Transdutor eletromecânico de uma seção cônica de poliestireno !: 8 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

"Um o quê?" você pergunta. Um "transdutor eletromecânico" refere-se ao tipo de alto-falante com o qual estamos mais familiarizados; um ímã permanente e um eletroímã vibrando descontroladamente para produzir som. E por "seção cônica de poliestireno" quero dizer copo de plástico. Seja o que for, não é um instrutivo sobre como separar insensivelmente o alto-falante do computador do seu colega de quarto e colar o driver em algum outro objeto. Mostro como construir a unidade de transdutor real (comumente chamada de driver de alto-falante) com alguns objetos simples. O alto-falante é super fácil, extremamente impressionante e tão legal que faz até Kenny G. soar bem. Se você não gosta de ler, sinta-se à vontade para ir direto ao assunto da etapa 3. Mas a teoria que apresento em as primeiras páginas podem ajudá-lo a construir um alto-falante melhor e … (pausa dramática) … podem até torná-lo mais inteligente (Puxa vida!) Existem alguns riscos (além do aprendizado), portanto, leia a Página de Segurança.

Etapa 1: Teoria: O que é som

O primeiro conceito a envolver sua pequena mente emborrachada é a ideia de som. O som não é um objeto. Sua caixa de som não está disparando pequenas partículas de pó mágico para fazer cócegas em seus ouvidos com M. C. Martelo. Em vez disso, o som é a transferência de energia. Uma fonte (como o alto-falante do seu aparelho de som) está recebendo energia elétrica e a convertendo em energia mecânica. Se você gentilmente colocar seus dedos contra sua garganta e gritar a frase, "alguém já fez um filme sobre uma planta gigante que canta", você sentirá essa energia mecânica em forma de vibrações. Você também terá notado essas vibrações quando estiver realmente perto de uma bateria ou daqueles alto-falantes baratos que sua ex-namorada toca no Smash Mouth. Essa vibração mecânica atua como um pistão empurrando as partículas para frente quando se move para fora e puxando as partículas para trás quando puxa para dentro. Como eu disse, o som não é um objeto; é uma transferência de energia. Essas partículas não estão sendo lançadas em direção aos seus ouvidos. A primeira partícula toca a próxima partícula e a move um pouco. Essa partícula move a próxima partícula um pouco, e assim por diante, até que esse movimento, essa energia, alcance seu ouvido. A rapidez com que essas partículas transferem energia (a velocidade do som) é determinada pelo tipo de partícula. No ar, o som se move a 343 metros por segundo. Em seu laboratório marinho subaquático secreto, ele se move a 1533 metros por segundo (não vou contar a ninguém). Eu sei que você entende isso implicitamente, porque você é super inteligente, mas fontes pequenas movem um pequeno número de partículas e fontes grandes movem um grande número de partículas. Se a vibração mecânica for pequena (se o pistão se mover apenas uma curta distância), ela não transfere muita energia para as partículas, então o som é pequeno. Se o seu alto-falante estiver realmente athump'n (o pistão se move por uma grande distância), ele está transferindo grandes quantidades de energia e produz um grande som. Uma última nota sobre o conceito de som, dizemos que o som é uma onda. Mas não é uma daquelas ondas para cima e para baixo, como uma corda de pular ou aqueles gráficos sinusoidais que seu professor de álgebra o faz desenhar. É uma espécie de onda para frente e para trás caracterizada por uma série de partículas pressionadas muito próximas umas das outras e as partículas muito distantes umas das outras. Se você esticar um bom slinky no chão e dar um empurrão (um empurrão, não um meneio! Um empurrão, eu disse!), Verá outro exemplo desse tipo de onda.

