In Vino Veritas - Osilator Gelas Anggur: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Setelah saya menyelesaikan osilator garpu tala, saudara saya menantang saya untuk membuat osilator menggunakan gelas anggur. (https://www.instructables.com/id/Tuning-Fork-Osci…)

Dia pikir akan lebih sulit menggunakan gelas anggur daripada garpu tala sebagai elemen penentu frekuensi. Dia.

Semua orang tahu suara yang dihasilkan gelas (anggur) saat Anda mengetuknya dengan lembut, biasanya terdengar seperti "ping" yang cepat membusuk. Beberapa, kacamata yang lebih mahal dapat terus "bernyanyi" saat Anda menggosokkan jari yang basah ke tepinya. Suara yang dihasilkan ini disebabkan oleh kaca yang bergetar cepat dengan cara khusus. Bentuk bulat kaca berubah menjadi elips, kembali menjadi lingkaran lalu menjadi elips tetapi diputar 90 derajat, dan seterusnya. Udara bergetar dengan kaca dan nada adalah hasilnya.

Anda bahkan dapat menemukan penelitian serius tentang getaran gelas anggur, hanya Google untuk: "studi akustik gelas anggur" dan lihat pdf di bawah ini. (Saya akui saya tidak membaca semuanya)

Langkah 1: Membuat Gelas Anggur Bergetar

Ketika saya membangun osilator garpu tala, membuatnya bergetar itu mudah, Anda hanya memiliki elektromagnet berulang kali menariknya. Tapi dengan magnet kaca bukan pilihan. Saya bisa membuat alat dengan jari basah mekanis, terus-menerus menggosok kaca. Tetapi solusi mekanis tidak benar-benar cocok untuk saya. Kemudian saya berpikir untuk memasang elemen piezo (seperti yang dapat Anda temukan di kartu bergambar "musikal"), tetapi saya tidak menyukai gagasan tentang sesuatu yang menyentuh kaca. Dan itu akan mengubah frekuensi alami gelas anggur juga.

Dimungkinkan untuk membuat gelas anggur bergetar dengan gelombang suara. Saya kira semua orang telah melihat klip film gelas anggur dihancurkan dengan gelombang suara yang kuat. Saya tidak membutuhkan suara yang kuat, saya pikir… Jadi saya memilih loudspeaker biasa untuk menghasilkan gelombang suara yang membuat kaca bergetar.

Langkah 2: Mendeteksi Getaran

Sebuah osilator membutuhkan loop tertutup, jadi saya harus mendaftarkan getaran, memperkuatnya dan mengumpankannya kembali (dengan fase yang benar) melalui pengeras suara ke gelas anggur. Bagaimana mendeteksi getaran tersebut. Nah itu terbukti menjadi bagian yang paling sulit.

Di TV saya telah melihat orang-orang yang bekerja untuk "organisasi tiga huruf" mendengarkan getaran kaca jendela yang pada gilirannya bergetar karena suara-suara di ruangan di belakangnya, dengan apa yang disebut mikrofon laser. Saya pikir tidak akan terlalu sulit untuk membuat perangkat seperti itu sendiri karena kaca yang saya dengarkan hanya berjarak beberapa milimeter seperti halnya laser.

Saya salah. Mikrofon laser tersebut menggunakan interferensi sinar laser asli dan cahaya yang dipantulkan untuk mendeteksi getaran kaca jendela. Saya tidak bisa memikirkan cara apa pun untuk membuat perangkat untuk melakukan itu. Mungkin orang lain di sini tidak, tolong beri tahu saya di komentar di bawah.

Menggunakan mikrofon untuk mendengarkan gelas anggur juga tidak berfungsi, suara yang berasal dari pengeras suara akan lebih kuat dan sistem akan berosilasi, tetapi tidak dengan frekuensi gelas anggur, Anda mungkin tahu jeritan ketika seseorang menyalakan amplifier juga banyak dan suara itu kembali melalui mikrofon.

Dengan osilator garpu tala saya menggunakan pengganggu optik untuk mendeteksi getaran tine. Itu bekerja dengan baik, bisakah saya mengulanginya dengan sesuatu yang terbuat dari kaca?

