Elektromekanisk svinger ut av en polystyren konisk seksjon !: 8 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

"En hva?" du spør. En "elektromekanisk transduser" refererer til typen høyttalere vi er mest kjent med; en permanent magnet og en elektromagnet som vibrerer vilt for å produsere lyd. Og med "polystyren konisk snitt" mener jeg plastkopp. Uansett hva dette er, er det ikke en instruks om hvordan du rykkende kan rive fra romkameratens datamaskinhøyttaler og lime driveren inn i et annet objekt. Jeg viser hvordan du bygger den faktiske transduserenheten (vanligvis kalt en høyttalerdriver) med noen få enkle objekter. Høyttaleren er superenkel, ekstremt imponerende og så kul at den til og med får Kenny G. til å høres bra ut. Hvis du avskyr å lese, kan du gjerne kutte i kjøttet på hvordan du gjør det på trinn 3. Men teorien jeg presenterer i de første sidene kan hjelpe deg med å bygge en bedre høyttaler, og … (dramatisk pause) … kan til og med gjøre deg smartere (Egad!) Det er et par risikoer (annet enn å lære), så les sikkerhetssiden.

Trinn 1: Teori: Hva er lyd

Det første konseptet for å pakke inn ditt lille gummiaktige sinn er ideen om lyd. Lyd er ikke et objekt. Bommen din skyter ikke små partikler av magisk lydstøv for å kile ørene med M. C. Hammer. I stedet er lyd overføring av energi. En kilde (for eksempel høyttaleren på din bomboks) mottar elektrisk energi og konverterer den til mekanisk energi. Hvis du snill legger fingrene mot halsen og skriker uttrykket "noen har allerede laget en film om en gigantisk sangplante", vil du føle den mekaniske energien i form av vibrasjoner. Du vil også ha lagt merke til disse vibrasjonene når du står veldig nær et trommesett eller de billige høyttalerne som ekskjæresten din sprenger Smash Mouth på. Den mekaniske vibrasjonen virker som et stempel som skyver partikler fremover når det beveger seg utover og trekker partikler bakover når det trekker inn. Som jeg sa, er lyd ikke et objekt; det er en overføring av energi. Disse partiklene slynger seg ikke mot ørene dine. Den første partikkelen berører den neste partikkelen og beveger den litt. Den partikkelen beveger den neste partikkelen litt, og så videre til den bevegelsen, den energien, når øret. Hvor raskt disse partiklene overfører energi (lydens hastighet) bestemmes av hvilken type partikkel det er. I luft beveger lyden seg med 343 meter i sekundet. I ditt hemmelige undervanns sjølaboratorium beveger den seg med 1533 meter i sekundet (jeg vil ikke fortelle det til noen). Jeg vet at du implisitt forstår dette, fordi du er supersmart, men små kilder beveger et lite antall partikler og store kilder beveger et stort antall partikler. Hvis den mekaniske vibrasjonen er liten (hvis stempelet bare beveger seg et lite stykke), overfører den ikke mye energi til partiklene, så lyden er liten. Hvis høyttaleren din virkelig er athump'n (stemplet beveger seg et stort stykke) overfører den store mengder energi og den produserer stor lyd. Et siste notat om begrepet lyd, vi sier at lyd er en bølge. Men det er ikke en av de opp og ned bølgene som et hoppetau eller de sinusgrafene algebra -læreren din får deg til å tegne. Det er en slags bølge frem og tilbake med en serie partikler presset veldig tett sammen og partikler spredt langt fra hverandre. Hvis du strekker en god slinky ut på bakken og gir den et trykk (et trykk ikke et vrikke! Et trykk sa jeg!) Vil du se et annet eksempel på denne typen bølger.