Etapa 2: Teoria: Convertendo Energia Elétrica em Mecânica

Fontes de sinal: leitor de 8 pistas, leitor de cassetes, rádio AM, leitor de mp3, o que quer que seja (possivelmente com a excepção de um leitor de vitrola), todos funcionam segundo o mesmo princípio. Eles lêem um código e enviam impulsos de eletricidade, o impulso elétrico transfere energia por meio de fios para um transdutor eletromagnético (driver de alto-falante) e o som é produzido. É como formigas em um formigueiro. O formigueiro é a fonte de sinal que envia formigas (eletricidade) para um piquenique (o alto-falante). Não vamos nos preocupar com a política dos formigueiros ou explicar exatamente o movimento das formigas. Só precisamos responder a duas perguntas para construir um bom alto-falante: Quantas formigas chegam ao piquenique em determinado período de tempo? E o que as formigas estão fazendo no piquenique? Quantas formigas chegam ao piquenique em um determinado período de tempo é diferente de perguntar a que velocidade as formigas vão. As formigas vão basicamente em uma velocidade. Estou me referindo a quão próximas as formigas estão. Eles saíram do formigueiro um após o outro? Ou eles esperaram alguns segundos entre cada formiga? Isso se refere à frequência das formigas. Se as formigas forem visitantes frequentes (uma após a outra) do nosso piquenique (alto-falante), o som produzido será um som de alta frequência (agudo) como o guincho de garotas adolescentes … o tipo de ruído que estilhaça vidros e tambores. Se as formigas não passam com muita frequência, dizem que são de baixa frequência e o som que produzem é uma base de baixo impacto. A frequência é extremamente importante no design de alto-falantes. Alguns materiais e tamanhos são apenas melhores para produzir sons diferentes. Você notará que os alto-falantes que produzem sons graves (subwoofers) são realmente grandes, enquanto os sons altos são produzidos por pequenos alto-falantes. Este Instructable descreve apenas um tamanho de alto-falante que fará o seu melhor para produzir todas as frequências de som … mas um sistema melhor pode ser feito quando os impulsos elétricos (formigas) são filtrados de modo que os sons graves vão para um alto-falante grande e os sons altos são direcionados para um pequeno alto-falante. Agora, o que está acontecendo em nosso piquenique? Ignore o jovem casal que está rolando e concentre-se apenas nas formigas. Eles estão pegando pedaços de comida, certo? Em termos de alto-falante, os impulsos elétricos estão produzindo impulsos magnéticos. Parte do alto-falante está se tornando um eletroímã em uma determinada frequência determinada pela frequência das formigas. Holy Lorenz force Batman! Como a eletricidade produz um ímã? Eletricidade e magnetismo estão intimamente relacionados. Na verdade, se você girar ímãs em torno de algo que conduz eletricidade (como um fio de cobre), pode produzir eletricidade … mas você sabia … você é inteligente, é chamado de gerador. O contrário também é verdade. Se você fizer a eletricidade girar em um círculo (enrolando o fio em uma bobina redonda), ela produz um campo magnético. A fonte do sinal está lendo um código e enviando impulsos elétricos em uma frequência. Os impulsos elétricos viajam por um fio até uma bobina de fios, onde produz um campo magnético que muda na mesma frequência. Para produzir energia mecânica, agora simplesmente movemos um ímã permanente próximo ao nosso eletroímã. Conforme o eletroímã liga e desliga, ele move o ímã permanente para frente e para trás. Para a frente e para trás, por definição é energia mecânica. Se esses ímãs estiverem colados em algo como o fundo de um copo, o fundo do copo se moverá na frequência enviada pela fonte do sinal. Você vai sentir o fundo do copo vibrar e um som será produzido. Sim, baby!

Etapa 3: Materiais

Certifique-se de ler o final desta seção, onde explico as alternativas e onde obter esses itens. Itens para o alto-falante1 Copo de plástico4 5/16 "redondo x 1/8" de disco espesso ímanes de neodímio 40 polegadas de fio de cobre esmaltado de calibre 16Super cola (tipo "gel" espesso funciona melhor) Fonte de sinal de fita com fio de áudioFerramentasTortas de fio ou tesoura pesada para cortar a areia papel ou uma borda afiadaAlgo pontiagudo bateria AA (ou um objeto redondo de espessura semelhante) Uma boa conexão com uma fonte de sinal pode ser o item mais difícil de obter. Se você for cuidadoso, pode remover os fios de fones de ouvido antigos para que o alto-falante possa ser conectado ao iPod. Você pode comprar fios de alto-falante que tenham um plugue na extremidade e não tenham a outra para serem conectados a um rádio. Usei as pontas desencapadas do fio de som de uma velha TV. Eles não precisam ser soldados ao seu alto-falante (a menos que você queira), desde que estejam vazios e você possa girar / segurar / fita para fazer uma boa conexão. Praticamente qualquer tamanho de copo de plástico funcionará. E não precisa ser necessariamente de plástico. Alto-falantes reais usam papel, seda, compósitos, etc. Experimente pratos de papel, recipientes de sorvete, copos de isopor … qualquer coisa que seja flexível e tenha um leve formato de copo para aumentar o som. Os ímãs não precisam ter exatamente 5/16 "de diâmetro ou 1/8" de espessura. Usei 8 ímãs de anel redondo de 5/16 "x 1/16" de espessura. Apenas certifique-se de que eles são um ímã bom e poderoso, com diâmetro menor do que a bateria AA. O fio de esmalte, também chamado de fio magnético, é um fio de cobre revestido com uma camada fina para evitar que entre em curto. Compre ou remova-o de um alto-falante antigo gratuitamente. Não precisa ser exatamente calibre 16 … apenas um bom tamanho para trabalhar.

