Elektromekanisk transducer ud af en polystyrenkonisk sektion !: 8 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:30

"En hvad?" du spørger. En "elektromekanisk transducer" refererer til den type højttalere, vi kender mest; en permanent magnet og en elektromagnet, der vibrerer vildt for at producere lyd. Og med "polystyren konisk sektion" mener jeg plastikkop. Uanset hvad dette er, er det ikke en instruks om, hvordan du rørende kan rive din værelseskammerats computerhøjttaler fra hinanden og lime driveren ind i et andet objekt. Jeg viser, hvordan man bygger den egentlige transducerenhed (almindeligvis kaldet en højttalerdriver) med et par enkle objekter. Højttaleren er super nem, ekstremt imponerende og så cool, at den endda får Kenny G. til at lyde godt. Hvis du afskyr at læse, er du velkommen til at skære i kødet af hvordan på trin 3. Men teorien jeg præsenterer i de første par sider kan hjælpe dig med at opbygge en bedre højttaler, og … (dramatisk pause) … kan endda gøre dig klogere (Egad!) Der er et par risici (andet end at lære), så læs venligst sikkerhedssiden.

Trin 1: Teori: Hvad er lyd

Det første koncept til at vikle dit gummiagtige lille sind rundt er ideen om lyd. Lyd er ikke et objekt. Din bomkasse affyrer ikke små partikler af magisk lydstøv for at kildre dine ører med M. C. Hammer. I stedet er lyd overførsel af energi. En kilde (f.eks. Højttaleren på din bomkasse) modtager elektrisk energi og konverterer den til mekanisk energi. Hvis du venligt placerer fingrene mod din hals og skriger sætningen, "nogen har allerede lavet en film om en kæmpe sangplante", vil du føle den mekaniske energi i form af vibrationer. Du vil også have bemærket disse vibrationer, når du står helt tæt på et trommesæt eller de billige højttalere, din ekskæreste sprænger Smash Mouth på. Den mekaniske vibration virker som et stempel, der skubber partikler fremad, når det bevæger sig udad og trækker partikler baglæns, når det trækker ind. Som jeg sagde, er lyd ikke et objekt; det er en energioverførsel. Disse partikler slynger sig ikke mod dine ører. Den første partikel rører ved den næste partikel og bevæger den lidt. Denne partikel bevæger den næste partikel en lille smule, og så videre, indtil denne bevægelse, den energi, når dit øre. Hvor hurtigt disse partikler overfører energi (lydens hastighed) bestemmes af, hvilken type partikel det er. I luft bevæger lyden sig med 343 meter i sekundet. I dit hemmelige undervandshavslaboratorium bevæger det sig med 1533 meter i sekundet (jeg vil ikke fortælle det til nogen). Jeg ved, at du implicit forstår dette, fordi du er super smart, men små kilder flytter et lille antal partikler, og store kilder flytter et stort antal partikler. Hvis den mekaniske vibration er lille (hvis stemplet kun bevæger sig en kort afstand), overfører den ikke meget energi til partiklerne, så lyden er lille. Hvis din højttaler virkelig er athump'n (stemplet bevæger sig en stor afstand) overfører den store mængder energi, og den producerer stor lyd. En sidste note om begrebet lyd, vi siger, at lyd er en bølge. Men det er ikke en af de op- og nedbølger som et hoppetov eller de sinusgrafer, din algebra -lærer får dig til at tegne. Det er en frem og tilbage slags bølge med en række partikler presset helt tæt sammen og partikler spredt langt fra hinanden. Hvis du strækker en god slinky ud på jorden og giver den et skub (et skub ikke et vrikke! Et skub, sagde jeg!) Vil du se et andet eksempel på denne type bølge.