Trinn 2: Teori: Konvertering av elektrisk energi til mekanisk

Signalkilder: 8-spors spiller, kassettspiller, AM-radio, mp3-spiller, hva har du (med muligens unntak av en platespiller) alle på samme prinsipp. De leser en kode og sender ut impulser av elektrisitet, den elektriske impulsen overfører energi gjennom ledninger til en elektromagnetisk transduser (høyttalerdriver) og lyd blir produsert. Det er som maur i en maurtue. Mauret er signalkilden som sender maur (strøm) ut til en piknik (høyttaleren). Vi vil ikke bekymre oss om maurpolitikken eller forklare nøyaktig bevegelsen av maur. Vi må bare svare på to spørsmål for å bygge en god foredragsholder: Hvor mange maur når piknik på en viss tid? Og hva gjør mauren på piknik? Hvor mange maur når piknik på en viss tid er annerledes enn å spørre hvor fort maurene går. Maur går i utgangspunktet bare en hastighet. Det jeg sikter til er hvor nær maurene er. Kom de ut av maurtue den ene etter den andre? Eller ventet de et par sekunder mellom hver maur? Dette refererer til hyppigheten av maur. Hvis mauren er hyppige besøkende (den ene etter den andre) til piknik (høyttaleren), vil lyden som produseres være en høyfrekvent lyd (høy tone) som hvin fra tenåringsjenter … den typen støy som knuser glass og øretromler. Hvis maurene ikke går veldig ofte, sies det at de er lavfrekvente, og lyden de produserer er en lav dunkende base. Frekvens er ekstremt viktig for å designe høyttalere. Noen materialer og størrelser er bare bedre for å produsere forskjellige lyder. Du vil legge merke til høyttalere som produserer lave lyder (subwoofer) er veldig store, mens høye lyder blir laget av små høyttalere. Denne instruksen beskriver bare en størrelse høyttaler som kommer til å gjøre sitt beste for å produsere alle lydfrekvenser … men et bedre system kan opprettes når de elektriske impulsene (maurene) filtreres slik at de lave lydene går til en stor høyttaler og de høye lydene blir rettet til en liten høyttaler. Hva skjer nå på piknik? Ignorer det unge paret som ruller rundt og bare fokuserer på mauren. De plukker opp matbiter? Når det gjelder høyttalere, produserer de elektriske impulsene magnetiske impulser. En del av høyttaleren er i ferd med å bli en elektromagnet i en bestemt frekvens bestemt av maurens frekvens. Hellige Lorenz kraft Batman! Hvordan produserer elektrisitet en magnet? Elektrisitet og magnetisme er nært beslektet. Faktisk, hvis du snurrer magneter rundt noe som leder elektrisitet (for eksempel litt kobbertråd) kan du produsere elektrisitet … men du visste at … du er smart, det kalles en generator. Det motsatte er også sant. Hvis du får elektrisitet til å snurre i en sirkel (ved å vikle ledningen inn i en tett rund spole) produserer det et magnetfelt. Signalkilden leser en kode og sender elektriske impulser med en frekvens. De elektriske impulsene beveger seg nedover en ledning til en spole med ledninger der den produserer et magnetfelt som endres med samme frekvens. For å produsere mekanisk energi flytter vi nå ganske enkelt en permanent magnet nær elektromagneten vår. Når elektromagneten slås på og av, vil den bevege den permanente magneten frem og tilbake. Frem og tilbake er per definisjon mekanisk energi. Hvis disse magneter limes ned til noe som bunnen av en kopp, vil begerbunnen bevege seg med frekvensen som sendes av signalkilden. Du vil føle begerbunnen vibrere og lyd vil bli produsert. Ja baby!

Trinn 3: Materialer

Sørg for å lese slutten av denne delen der jeg forklarer alternativer og hvor du kan få tak i disse elementene. Elementer til høyttaleren 1 Plastkopp 4 5/16 "runde x 1/8" tykke disker neodymmagneter 40 tommer 16 gauge emaljert kobbertråd Super lim (tykk "gel" -type fungerer best) Tape Signalkilde med lydtråd Verktøy Trådklipp eller tung saks for å klippe ledningen Sand papir eller en skarp kant Noe spiss AA batteri (eller et rundt objekt med lignende tykkelse) En god tilkobling til en signalkilde kan være det vanskeligste elementet å få tak i. Hvis du er forsiktig, kan du fjerne ledningene fra gamle hodetelefoner, slik at høyttaleren kan kobles til iPod -en. Du kan kjøpe høyttalerkabler som har en plugg på enden og er bare på den andre for å koble til en radio. Jeg brukte de blottede endene av lydtråden som løp ut fra en gammel TV. De trenger ikke loddes til høyttaleren din (med mindre du vil) så lenge de er bare og du kan vri/holde/tape for å få en god forbindelse. Omtrent hvilken som helst størrelse på plastkopp vil fungere. Og det trenger ikke nødvendigvis å være plast. Ekte høyttalere bruker papir, silke, kompositter osv. Eksperimenter med papirplater, iskrembeholdere, frigolitskopper … alt som er fleksibelt og har en liten koppform for å forstørre lyden. Magnetene trenger ikke å være nøyaktig 5/16 "runde eller 1/8" tykke. Jeg brukte 8 5/16 "runde x 1/16" tykke ringmagneter. Bare vær sikker på at de er en god, kraftig magnet som er mindre i diameter enn AA -batteriet. Emaljetråd, også kalt magnettråd, er kobbertråd som er belagt med et tynt lag for å forhindre at den blir kortsluttet. Kjøp den eller ta den ut av en gammel høyttaler gratis. Det trenger ikke å være nøyaktig 16 gauge … bare en fin størrelse å jobbe med.