Etapa 4: Segurança

A super cola pode causar irritações na pele. Cuidado ao usá-lo. Se entrar em contato com sua pele, enxágue com bastante água. Se você tem alergia à supercola, experimente uma alternativa, como pequenas pinceladas de cola quente ou simplesmente usar fita adesiva. Os ímãs de terra rara são extremamente poderosos! E eles podem destruir coisas eletrônicas como seu mp3 player favorito. Tenha cuidado onde você coloca os ímãs (perto de sua câmera digital … um grande não, não) e não deixe que eles se encaixem rapidamente. Eles podem quebrar ou prender os dedos. Risco de choque Nunca conecte o alto-falante à fonte de sinal enquanto ele estiver ligado. Nunca toque nas conexões desencapadas enquanto a energia estiver ligada. Isso envolve algumas ferramentas afiadas para cortar fios e fazer furos. Nunca segure a ponta ou borda em direção ao seu corpo ao fazer orifícios.

Etapa 5: Bobina de Voz

Use recortes de fio para cortar um comprimento de 40 polegadas de fio de cobre de bitola 16. Deixando uma cauda de 5 polegadas, enrole o fio em torno de uma bateria AA (ou objeto de tamanho semelhante). Faça um total de 14 a 16 envoltórios. É importante fazer a bobina o mais apertada e limpa possível. Dica - Fio enrugado, dobrado e difícil de trabalhar? Puxe o fio firmemente com as duas mãos e passe suavemente sobre uma borda afiada para endireitá-lo. Termos técnicos - Esta bobina servirá como nosso eletroímã. Em termos de alto-falante, é chamado de bobina de voz.

Etapa 6: prenda a bobina

Deslize cuidadosamente a bobina para fora da bateria e prenda com alguns pedaços pequenos de fita. Etapa muito importante Para obter uma boa conexão entre o fio da caixa acústica e a caixa acústica, o isolamento esmaltado deve ser removido das duas extremidades da bobina. Com um pedaço de lixa ou a ponta de uma faca modeladora, raspe suavemente o revestimento dos pedaços de arame da cauda na bobina

Etapa 7: Enrole para a Copa

Use algo pontudo, como um clipe de papel, para fazer um pequeno orifício próximo à base do copo. Coloque sua bobina no copo e deslize as pontas de arame pelo orifício.

Esprema a super cola formando um pequeno círculo no centro do copo. Pressione a bobina na cola e segure por dez segundos. Divida seus ímãs em dois grupos. Segure um grupo contra a parte externa do copo, bem abaixo do centro da bobina. Jogue o segundo grupo no copo para que eles se fixem no centro da bobina aos ímãs do lado de fora.

Etapa 8: Concluir

Um pedaço de fita adesiva manterá o alto-falante no lugar. Com a energia desligada, conecte a fonte do sinal ao alto-falante gravando ou girando. Certifique-se de que os dois fios não se tocam nas conexões nuas.

Ligue e continue. Para mais experimentação, experimente xícaras de tamanhos diferentes, cola melhor, materiais diferentes, ímãs maiores e conexões diferentes. Esta é uma construção utilitária feia apenas para mostrar os princípios básicos de construção. Mas vá em frente e se surpreenda tornando-o bonito. Construa um alto-falante para iPod que se pareça com um fonógrafo antigo, construa um subwoofer gigante ou construa um sistema de home theater completo usando caixas de papelão decoradas para caixas de alto-falante. Enlouqueça seu cientista louco. Boa sorte!