In Vino Veritas: un oscil·lador de copes de vi: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Després d'acabar un oscil·lador de diapasó, el meu germà em va desafiar a fer un oscil·lador amb una copa de vi. (https://www.instructables.com/id/Tuning-Fork-Osci…)

Va pensar que seria més difícil utilitzar una copa de vi que un diapasó com a element determinant de la freqüència. És.

Tothom sap el so que fa una copa (de vi) quan la toqueu suaument, normalment sona com un "ping" ràpidament en descomposició. Alguns gots més cars poden seguir cantant quan es frega un dit mullat per la vora. El so que produeix és causat per la vibració ràpida del vidre d’una manera especial. La forma rodona del vidre es transforma en el·lips, de nou en un cercle i després en el·lips, però gira 90 graus, etc. L’aire vibra amb el vidre i el resultat és un to.

Fins i tot podeu trobar investigacions serioses sobre les vibracions de les copes de vi, només Google per a: "un estudi de l'acústica de les copes de vi" i consulteu el pdf següent. (Reconec que no ho he llegit tot)

Pas 1: fer vibrar la copa de vi

Quan vaig construir l’oscil·lador de la diapasó, fer-lo vibrar era senzill, només teniu un electroimant que l’atrau repetidament. Però amb el magnetisme del vidre no és una opció. Podria haver fet un artilugi amb un dit humit mecànic, fregant constantment el vidre. Però les solucions mecàniques no són realment el meu vestit fort. Llavors vaig pensar a fixar un element piezo (com podeu trobar a les targetes il·lustrades "musicals"), però no em va agradar la idea que res toqués el vidre. I també canviaria la freqüència natural de la copa.

És possible fer vibrar una copa de vi amb ones sonores. Suposo que tothom ha vist clips de pel·lícules de copes de vi destrossades amb poderoses ones sonores. Vaig pensar que no necessitava un so tan potent … Així que vaig triar un altaveu normal per produir les ones de so que facin vibrar el vidre.

Pas 2: Detecció de les vibracions

Un oscil·lador necessita un bucle tancat, de manera que vaig haver de registrar les vibracions, amplificar-les i alimentar-les (amb la fase correcta) mitjançant l’altaveu fins a la copa. Com detectar aquestes vibracions. Bé, això va resultar ser la part més difícil.

A la televisió he vist nois que treballaven per a "organitzacions de tres lletres" escoltant les vibracions dels vidres de les finestres que, al seu torn, vibraven a causa de les veus de l'habitació que hi havia darrere, amb el que s'anomena micròfons làser. Vaig pensar que no seria tan difícil fabricar un dispositiu jo mateix, ja que el vidre que escolto és a pocs mil·límetres de distància, igual que el làser.

Estava equivocat. Aquests micròfons làser utilitzen la interferència de la llum làser original i la llum reflectida per detectar les vibracions dels vidres de la finestra. No se m’acut cap manera de fer un dispositiu per fer-ho. Potser algú aquí ho faci, si us plau, digueu-me-ho als comentaris següents.

L’ús d’un micròfon per escoltar la copa tampoc no funciona, el so que prové de l’altaveu serà més fort i el sistema oscil·larà, però no amb la freqüència de la copa. molt i aquest so torna a través d'un micròfon.

Amb l’oscil·lador de diapasó vaig utilitzar un interruptor òptic per detectar les vibracions dels dents. Va funcionar bé, ho podria repetir amb alguna cosa de vidre?

El vidre es dobla lleugerament, potser es podria utilitzar. Així que vaig provar amb leds de diferents colors brillant a través de la copa de diferents maneres i detectar qualsevol canvi amb un transistor fotogràfic. No va funcionar. Després vaig provar un feix de llum làser que es reflectia en el vidre i intentava detectar-ne les vibracions. Això tampoc va funcionar.

El que va funcionar va ser analitzar el feix làser a través del got de manera que la copa bloquejés la major part de la llum, la llum que arriba al transistor fotogràfic es modula amb les vibracions de la copa. El problema d'aquesta configuració és que és extremadament sensible als moviments més petits del làser, el vidre i el detector. Però és la manera com ho vaig fer funcionar.

Pas 3: els làsers verds són perillosos

Primer vaig utilitzar un làser verd, ja que sé que la llum làser verda es fa amb un làser IR i un cristall no lineal que duplica la freqüència de la llum IR a la llum verda. Però aquest procés no és perfecte, de manera que encara en surt una mica de llum IR. Amb els làsers verds barats (per exemple, els meus) no hi ha cap filtre IR per bloquejar-lo. I el meu transistor fotogràfic és sensible a la llum IR. Però al final vaig canviar a un làser vermell quan vaig veure que hi havia * molta * infrarogia que sortia del làser i, com que els vostres ulls no hi reaccionen, això pot ser perillós. Per sort, el meu transistor fotogràfic reacciona tan bé a la llum vermella com a la IR.

Pas 4: la freqüència adequada

Al tocar el vidre i gravar-lo a l’oscil·loscopi, vaig veure que apareixien (com a mínim) dues freqüències. Un semblava que tenia uns 100 Hz, que és molt baix i l’altre al voltant de 800 Hz. Aquell semblava la freqüència que buscava. No volia aquest 100 Hz, així que vaig fer un filtre de pas alt per bloquejar-lo (i al mateix temps bloquejar el soroll de baixa freqüència, com el zumbit de 50 Hz de la xarxa). He utilitzat l'Assistent de filtres d'Analog Devices per calcular els valors correctes de les peces, no només fabriquen peces electròniques excepcionals, sinó que també són molt útils per al seu ús. (https://www.analog.com/designtools/en/filterwizard/) Més tard em vaig adonar que els 100 Hz poden haver estat produïts per tot el vidre sacsejant-ne la tija a causa del meu toc.

Pas 5: tancar el bucle

Ara, tocant la copa de vi, em van donar unes bones fotos a l’oscil·loscopi, així que era el moment de provar amb un altaveu. Va funcionar a l’instant, la copa va començar a ressonar amb una freqüència de 807 Hz. A partir d’aquí va ser senzill, vaig amplificar el senyal que provenia del transistor fotogràfic (ara filtrat) i el vaig alimentar a l’altaveu.

Pas 6: Conclusió

Conclusió, és possible fer un oscil·lador amb una copa de vi en lloc d'un RC, LC, cristall o qualsevol altre dispositiu de determinació de freqüència que s'utilitzi normalment, però no és fàcil. Almenys no és fàcil com ho vaig fer. El posicionament del làser, la copa de vi i el transistor fotogràfic és extremadament crític, no és només un mil·límetre cap endavant o cap enrere, és menys que, com li vaig dir al meu germà, la fase de la lluna influeix massa en el posicionament.

Potser algú sap de maneres millors i menys crítiques de detectar les vibracions d’una copa de vi (i no, el micròfon NO funciona) Si us plau, digueu-ho als comentaris següents.