Trinn 4: Sikkerhet

Superlim kan forårsake hudirritasjoner. Vær forsiktig når du bruker den. Hvis det kommer i kontakt med huden din, må du skylle med vann. Hvis du har en kjent allergi mot superlim, kan du prøve et alternativ, for eksempel små klatter med varmt lim eller ganske enkelt å bruke tape. Sjeldne jordmagneter er ekstremt kraftige! Og de kan ødelegge elektroniske ting som din favoritt mp3 -spiller. Vær forsiktig hvor du plasserer magneter (i nærheten av digitalkameraet … et stort nei nei) og ikke la dem smekke sammen for raskt. De kan knekke eller klype fingre. Fare for støt Aldri fest høyttaleren til signalkilden mens den er slått på. Berør aldri de blotte tilkoblingene mens strømmen er på. Dette innebærer noen skarpe verktøy for å kutte ledninger og stikke hull. Hold aldri spissen eller kanten mot kroppen din når du lager hull.

Trinn 5: Talespole

Bruk wire snips for å kutte en 40 tommers lengde på 16 gauge kobbertråd. Etterlater en 5 tommers hale, vikle ledningen rundt et AA -batteri (eller lignende objekt). Lag totalt 14 til 16 omslag. Det er viktig å gjøre spolen så tett og pen som mulig. Tips - Trådene er krøllete, bøyd og vanskelig å jobbe med? Trekk tråden stramt med begge hender og løp forsiktig over en skarp kant for å rette. Tekniske vilkår - Denne spolen vil fungere som vår elektromagnet. I høyttalerbetegnelser kalles det en stemmespole.

Trinn 6: Fest spolen

Skyv spolen forsiktig av batteriet og fest med et par små bånd. Veldig viktig trinn For å få en god forbindelse mellom høyttalerkabelen og høyttaleren må emaljisolasjonen fjernes fra de to haleendene på spolen. Med et stykke sandpapir eller kanten av en formkniv, skrap forsiktig belegget av halebitene på spolen

Trinn 7: Spole til koppen

Bruk noe spiss, for eksempel en binders, for å stikke et lite hull nær bunnen av koppen. Sett spolen i koppen og skyv wirehalene gjennom hullet.

Klem superlimet til en liten sirkel i midten av koppen. Trykk spolen på limet og hold i ti sekunder. Del magnetene dine i to grupper. Hold en gruppe mot utsiden av koppen rett under spolen. Kast den andre gruppen i koppen slik at de festes i midten av spolen til magneter på utsiden.

Trinn 8: Fullfør

Et stykke tape holder høyttaleren på plass. Når strømmen er slått av, kobler du signalkilden til høyttaleren ved å tape eller vri. Sørg for at de to ledningene ikke berører hverandre ved bare forbindelser.

Slå på og slå på. For ytterligere eksperimentering, prøv kopper av forskjellig størrelse, bedre lim, forskjellige materialer, større magneter og forskjellige tilkoblinger. Dette er en stygg utilitaristisk konstruksjon bare for å vise frem de grunnleggende konstruksjonsprinsippene. Men gå videre og slå deg selv ut, slik at det ser bra ut. Bygg en iPod -høyttaler som ser ut som en gammel fonograf, bygg en gigantisk subwoofer, eller bygg et helt hjemmekinoanlegg ved hjelp av dekorerte pappkasser for høyttalerkasser. Bli gal du vitenskapsmannen du. Lykke til!