Trasduttore elettromeccanico da una sezione conica in polistirene!: 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:05

"Un cosa?" tu chiedi. Un "trasduttore elettromeccanico" si riferisce al tipo di altoparlanti con cui abbiamo più familiarità; un magnete permanente e un elettromagnete che vibrano selvaggiamente per produrre il suono. E per "sezione conica in polistirolo" intendo bicchiere di plastica. Qualunque cosa sia, non è un Instructable su come fare a pezzi l'altoparlante del computer del tuo coinquilino e incollare il driver in qualche altro oggetto. Mostro come costruire l'unità trasduttore vera e propria (comunemente chiamata driver dell'altoparlante) con pochi semplici oggetti. L'altoparlante è super facile, estremamente impressionante e così bello che fa suonare bene persino Kenny G.. Se sei aborrito dalla lettura, sentiti libero di tagliare la carne del come fare al punto 3. Ma la teoria che presento in le prime pagine possono aiutarti a costruire un oratore migliore e… (pausa drammatica)… possono anche renderti più intelligente (Egad!) Ci sono un paio di rischi (oltre all'apprendimento), quindi per favore leggi la Safety Page.

Passaggio 1: teoria: cos'è il suono?

Il primo concetto su cui avvolgere la tua piccola mente gommosa è l'idea del suono. Il suono non è un oggetto. Il tuo stereo non spara piccole particelle di polvere sonora magica per solleticarti le orecchie con M. C. Martello. Invece, il suono è il trasferimento di energia. Una fonte (come l'altoparlante del tuo stereo) riceve energia elettrica e la converte in energia meccanica. Se gentilmente metterai le dita contro la tua gola e urlerai la frase "qualcuno ha già fatto un film su una gigantesca pianta che canta", sentirai quell'energia meccanica sotto forma di vibrazioni. Avrai anche notato quelle vibrazioni quando ti trovi molto vicino a una batteria o a quegli altoparlanti economici su cui la tua ex ragazza fa esplodere Smash Mouth. Quella vibrazione meccanica agisce come un pistone che spinge le particelle in avanti quando si muove verso l'esterno e tira le particelle indietro quando si avvicina. Come ho detto, il suono non è un oggetto; è un trasferimento di energia. Quelle particelle non vengono lanciate verso le tue orecchie. La prima particella tocca la particella successiva e la sposta un po'. Quella particella sposta un po' la particella successiva, e così via finché quel movimento, quell'energia, raggiunge il tuo orecchio. La velocità con cui queste particelle trasferiscono energia (la velocità del suono) è determinata dal tipo di particella. In aria, il suono si muove a 343 metri al secondo. Nel tuo laboratorio segreto sottomarino si muove a 1533 metri al secondo (non lo dirò a nessuno). So che lo capisci implicitamente, perché sei super intelligente, ma le piccole sorgenti muovono un piccolo numero di particelle e le grandi sorgenti muovono un grande numero di particelle. Se la vibrazione meccanica è piccola (se il pistone si muove solo per una breve distanza), non trasferisce molta energia alle particelle, quindi il suono è piccolo. Se il tuo altoparlante è davvero potente (il pistone si sposta a una grande distanza) sta trasferendo grandi quantità di energia e produce un suono ampio. Un'ultima nota sul concetto di suono, diciamo che il suono è un'onda. Ma non è una di quelle onde su e giù come una corda per saltare o quei grafici sinusoidali che il tuo insegnante di algebra ti fa disegnare. È una sorta di onda avanti e indietro con una serie di particelle premute molto vicine tra loro e le particelle si diffondono molto distanti. Se allunghi un buon slinky a terra e gli dai una spinta (una spinta non un movimento! una spinta ho detto!) vedrai un altro esempio di questo tipo di onda.

