélectriques: plaques, disques, anneaux, sphères, hémisphères, etc.
Les éléments piézoélectriques ont ce qu'on appelle. effet piézoélectrique: si un signal électrique alternatif est appliqué à un élément, alors l'élément commence à osciller, et si l'élément est vibré, par exemple, par une onde acoustique, alors un signal électrique alternatif commence à être généré sur lui.

C'est-à-dire qu'un élément piézoélectrique convertit un signal électrique en ondes acoustiques (vibrations mécaniques) et vice versa - les ondes acoustiques en un signal électrique.

Comme dit le proverbe: la théorie sans pratique est morte! Ne perdons pas de temps et fabriquons quelques antennes sonar.

Matériaux dont nous avons besoin:

• une paire de pincettes piezo F35mm (nous avons acheté 10 pièces pour 100 roubles chez Alieksperss)
• Câble coupé de 10 mètres RG-174
• deux prises jack 3,5 mm stéréo
• plaque cuivre / laiton / inox d'une largeur de 50x100 mm et d'une épaisseur de 1-2 mm
• adhésif époxy
• mastic silicone (non acétique)
• soudure et flux
• alcool pour dégraisser et essuyer les paquets IP
• deux résistances avec des cotes de ~ 100 Ohm et les autres 470 - 1000 kOhm (nous avons pris MF25 0,25 W)
• deux diodes 1N4934

Outils:

• foret et forets 3 et 2,5 mm (pour percer le plastique cuivre)
• scie à métaux pour métal ou dremel (pour scier une plaque de cuivre)
• Papier de verre grain 200-600 (pour décaper la plaque de cuivre)
• couteau, coupe-fil (pour dénuder les fils)
• fer à souder ou poste à souder
• chape dentaire chape

Il est tout simplement impossible de connecter l'élément piézoélectrique à une carte son, un ordinateur portable ou une tablette - premièrement, l'élément piézoélectrique peut accumuler une charge suffisamment grande qui peut endommager l'électronique lorsqu'il est connecté, et deuxièmement, lors de la connexion à l'entrée ligne ou microphone de la carte son, vous devez protéger l'étage d'entrée d'entrée parce que là encore, l'élément piézoélectrique peut donner un signal avec une tension suffisamment élevée sous forte contrainte mécanique.

Pour qu'une antenne non connectée n'accumule pas de charge, une résistance de 0,5 à 1 MΩ (R1) est placée en parallèle.

Dans l'antenne de réception, pour limiter la tension maximale, vous pouvez assembler le limiteur de seuil le plus simple à partir des diodes D1, D2 et de la résistance 100 Ohm (R2). Comme diodes, vous pouvez prendre 1N4934, et nous avons pris les résistances R1, R2 MF25 avec une valeur nominale de 470 kOhm. Veuillez noter que si vous prévoyez de connecter l'antenne de réception à l'entrée microphone (et non à l'entrée ligne), un condensateur C1 supplémentaire avec une valeur nominale de 0,1 ... 1 uF est requis, sinon l'alimentation fournie par la carte son au microphone à électret sera court-circuitée via la diode D1.


Schéma de connexion simple d'un piézo

Les éléments piézo-électriques eux-mêmes doivent être collés sur des plaques métalliques à l'aide d'époxy. Cela réduit d'une part la fréquence de résonance de l'élément piézoélectrique (masse non suspendue ajoutée) et, d'autre part, étant collé sur un côté d'une plaque métallique rigide, l'élément piézoélectrique ne pourra pas se comprimer et s'étirer et il devra se plier.


Marquer la plaque métallique en fonction de la taille de l'élément piézoélectrique

Nous avons scié deux plaques carrées de 50 x 50 mm et percé des trous pour le câble (3 mm de diamètre) et deux trous pour fixer le câble avec un fil de nylon fin, il s'est avéré comme ceci:


Antenne presque assemblée =)

Nous avons coupé deux morceaux de 3 mètres du câble acheté de 10 mètres, nous avons laissé le reste en réserve.

Nous plaçons le câble dans le trou, soudons son noyau central à la métallisation de l'élément piézoélectrique et l'écran à son substrat métallique. En parallèle, comme convenu, soudez une résistance de 470 kOhm.

Nous nettoyons l'autre extrémité du câble et assemblons le connecteur:



Nous soudons le noyau central au contact central (l'extrémité même du connecteur), laissons celui du milieu intact et soudons le boîtier du connecteur à la tresse du câble. J'oublie toujours de mettre le boîtier du connecteur sur le câble et je dois tout ressouder deux fois - ne répétez pas mon erreur)

Après le soudage, il est très important de laver le flux - en particulier sur un élément piézoélectrique. Si cela n'est pas fait, au fil du temps, cela corrodera la soudure.

