Transductor electromecánico de sección cónica de poliestireno: 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

"¿Un qué?" usted pregunta. Un "transductor electromecánico" se refiere al tipo de altavoces con los que estamos más familiarizados; un imán permanente y un electroimán vibrando salvajemente para producir sonido. Y por "sección cónica de poliestireno" me refiero a vaso de plástico. Sea lo que sea, no es un Instructable sobre cómo destrozar cruelmente el altavoz de la computadora de su compañero de cuarto y pegar el controlador en algún otro objeto. Muestro cómo construir la unidad transductora real (comúnmente llamada controlador de altavoz) con algunos objetos simples. El orador es súper fácil, extremadamente impresionante y tan genial que incluso hace que Kenny G. suene bien. Si la lectura te aborrece, no dudes en ir al grano del cómo hacerlo en el paso 3. Pero la teoría que presento en las primeras páginas pueden ayudarlo a construir un mejor orador, y … (pausa dramática) … incluso puede hacerlo más inteligente (¡Por ejemplo!) Hay un par de riesgos (además del aprendizaje), así que lea la Página de seguridad.

Paso 1: Teoría: ¿Qué es el sonido?

El primer concepto para envolver tu pequeña mente gomosa es la idea del sonido. El sonido no es un objeto. Su equipo de sonido no está disparando pequeñas partículas de polvo de sonido mágico para hacerle cosquillas en los oídos con M. C. Martillo. En cambio, el sonido es la transferencia de energía. Una fuente (como el altavoz de su equipo de sonido) recibe energía eléctrica y la convierte en energía mecánica. Si amablemente se coloca los dedos en la garganta y grita la frase "alguien ya hizo una película sobre una planta gigante que canta", sentirá esa energía mecánica en forma de vibraciones. También habrás notado esas vibraciones cuando te paras muy cerca de una batería o de esos parlantes baratos que tu ex novia pone en Smash Mouth. Esa vibración mecánica actúa como un pistón que empuja las partículas hacia adelante cuando se mueve hacia afuera y tira de las partículas hacia atrás cuando se tira hacia adentro. Como dije, el sonido no es un objeto; es una transferencia de energía. Esas partículas no se lanzan hacia sus oídos. La primera partícula toca la siguiente partícula y la mueve un poco. Esa partícula mueve un poco la siguiente partícula, y así sucesivamente hasta que ese movimiento, esa energía, llega a tu oído. La rapidez con que esas partículas transfieren energía (la velocidad del sonido) está determinada por el tipo de partícula que sea. En el aire, el sonido se mueve a 343 metros por segundo. En su laboratorio marino submarino secreto se mueve a 1533 metros por segundo (no se lo diré a nadie). Sé que lo entiendes implícitamente, porque eres súper inteligente, pero las fuentes pequeñas mueven una pequeña cantidad de partículas y las fuentes grandes mueven una gran cantidad de partículas. Si la vibración mecánica es pequeña (si el pistón solo se mueve una distancia corta), no transfiere mucha energía a las partículas, por lo que el sonido es pequeño. Si su altavoz es realmente un golpe (el pistón se mueve una gran distancia) está transfiriendo grandes cantidades de energía y produce un gran sonido. Una última nota sobre el concepto de sonido, decimos que el sonido es una onda. Pero no es una de esas ondas ascendentes y descendentes como una cuerda para saltar o esos gráficos sinusoidales que tu profesor de álgebra te hace dibujar. Es una especie de onda de ida y vuelta que presenta una serie de partículas presionadas muy juntas y partículas muy separadas. Si estiras un buen slinky en el suelo y le das un empujón (¡un empujón, no un meneo! ¡Un empujón, dije!) Verás otro ejemplo de este tipo de ola.