Fase 2: Teoria: convertire l'energia elettrica in meccanica

Sorgenti del segnale: lettore a 8 tracce, lettore di cassette, radio AM, lettore mp3, cos'hai (con forse l'eccezione di un giradischi) funzionano tutti sullo stesso principio. Leggono un codice e inviano impulsi di elettricità, l'impulso elettrico trasferisce energia attraverso i fili a un trasduttore elettromagnetico (altoparlante) e viene prodotto il suono. È come le formiche in un formicaio. Il formicaio è la sorgente del segnale che invia le formiche (elettricità) a un picnic (l'altoparlante). Non ci occuperemo della politica dei formicai o di spiegare esattamente il movimento delle formiche. Non ci resta che rispondere a due domande per costruire un buon oratore: quante formiche raggiungono il picnic in un certo lasso di tempo? E cosa fanno le formiche al picnic? Quante formiche raggiungono il picnic in un certo lasso di tempo è diverso dal chiedere quanto velocemente vanno le formiche. Le formiche fondamentalmente vanno a una sola velocità. Quello a cui mi riferisco è quanto sono vicine le formiche. Sono usciti dal formicaio uno dopo l'altro? O hanno aspettato un paio di secondi tra ogni formica? Questo si riferisce alla frequenza delle formiche. Se le formiche sono visitatori frequenti (una dopo l'altra) al nostro picnic (altoparlante) il suono prodotto sarà un suono ad alta frequenza (acuto) come lo stridio delle ragazze adolescenti… il tipo di rumore che rompe il vetro e allo stesso modo i timpani. Se le formiche non passano molto spesso si dice che sono a bassa frequenza e il suono che producono è una base bassa che colpisce. La frequenza è estremamente importante nella progettazione degli altoparlanti. Alcuni materiali e dimensioni sono semplicemente migliori per produrre suoni diversi. Noterai che gli altoparlanti che producono suoni bassi (sub woofer) sono davvero grandi, mentre i suoni alti sono prodotti da piccoli altoparlanti. Questo Instructable descrive solo una dimensione di altoparlante che farà del suo meglio per produrre tutte le frequenze del suono… ma un sistema migliore può essere realizzato quando gli impulsi elettrici (formiche) vengono filtrati in modo che i suoni bassi vadano a un grande altoparlante e i suoni alti sono diretti a un piccolo altoparlante. Ora cosa sta succedendo al nostro picnic? Ignora la giovane coppia che si sta rotolando e concentrati solo sulle formiche. Stanno raccogliendo pezzi di cibo giusto? In termini di altoparlanti, gli impulsi elettrici producono impulsi magnetici. Parte dell'altoparlante sta diventando un elettromagnete in una certa frequenza determinata dalla frequenza delle formiche. Holy Lorenz force Batman! In che modo l'elettricità produce un magnete? Elettricità e magnetismo sono strettamente correlati. Infatti, se giri dei magneti attorno a qualcosa che conduce elettricità (come un pezzo di filo di rame) puoi produrre elettricità… ma lo sapevi… sei intelligente, si chiama generatore. È vero anche il contrario. Se fai girare l'elettricità in un cerchio (avvolgendo il filo in una bobina rotonda stretta) produce un campo magnetico. La sorgente del segnale sta leggendo un codice e inviando impulsi elettrici a una frequenza. Gli impulsi elettrici viaggiano lungo un filo fino a una bobina di fili dove produce un campo magnetico che cambia alla stessa frequenza. Per produrre energia meccanica ora spostiamo semplicemente un magnete permanente vicino al nostro elettromagnete. Quando l'elettromagnete si accende e si spegne, muoverà il magnete permanente avanti e indietro. Avanti e indietro, per definizione è energia meccanica. Se questi magneti sono incollati a qualcosa come il fondo di una tazza, il fondo della tazza si muoverà alla frequenza inviata dalla sorgente del segnale. Sentirai vibrare il fondo della tazza e verrà prodotto un suono. Si Bella!

Passaggio 3: materiali

Assicurati di leggere la fine di questa sezione in cui spiego le alternative e dove trovare questi elementi. Articoli per l'altoparlante1 tazza di plastica4 dischi al neodimio rotondi da 5/16" x 1/8" di spessore 40 pollici di filo di rame smaltato calibro 16 Super colla (tipo "gel" spesso funziona meglio) NastroFonte di segnale con filo audio Strumenti Tagliacavi o forbici pesanti per tagliare il filoSabbia carta o un bordo tagliente Qualcosa di appuntito Batteria AA (o un oggetto rotondo di spessore simile) Un buon collegamento a una sorgente di segnale può essere l'oggetto più difficile da ottenere. Se stai attento, puoi togliere i cavi dalle vecchie cuffie in modo che l'altoparlante possa essere collegato al tuo iPod. È possibile acquistare cavi per altoparlanti che hanno una spina all'estremità e sono nudi dall'altra per collegarsi a una radio. Ho usato le estremità scoperte del cavo audio che fuoriesce da una vecchia TV. Non hanno bisogno di essere saldati al tuo altoparlante (a meno che tu non lo voglia) finché sono nudi e puoi torcere / tenere / fissare con nastro adesivo per fare una buona connessione. Va bene qualsiasi dimensione di bicchiere di plastica. E non deve essere necessariamente di plastica. I veri altoparlanti usano carta, seta, materiali compositi, ecc. Sperimenta con piatti di carta, contenitori per gelato, bicchieri di polistirolo… qualsiasi cosa sia flessibile e abbia una leggera forma a coppa per amplificare il suono. I magneti non devono essere esattamente 5/16" rotondi o 1/8" di spessore. Ho usato anelli magnetici rotondi da 8 5/16" x 1/16" di spessore. Assicurati solo che siano un magnete buono e potente con un diametro più piccolo della batteria AA. Il filo smaltato, chiamato anche filo smaltato, è un filo di rame rivestito con uno strato sottile per evitarne il cortocircuito. Acquistalo o eliminalo gratuitamente da un vecchio altoparlante. Non deve essere esattamente un calibro 16… solo una bella dimensione con cui lavorare.