Nous avons donc préparé deux antennes (l'une d'elles a un limiteur de seuil). Il est maintenant temps de pétrir l'époxy et de porter des gants en latex.

Avant de coller les éléments piézoélectriques sur les plaques de cuivre, les deux doivent être soigneusement dégraissés avec de l'alcool (éthyle ou isopropyle) ou de l'acétone. Ne jamais utiliser autre chose à cet effet - essence ou kérosène - ces substances laissent des traces graisseuses qui altèrent l'adhérence.

Il convient de rappeler que tous les travaux avec des alcools, de l'acétone et de l'époxy doivent être effectués dans un respect bien vérifié, pour protéger les mains et les yeux. Ne négligez pas les mesures de sécurité!


Appliquer de l'époxy

Imprégnez le fil de nylon fixant le câble à la plaque.


Nous continuons d'appliquer l'époxy

Pour coller l'élément piézoélectrique sur la plaque, un peu de colle époxy suffit. N'en faites pas trop - l'époxy ne doit pas tomber sur la partie supérieure, sinon il peut détruire une fine couche de piézocéramique pendant la polymérisation, et l'époxy est gâté dans l'eau.

Le résultat devrait être quelque chose comme ceci:



Les éléments piézoélectriques sont collés, tout laisser pour terminer la polymérisation

En règle générale, les adhésifs époxy durcissent complètement en 24 heures. Par exemple, c'est exactement ce que nous avons fait - nous avons laissé nos antennes jusqu'au lendemain.

.... attendez 24 heures

En arrivant au laboratoire le matin, la première chose que nous avons faite a été de brancher la première antenne (sans arrêt de seuil) dans la prise casque de l'ordinateur portable. Si vous allumez la musique et amenez notre antenne à votre oreille, vous pouvez vous assurer qu'elle reproduit au moins assez bien la gamme de fréquences audibles - il y a même un soupçon de basse - c'est ainsi que le substrat en cuivre l'a affectée.

Il est clair que sous cette forme il s'agit déjà d'une antenne d'émission acoustique, mais toujours pas hydroacoustique. Pour corriger ce malentendu, l'antenne doit être dégraissée à nouveau et recouverte d'une fine couche de mastic.

Remarque importante: ne pas utiliser de mastic sanitaire contenant de l'acétate, l'acide acétique qu'il contient corrodera la soudure, le câble et la métallisation de l'élément piézoélectrique.

Nous recommandons le caoutchouc liquide de KimTek pour les bateaux et les bateaux. Si quelqu'un a déjà, au lieu du mastic, vous pouvez utiliser les excellents composés de polyuréthane de Smooth-On ou 3M - c'est beaucoup plus technologique et à la mode.


Mastic silicone à base de MS parfait pour nos besoins

Pour plus de commodité, nous remplissons d'abord avec un scellant une seringue jetable médicale, et déjà à partir de celle-ci, nous appliquons du scellant sur un élément piézoélectrique et des joints soudés:


Nous commençons à appliquer du mastic, essayons d'éviter les bulles d'air



Après avoir appliqué le mastic, nous le nivelons avec une spatule dentaire ou à qui il est plus pratique (vous pouvez même utiliser votre doigt). En fin de compte, cela s'est avéré comme ceci:




Perfection esthétique =)

Ne rendez pas la couche de scellant trop épaisse - l'antenne perdra en sensibilité. Une couche de 1 mm d'épaisseur suffit. Nous protégeons soigneusement les points de soudure, les résistances et les diodes avec du mastic.

Vous pouvez couvrir le dos de la plaque avec du mastic - nous l'avons fait sur une antenne, mais pas sur l'autre.

Si vous rapprochez les résistances et les diodes du câble, il sera beaucoup plus pratique d'enduire un élément piézoélectrique avec un scellant et la couche se révélera plus lisse.

Après l'achèvement du travail du sculpteur, nous laissons à nouveau les antennes pendant 24 heures.

Calculons ce que nous coûtent ces deux antennes:

2 tweeters piezo F35 mm - 20 roubles
10 mètres de câble RG-174-300 roubles
2 connecteurs Jack 3,5 mm - 70 roubles
plaque de cuivre 100x50x1 mm - 120 roubles
Total: 510 roubles

Certes, si vous prenez en compte le coût de la colle époxy, du dégraissant et surtout du mastic silicone, dont 500 ml coûtent 900 roubles, le coût total est un peu plus élevé.

PS

En fait, vous pouvez désormais transmettre le son vidéo en toute sécurité dans l'eau. Ma conscience est claire)

PPS

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