Как сделать пьезоэлемент своими руками: пошаговая инструкция

Как устроен пьезоэлемент и на каком принципе он работает. Из каких материалов можно изготовить пьезоэлемент в домашних условиях. Какие инструменты понадобятся для создания пьезоэлемента своими руками. Пошаговая инструкция по изготовлению простейшего пьезоэлемента.

Что такое пьезоэлемент и как он работает

Пьезоэлемент — это устройство, способное преобразовывать механическую энергию в электрическую и наоборот. Принцип его работы основан на пьезоэлектрическом эффекте, открытом братьями Кюри в 1880 году.

При деформации некоторых кристаллов (например, кварца) или керамических материалов на их поверхности возникают электрические заряды. Это явление называется прямым пьезоэлектрическим эффектом. Обратный пьезоэффект заключается в том, что при приложении электрического поля такие материалы деформируются.

Материалы для изготовления пьезоэлемента своими руками

Для создания простейшего пьезоэлемента в домашних условиях можно использовать следующие материалы:

• Пьезокерамика (например, титанат бария или цирконат-титанат свинца)
• Металлическая фольга для электродов
• Эпоксидный клей
• Провода для подключения

Пьезокерамику можно приобрести в специализированных магазинах радиодеталей или заказать через интернет. Остальные материалы доступны в обычных хозяйственных магазинах.

Необходимые инструменты

Для изготовления пьезоэлемента понадобятся следующие инструменты:

• Острый нож или скальпель
• Пинцет
• Мультиметр
• Паяльник
• Наждачная бумага мелкой зернистости

Пошаговая инструкция по изготовлению пьезоэлемента

1. Подготовьте пластинку пьезокерамики размером примерно 2х2 см.
2. Отрежьте два кусочка металлической фольги чуть большего размера, чем пьезокерамика.
3. Тщательно очистите и обезжирьте поверхности пьезокерамики.
4. Нанесите тонкий слой эпоксидного клея на обе стороны керамики.
5. Приклейте фольгу к обеим сторонам пьезокерамики, обеспечив плотный контакт.
6. Оставьте конструкцию до полного высыхания клея.
7. Припаяйте провода к металлическим электродам.
8. Проверьте работоспособность пьезоэлемента с помощью мультиметра.

Принцип работы самодельного пьезоэлемента

При механическом воздействии (сжатии, изгибе) на пластинку пьезокерамики, на ее поверхностях возникают разноименные электрические заряды. Металлические электроды собирают эти заряды, создавая разность потенциалов. Чем сильнее деформация, тем больше генерируемое напряжение.

Таким образом, самодельный пьезоэлемент способен преобразовывать механические колебания в электрический сигнал. Его можно использовать, например, в качестве простейшего датчика вибрации или микрофона.

Области применения самодельных пьезоэлементов

Пьезоэлементы, изготовленные своими руками, могут найти применение в различных любительских проектах:

• Датчики удара или вибрации
• Простые микрофоны
• Зуммеры и пищалки
• Генераторы высокого напряжения
• Элементы для сбора энергии вибраций

Однако стоит учитывать, что самодельные пьезоэлементы уступают по характеристикам промышленным образцам. Их использование ограничено любительскими экспериментами и простыми устройствами.

Меры предосторожности при работе с пьезоэлементами

При изготовлении и использовании самодельных пьезоэлементов следует соблюдать некоторые меры безопасности:

• Не подвергайте пьезоэлемент чрезмерным механическим нагрузкам — он может треснуть.
• Избегайте коротких замыканий выводов пьезоэлемента, особенно при сильной деформации.
• Не нагревайте пьезокерамику выше температуры Кюри (около 300°C) — она потеряет свои свойства.
• При работе с эпоксидным клеем используйте защитные перчатки.
• Соблюдайте осторожность при пайке выводов, чтобы не повредить пьезокерамику.

Преимущества и недостатки самодельных пьезоэлементов

Изготовление пьезоэлементов своими руками имеет ряд преимуществ и недостатков:

Преимущества:

• Доступность материалов и простота изготовления
• Возможность экспериментировать с разными формами и размерами
• Низкая стоимость по сравнению с промышленными образцами
• Образовательная ценность процесса изготовления

Недостатки:

• Более низкие характеристики по сравнению с заводскими пьезоэлементами
• Меньшая надежность и долговечность
• Сложность получения стабильных параметров
• Ограниченные возможности применения

Несмотря на недостатки, самостоятельное изготовление пьезоэлементов может быть интересным экспериментом для любителей электроники и помочь лучше понять принципы работы этих устройств.

Как сделать пьезоэлемент

Нет недостатка в сенсационных публикациях, приписывающих чудодейственные возможности пьезоэлектричеству. Так на свет появился пьезоэлектрический генератор. Сначала первого поколения, потом второго, сегодня в лаборатории уже испытывают восьмую версию. То, что пьезоэлемент не является источником энергии, — очевидно.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Пьезозажигалка ремонт своими руками
• Пьезокерамические источники высокого напряжения
• Как увеличить громкость пьезо пищалки
• Добываем электричество из пьезоэлемента
• Пьезоэлемент как источник высокого напряжения
• ВЕЧНАЯ ЗАЖИГАЛКА ДЛЯ КУХНИ*как сделать*
• Почему постоянно щелкает и не отключается автоподжиг газовой плиты или панели

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как работает пьезо зажигалка. что внутри.

Пьезозажигалка ремонт своими руками

Пьезоэлектрические кристаллы проявляют пьезоэлектрический эффект. Этот эффект имеет два свойства: Первый — прямой пьезоэлектрический эффект, который означает, что материал обладает способностью превращать механическую деформацию в электрический заряд.