Passaggio 4: sicurezza

La super colla può causare irritazioni alla pelle. Fare attenzione quando lo si utilizza. Se viene a contatto con la pelle, assicurati di sciacquare con acqua. Se hai un'allergia nota alla super colla, prova un'alternativa come piccole gocce di colla a caldo o semplicemente usando il nastro adesivo. I magneti in terre rare sono estremamente potenti! E possono distruggere cose elettroniche come il tuo lettore mp3 preferito. Fai attenzione a dove posizioni i magneti (vicino alla tua fotocamera digitale… un grande no no) e non farli scattare insieme rapidamente. Potrebbero rompersi o pizzicare le dita. Rischio di scosse Non collegare mai l'altoparlante alla sorgente del segnale mentre è acceso. Non toccare mai le connessioni scoperte mentre l'alimentazione è accesa. Ciò richiede alcuni strumenti affilati per tagliare i fili e praticare fori. Non tenere mai la punta o il bordo verso il tuo corpo quando fai dei buchi.

Passaggio 5: bobina vocale

Usa le cesoie per tagliare una lunghezza di 40 pollici di filo di rame calibro 16. Lasciando una coda di 5 pollici, avvolgi il filo attorno a una batteria AA (o un oggetto di dimensioni simili). Fai da 14 a 16 avvolgimenti in totale. È importante creare una bobina il più stretta e ordinata possibile. Suggerimento - Filo increspato, piegato e difficile da lavorare? Tirare il filo con entrambe le mani e farlo scorrere delicatamente su un bordo tagliente per raddrizzarlo. Termini tecnici - Questa bobina fungerà da nostro elettromagnete. In termini di altoparlanti si chiama bobina mobile.

Passaggio 6: fissare la bobina

Fai scorrere con cautela la bobina fuori dalla batteria e fissala con un paio di piccoli pezzi di nastro adesivo. Passaggio molto importante Per ottenere un buon collegamento tra il cavo dell'altoparlante e l'altoparlante, l'isolamento in smalto deve essere rimosso dalle due estremità della bobina. Con un pezzo di carta vetrata o il bordo di un coltello sagomato, raschiare delicatamente il rivestimento dai pezzi di coda del filo sulla bobina

Passaggio 7: bobina alla tazza

Usa qualcosa di appuntito, come una graffetta, per fare un piccolo foro vicino alla base della tazza. Metti la bobina nella tazza e fai scorrere le code del filo attraverso il foro.

Spremere la super colla in un piccolo cerchio al centro della tazza. Premi la bobina sulla colla e tieni premuto per dieci secondi. Dividi i tuoi magneti in due gruppi. Tieni un gruppo contro l'esterno della tazza proprio sotto il centro della bobina. Lancia il secondo gruppo nella tazza in modo che si attacchino al centro della bobina ai magneti all'esterno.

Passaggio 8: concludi

Un pezzo di nastro manterrà il tuo altoparlante in posizione. Con l'alimentazione spenta, collegare la sorgente del segnale all'altoparlante toccando o ruotando. Assicurati che i due fili non si tocchino tra loro nei collegamenti scoperti.

Accendi e muoviti. Per ulteriori sperimentazioni, prova tazze di dimensioni diverse, colla migliore, materiali diversi, magneti più grandi e connessioni diverse. Questa è una brutta costruzione utilitaristica solo per mostrare i principi costruttivi di base. Ma vai avanti e buttati fuori rendendolo bello. Costruisci un altoparlante per iPod che assomigli a un vecchio fonografo, un subwoofer gigante o un intero sistema home theater utilizzando scatole di cartone decorate per le custodie degli altoparlanti. Impazzisci, scienziato pazzo. Buona fortuna!