Paso 2: Teoría: Conversión de energía eléctrica en mecánica

Fuentes de señal: reproductor de 8 pistas, reproductor de casetes, radio AM, reproductor de mp3, lo que sea (con posiblemente la excepción de un reproductor de discos) todos funcionan con el mismo principio. Leen un código y envían impulsos de electricidad, el impulso eléctrico transfiere energía a través de cables a un transductor electromagnético (controlador de altavoz) y se produce el sonido. Es como hormigas en un hormiguero. El hormiguero es la fuente de señal que envía a las hormigas (electricidad) a un picnic (el orador). No nos ocuparemos de la política de los hormigueros o de explicar exactamente el movimiento de las hormigas. Solo tenemos que responder dos preguntas para construir un buen orador: ¿Cuántas hormigas llegan al picnic en cierto tiempo? ¿Y qué están haciendo las hormigas en el picnic? Cuántas hormigas llegan al picnic en un cierto período de tiempo es diferente a preguntar qué tan rápido van las hormigas. Básicamente, las hormigas solo van a una velocidad. A lo que me refiero es a lo cerca que están las hormigas. ¿Salieron del hormiguero uno tras otro? ¿O esperaron un par de segundos entre cada hormiga? Esto se refiere a la frecuencia de las hormigas. Si las hormigas son visitantes frecuentes (una tras otra) de nuestro picnic (altavoz), el sonido producido será un sonido de alta frecuencia (agudo) como el chillido de las adolescentes … el tipo de ruido que rompe cristales y tímpanos por igual. Si las hormigas no pasan muy a menudo, se dice que son de baja frecuencia y el sonido que producen es una base de golpes bajos. La frecuencia es extremadamente importante en el diseño de altavoces. Algunos materiales y tamaños son mejores para producir diferentes sonidos. Notarás que los altavoces que producen sonidos bajos (subwoofers) son realmente grandes, mientras que los altavoces pequeños hacen los sonidos altos. Este Instructable solo describe un tamaño de altavoz que hará todo lo posible para producir todas las frecuencias de sonido … pero se puede hacer un mejor sistema cuando los impulsos eléctricos (hormigas) se filtran para que los sonidos bajos vayan a un altavoz grande y los sonidos agudos se dirigen a un pequeño altavoz. Ahora, ¿qué está pasando en nuestro picnic? Ignore a la joven pareja que está dando vueltas y solo concéntrese en las hormigas. Están recogiendo trozos de comida, ¿verdad? En términos de hablante, los impulsos eléctricos están produciendo impulsos magnéticos. Parte del altavoz se está convirtiendo en un electroimán en una cierta frecuencia determinada por la frecuencia de las hormigas. ¡Santo Lorenz fuerza Batman! ¿Cómo produce la electricidad un imán? La electricidad y el magnetismo están estrechamente relacionados. De hecho, si hace girar imanes alrededor de algo que conduce electricidad (como un trozo de alambre de cobre), puede producir electricidad … pero sabía que … es inteligente, se llama generador. Lo contrario también es cierto. Si haces que la electricidad gire en un círculo (enrollando un cable en una bobina redonda apretada), se produce un campo magnético. La fuente de la señal está leyendo un código y enviando impulsos eléctricos a una frecuencia. Los impulsos eléctricos viajan por un cable hasta una bobina de cables donde produce un campo magnético que cambia a la misma frecuencia. Para producir energía mecánica, ahora simplemente movemos un imán permanente cerca de nuestro electroimán. A medida que el electroimán se enciende y apaga, moverá el imán permanente hacia adelante y hacia atrás. De ida y vuelta, por definición, es energía mecánica. Si estos imanes están pegados a algo como el fondo de una taza, la parte inferior de la taza se moverá a la frecuencia enviada por la fuente de señal. Sentirá que el fondo de la taza vibra y se producirá un sonido. ¡Sí bebé!

Paso 3: Materiales

Asegúrese de leer el final de esta sección donde explico las alternativas y dónde obtener estos artículos. Artículos para el altavoz 1 Vaso de plástico 4 Imanes de neodimio de disco redondos de 5/16 "x 1/8" de grosor 40 pulgadas de alambre de cobre esmaltado calibre 16 Súper pegamento (el tipo de "gel" grueso funciona mejor) Cinta Fuente de señal con cable de audio Herramientas Tijeras de corte de alambre o tijeras pesadas para cortar el cable Arena papel o un borde afilado Algo puntiagudo Una pila (o un objeto redondo de grosor similar) Una buena conexión a una fuente de señal puede ser el elemento más difícil de obtener. Si tiene cuidado, puede quitar los cables de los auriculares viejos para poder conectar el altavoz a su iPod. Puede comprar cables de altavoz que tengan un enchufe en el extremo y que estén desnudos en el otro para conectarlos a una radio. Utilicé los extremos desnudos del cable de sonido que salía de un televisor viejo. No necesitan soldarse a su altavoz (a menos que lo desee) siempre que estén desnudos y pueda girar / sujetar / cinta para hacer una buena conexión. Casi cualquier tamaño de vaso de plástico funcionará. Y no necesariamente tiene que ser de plástico. Los oradores reales usan papel, seda, materiales compuestos, etc. Experimente con platos de papel, recipientes para helado, vasos de poliestireno … cualquier cosa que sea flexible y que tenga una ligera forma de copa para magnificar el sonido. Los imanes no tienen que ser exactamente de 5/16 "redondos o 1/8" de grosor. Usé 8 imanes de anillo redondos de 5/16 "x 1/16" de grosor. Solo asegúrese de que sean un imán bueno y potente que tenga un diámetro más pequeño que la batería AA. El alambre de esmalte, también llamado alambre magnético, es un alambre de cobre que está recubierto con una capa delgada para evitar que se produzca un cortocircuito. Cómprelo o quítelo de un altavoz antiguo de forma gratuita. No tiene que ser exactamente de calibre 16 … solo un buen tamaño para trabajar.