Trin 2: Teori: Konvertering af elektrisk energi til mekanisk

Signalkilder: 8-spors afspiller, kassetteafspiller, AM-radio, mp3-afspiller, hvad har du (med muligvis undtagelse af en pladespiller) alle efter samme princip. De læser en kode og sender impulser af elektricitet, den elektriske impuls overfører energi gennem ledninger til en elektromagnetisk transducer (højttalerdriver), og der produceres lyd. Det er som myrer i en myretue. Myretuen er signalkilden, der sender myrer (elektricitet) ud til en picnic (højttaleren). Vi vil ikke bekymre os om myrenes politik eller forklare præcis myrers bevægelse. Vi skal bare besvare to spørgsmål for at opbygge en god højttaler: Hvor mange myrer når picnicen i et bestemt tidsrum? Og hvad laver myrerne ved picnic? Hvor mange myrer når picnicen på et bestemt stykke tid er anderledes end at spørge, hvor hurtigt myrerne går. Myrer går stort set kun en hastighed. Det jeg refererer til er hvor tæt på hinanden myrerne er. Kom de ud af myretukken lige efter den anden? Eller ventede de et par sekunder mellem hver myr? Dette refererer til hyppigheden af myrer. Hvis myrerne er hyppige besøgende (den ene efter den anden) til vores picnic (højttaler), vil den producerede lyd være en højfrekvent lyd (høj tone) som hvin fra teenagepiger … den slags støj, der knuser både glas og øretromler. Hvis myrerne ikke går meget ofte, siges det at være en lav frekvens, og lyden, de producerer, er en lav dunkende base. Frekvens er ekstremt vigtig ved design af højttalere. Nogle materialer og størrelser er bare bedre til at producere forskellige lyde. Du vil bemærke højttalere, der producerer lave lyde (subwoofer), er virkelig store, mens høje lyde laves af små højttalere. Denne instruks beskriver kun en højttalerstørrelse, der vil gøre sit bedste for at producere alle lydfrekvenser … men et bedre system kan laves, når de elektriske impulser (myrer) filtreres, så de lave lyde går til en stor højttaler og de høje lyde rettes til en lille højttaler. Hvad sker der nu på vores picnic? Ignorer det unge par, der ruller rundt og bare fokuserer på myrerne. De henter madstykker, ikke? Med hensyn til højttalere producerer de elektriske impulser magnetiske impulser. En del af højttaleren er ved at blive en elektromagnet i en bestemt frekvens bestemt af myrernes frekvens. Holy Lorenz force Batman! Hvordan producerer elektricitet en magnet? Elektricitet og magnetisme er nært beslægtede. Faktisk, hvis du drejer magneter rundt om noget, der leder elektricitet (f.eks. En smule kobbertråd), kan du producere elektricitet … men du vidste, at … du er smart, det kaldes en generator. Det omvendte er også sandt. Hvis du får elektricitet til at snurre i en cirkel (ved at vikle ledningen ind i en stram rund spole) frembringer det et magnetfelt. Signalkilden læser en kode og sender elektriske impulser med en frekvens. De elektriske impulser bevæger sig ned ad en ledning til en spole af ledninger, hvor den producerer et magnetfelt, der ændrer sig med samme frekvens. For at producere mekanisk energi flytter vi nu blot en permanent magnet nær vores elektromagnet. Når elektromagneten tænder og slukker, flytter den den permanente magnet frem og tilbage. Frem og tilbage er per definition mekanisk energi. Hvis disse magneter limes ned til noget som bunden af en kop, bevæger kopbunden sig med den frekvens, som signalkilden sender. Du vil mærke, at kopbunden vibrerer, og der vil blive produceret lyd. Ja skat!

Trin 3: Materialer

Sørg for at læse slutningen af dette afsnit, hvor jeg forklarer alternativer, og hvor du kan få disse varer. Genstande til højttaleren 1 Plastik kop 4 5/16 "rund x 1/8" tyk disk neodymmagneter 40 tommer 16 gauge emaljeret kobbertråd Super lim (tyk "gel" type fungerer bedst) Tape Signalkilde med lydtråd Værktøjer Trådklip eller tunge saks til at klippe ledningen Sand papir eller en skarp kant Noget spidst AA -batteri (eller et rundt objekt med lignende tykkelse) En god tilslutning til en signalkilde kan være det sværeste element at få. Hvis du er forsigtig, kan du fjerne ledningerne fra gamle hovedtelefoner, så din højttaler kan sættes i din iPod. Du kan købe højttalerkabler, der har et stik i enden og er bare på den anden for at tilslutte en radio. Jeg brugte de blottede ender af lydkabler, der løb ud fra et gammelt tv. De behøver ikke at blive loddet til din højttaler (medmindre du vil), så længe de er bare, og du kan vride/holde/tape for at få en god forbindelse. Næsten enhver størrelse af plastkop vil fungere. Og det behøver ikke nødvendigvis at være plast. Rigtige højttalere bruger papir, silke, kompositter osv. Eksperimenter med papirplader, isbeholdere, isoporskåle … alt, hvad der er fleksibelt og har en let kopform for at forstørre lyden. Magneterne behøver ikke at være nøjagtigt 5/16 "runde eller 1/8" tykke. Jeg brugte 8 5/16 "runde x 1/16" tykke ringmagneter. Bare vær sikker på, at de er en god, kraftfuld magnet, der er mindre i diameter end AA -batteriet. Emaljetråd, også kaldet magnettråd, er kobbertråd, der er belagt med et tyndt lag for at forhindre, at det kortsluttes. Køb det eller fjern det gratis fra en gammel højttaler. Det behøver ikke at være præcis 16 gauge … bare en god størrelse at arbejde med.