Kaca membelokkan cahaya, mungkin itu bisa digunakan. Jadi saya mencoba dengan led warna berbeda yang menyinari gelas anggur dengan cara yang berbeda dan mendeteksi perubahan apa pun dengan transistor foto. Itu tidak berhasil. Kemudian saya mencoba sinar laser yang memantul dari kaca dan mencoba mendeteksi getaran apa pun di dalamnya. Itu juga tidak berhasil.

Apa yang berhasil adalah menyelipkan sinar laser melintasi kaca sedemikian rupa sehingga gelas anggur akan menghalangi sebagian besar cahaya, cahaya yang mencapai transistor foto dimodulasi dengan getaran gelas anggur. Masalah dengan pengaturan ini adalah sangat sensitif terhadap gerakan terkecil dari laser, kaca, dan detektor. Tapi itu adalah cara saya membuatnya bekerja.

Langkah 3: Laser Hijau Berbahaya

Pertama saya menggunakan laser hijau karena saya tahu bahwa sinar laser hijau dibuat dengan laser IR dan kristal nonlinier yang menggandakan frekuensi cahaya IR menjadi lampu hijau. Tetapi proses itu tidak sempurna sehingga beberapa cahaya IR masih keluar darinya. Dengan laser hijau murah (mis. milik saya) tidak ada filter IR untuk memblokirnya. Dan transistor foto saya sensitif terhadap cahaya IR. Tetapi pada akhirnya saya beralih ke laser merah ketika saya melihat ada *banyak* IR yang keluar dari laser dan karena mata Anda tidak bereaksi, itu bisa berbahaya. Untungnya transistor foto saya bereaksi sama baiknya dengan lampu merah dan IR.

Langkah 4: Frekuensi yang Tepat

Dengan mengetuk kaca dan merekamnya di osiloskop, saya melihat (setidaknya) dua frekuensi muncul. Satu tampaknya sekitar 100 Hz, yang sangat rendah dan yang lainnya sekitar 800 Hz. Yang itu sepertinya frekuensi yang saya cari. Saya tidak ingin 100 Hz itu jadi saya membuat filter lolos tinggi untuk memblokirnya (dan pada saat yang sama memblokir kebisingan frekuensi rendah seperti dengung listrik 50 Hz). Saya menggunakan Filter Wizard by Analog Devices untuk menghitung nilai suku cadang yang benar, mereka tidak hanya membuat suku cadang elektronik yang luar biasa, mereka juga sangat membantu dalam penggunaannya. (https://www.analog.com/designtools/en/filterwizard/) Kemudian saya menyadari bahwa 100 Hz mungkin dihasilkan oleh seluruh kaca yang bergetar di batangnya karena saya mengetuknya.

Langkah 5: Menutup Loop

Sekarang mengetuk gelas anggur memberi saya beberapa gambar bagus di osiloskop, jadi sudah waktunya untuk menguji dengan pengeras suara. Ini bekerja secara instan, gelas anggur mulai beresonansi dengan frekuensi 807 Hz. Dari sana sederhana, saya memperkuat sinyal yang berasal dari transistor foto (sekarang disaring) dan memasukkannya ke pengeras suara.

Langkah 6: Kesimpulan

Kesimpulannya, adalah mungkin untuk membuat osilator dengan gelas anggur daripada RC, LC, kristal atau perangkat penentu frekuensi yang biasa digunakan lainnya, tetapi itu tidak mudah. Setidaknya tidak mudah seperti yang saya lakukan. Penempatan laser, gelas anggur, dan transistor foto sangat penting, tidak hanya satu milimeter ke depan atau ke belakang, itu kurang dari itu, seperti yang saya katakan kepada saudara saya, fase bulan terlalu memengaruhi penentuan posisi..

Mungkin seseorang mengetahui cara yang lebih baik dan kurang kritis untuk mendeteksi getaran gelas anggur (dan tidak, mikrofon TIDAK berfungsi) Tolong beri tahu saya di komentar di bawah.