Paso 4: seguridad

El superpegamento puede provocar irritaciones en la piel. Tenga cuidado al usarlo. Si entra en contacto con su piel, asegúrese de enjuagar con agua. Si tiene una alergia conocida al superpegamento, pruebe una alternativa como pequeñas gotas de pegamento termofusible o simplemente use cinta adhesiva. ¡Los imanes de tierras raras son extremadamente poderosos! Y pueden arruinar elementos electrónicos como su reproductor de mp3 favorito. Tenga cuidado donde coloca los imanes (cerca de su cámara digital … un gran no, no) y no permita que se junten rápidamente. Pueden romperse o pellizcarse los dedos. Peligro de descargas eléctricas Nunca conecte el altavoz a la fuente de señal mientras esté encendido. Nunca toque las conexiones desnudas mientras esté encendido. Esto implica algunas herramientas afiladas para cortar cables y hacer agujeros. Nunca sostenga la punta o el borde hacia su cuerpo al hacer agujeros.

Paso 5: bobina de voz

Use tijeras de alambre para cortar una longitud de 40 pulgadas de alambre de cobre de calibre 16. Dejando una cola de 5 pulgadas, envuelva el cable alrededor de una batería AA (o un objeto de tamaño similar). Haz de 14 a 16 vueltas en total. Es importante hacer la bobina lo más ajustada y ordenada posible. Consejo: ¿Alambre arrugado, doblado y difícil de trabajar? Apriete el cable con ambas manos y páselo suavemente sobre un borde afilado para enderezarlo. Términos técnicos: esta bobina servirá como nuestro electroimán. En términos de altavoz, se llama bobina de voz.

Paso 6: Asegure la bobina

Deslice con cuidado la bobina de la batería y asegúrela con un par de pequeños trozos de cinta. Paso muy importante Para obtener una buena conexión entre el cable del altavoz y el altavoz, se debe quitar el aislamiento de esmalte de los dos extremos de la bobina. Con un trozo de papel de lija o el borde de un cuchillo de forma, raspe suavemente el revestimiento de los trozos de alambre de la cola en la bobina

Paso 7: enrollar a la taza

Use algo puntiagudo, como un clip, para hacer un pequeño agujero cerca de la base del vaso. Coloque su bobina en la taza y deslice las colas de alambre a través del agujero.

Exprime el superpegamento en un pequeño círculo en el centro de la taza. Presione la bobina sobre el pegamento y manténgala presionada durante diez segundos. Divida sus imanes en dos grupos. Sostenga un grupo contra el exterior de la taza justo debajo del centro de la bobina. Mezcle el segundo grupo en la taza para que se adhieran en el centro de la bobina a los imanes en el exterior.

Paso 8: Termina

Un trozo de cinta sujetará el altavoz en su lugar. Con la alimentación apagada, conecte la fuente de señal al altavoz pegándola con cinta adhesiva o girando. Asegúrese de que los dos cables no se toquen entre sí en las conexiones desnudas.

Enciende y rockea. Para una mayor experimentación, pruebe vasos de diferentes tamaños, mejor pegamento, diferentes materiales, imanes más grandes y diferentes conexiones. Esta es una construcción utilitaria fea solo para mostrar los principios básicos de construcción. Pero anímate y déjate llevar haciéndolo atractivo. Construya un altavoz para iPod que parezca un fonógrafo antiguo, construya un subwoofer gigante o construya un sistema de cine en casa completo utilizando cajas de cartón decoradas para las cajas de los altavoces. Vuélvete loco, científico loco. ¡La mejor de las suertes!