Trin 4: Sikkerhed

Superlim kan forårsage hudirritationer. Vær forsigtig, når du bruger den. Hvis det kommer i kontakt med din hud, skal du skylle med vand. Hvis du har en kendt allergi over for superlim, kan du prøve et alternativ som små klatter varm lim eller simpelthen bruge tape. Sjældne jordartsmagneter er ekstremt kraftfulde! Og de kan ødelægge elektroniske ting som din yndlings mp3 -afspiller. Vær forsigtig, hvor du placerer magneterne (i nærheden af dit digitale kamera … et stort nej nej) og lad dem ikke snappe sammen for hurtigt. De kan knække eller klemme fingre. Stødsfare Slut aldrig din højttaler til signalkilden, mens den er tændt. Rør aldrig ved de bare forbindelser, mens strømmen er tændt. Dette indebærer nogle skarpe værktøjer til at klippe ledninger og stikke huller. Hold aldrig spidsen eller kanten mod din krop, når du laver huller.

Trin 5: Stemmespole

Brug wire snips til at skære en 40 tommer længde på 16 gauge kobbertråd. Efterlad en 5 tommer hale, vikl ledningen omkring et AA -batteri (eller en lignende størrelse). Lav i alt 14 til 16 indpakninger. Det er vigtigt at gøre så stram og pæn af spolen som muligt. Tip - Tråd krøllet, bøjet og svært at arbejde med? Træk tråden stramt med begge hænder og løb forsigtigt over en skarp kant for at rette op. Tekniske vilkår - Denne spole fungerer som vores elektromagnet. I højttalerbetegnelser kaldes det en stemmespole.

Trin 6: Fastgør spolen

Skub forsigtigt spolen af batteriet og fastgør den med et par små stykker tape. Meget vigtigt trin For at få en god forbindelse mellem højttalerkablet og højttaleren skal emaljeisoleringen fjernes fra spolens to haleender. Med et stykke sandpapir eller kanten af en formkniv skal du forsigtigt skrabe belægningen af halestykkerne på spolen

Trin 7: Spole til koppen

Brug noget spidse, såsom en papirclips, til at stikke et lille hul nær bunden af koppen. Sæt din spole i koppen og skub wirehaler gennem hullet.

Pres superlimen i en lille cirkel i midten af koppen. Tryk spolen på limen og hold den i ti sekunder. Del dine magneter i to grupper. Hold en gruppe mod ydersiden af koppen lige under midten af spolen. Kast den anden gruppe i koppen, så de fastgøres i midten af spolen til magneterne på ydersiden.

Trin 8: Afslut

Et stykke tape holder din højttaler på plads. Når strømmen er slukket, skal du slutte signalkilden til højttaleren ved at tape eller dreje den. Sørg for, at de to ledninger ikke rører hinanden ved de bare forbindelser.

Tænd og tænd. For yderligere eksperimenter kan du prøve kopper af forskellig størrelse, bedre lim, forskellige materialer, større magneter og forskellige forbindelser. Dette er en grim utilitaristisk konstruktion bare for at vise de grundlæggende konstruktionsprincipper. Men gå videre og slå dig selv ud, så det ser godt ud. Byg en iPod -højttaler, der ligner en gammel fonograf, bygg en kæmpe subwoofer eller byg et helt hjemmebiografsystem ved hjælp af dekorerede papkasser til højttalerkasser. Bliv vanvittig, din vanvittige videnskabsmand. Held og lykke!