Второй — обратный эффект, при котором приложенный электрический потенциал преобразуется в механическую энергию деформации. Пьезоэлемент зажигалки — образец этого эффекта. Пьезоэлектрическая пластина представляет собой устройство, которое использует пьезоэлектрический эффект для измерения давления, ускорения, деформации или силы путем преобразования их в электрический заряд. Пьезоэлектричество — это электричество, генерируемое пьезоэлементом, эффект которого называется пьезоэлектрическим эффектом.

Это способность некоторых материалов генерировать напряжение переменного тока переменного тока при механическом напряжении или вибрации или вибрировать при воздействии переменного напряжения или и то и другое. Наиболее распространенным пьезоэлектрическим материалом является кварц. Этот эффект оказывает определенная керамика, соли Рошеля и другие другие твердые вещества. Когда звуковая волна ударяет по одной или обеим сторонам пластин, пластины вибрируют.

Кристалл поднимает эту вибрацию, что приводит к слабому напряжению переменного тока. Следовательно, между двумя металлическими пластинами возникает напряжение переменного тока, с формой волны, подобной форме звуковых волн.

И наоборот, если к пластинам подается сигнал переменного тока, это заставляет кристалл вибрировать синхронно с сигнальным напряжением. В результате металлические пластины также вибрируют и создают акустические помехи.

Это простое в исполнении и полезное в быту устройство позволяет добывать огонь всего одним щелчком. Огонь образуется из-за возгорания газа при контакте с электрическим разрядом, производимым пьезоэлементом зажигалки при нажатии на соответствующую клавишу. В пластмассовом корпусе находится блок пьзоэлемента и провода, которые используются как электроды.

Основа — это блок пьезоэлемента, который отправляет от кнопки силу давления на сам пьезоэлемент. Основная составляющая пьезоэлемента — пьезокристалл. Это пластинка, вырезанная из кварцевого кристалла. Ее функция — механическую деформацию превращать в электрическое напряжение. Пластинка очень твердая, способна выдержать значительные изгибы и сжатия и выдавать высокое напряжение.

При плавном нажатии на кристалл, выдаваемое напряжение будет невелико, но оно будет длительным. При нажатии на кристалл с той же силой, но быстро и мгновенно — выдаваемое напряжение сильнее, но оно будет моментальным. Поэтому для создания искры в пьезозажигалке используется это свойство кристалла.

Для изменения силы удара с плавного на резкий в зажигалке имеется механизм: упругая пружина, которая находится под кнопкой пьезозажигалки.

Нажимая на кнопку — сжимается и пружина. После нажатия на кнопку до конца — пружина отодвигает рычажок, на который она опирается. После этого пружина резко распрямляется.

На другом конце пружины расположен металлический молоточек, который при раскрытии пружины с огромной скоростью ударяет в кристалл. На обратной стороне кристалла имеется металлическая подкладка, которая не дает кристаллу сдвинуться от движения молоточка. В результате получается мгновенный и сильный удар по кристаллу, который вызывает искру. Сразу же появляется логичный вопрос: а зачем индивиду со здоровой нервной системой ломать свой смартфон?

Ситуация может быть разной. Кто-то желает сдать телефон по гарантии, так как он ему уже разонравился. Кто-то просто решил приколоться над дружком. Разряд тока, произведенный пьезоэлементом зажигалки, может сломать смартфон. При таком воздействии телефон откажется работать.

При этом никаких видимых повреждений или оплавленных элементов не будет. Теперь вы можете с радостью нести сломанный гаджет в салон и требовать возврата денег.

В сервисном центре ничего не должны понять. Не знаю почему, но даже после 50 ударов слабым током кнопочный телефон продолжил исправно функционировать. Сначала берем бутылку от лекарства и делаем отверстие для того чтобы вставить туда корпус авторучки, далее с использованием термоклея делаем соединение герметичным.

Настоящего электрошокера сделать не получится, а вот подшутить над одноклассниками — вполне реально. Потребуется: — пьезоэлемент вынутый из зажигалки , — металлическая ручка, — фольга, — пассатижи. Разбираем ручку, все детали ручки должны быть металлические. Выводной провод тока пьезоэлемента подкручиваем и вставляем в стержень пасты. И далее собираем, как показано на видео. А дальше можете подшутить над другом — предложить ему попользоваться вашей ручкой. Ток будет слабым, а эффект от неожиданности — очень сильным!

Пьезоэлектрики — диэлектрики, в которых происходит пьезоэффект, то есть те диэлектрики, которые могут под действием деформации индуцировать электрический заряд на своей поверхности прямой пьезоэффект или под влиянием внешнего электрического поля деформироваться обратный пьезоэффект.

Оба эффекта открыты братьями Жаком и Пьером Кюри в — годах. Пьезоэлектрики широко применяются в современной технике как элементы датчиков например давления. Существуют пьезоэлектрические детонаторы, источники звука большой мощности, миниатюрные трансформаторы, кварцевые резонаторы для высокостабильных генераторов частоты, пьезокерамические фильтры, ультразвуковые линии задержки и другое. Наиболее широкое применение в этих целях кроме кристаллического кварца получила поляризованная пьезокерамика, изготовленная из поликристаллических сегнетоэлектриков, изготовленные из цирконата-титаната свинца.

Понять этот процесс проще всего на примере пьезоэлемента в зажигалке, который представляет собой маленький кристалл кварца, обладающий пьезоэлектрическими свойствами. Если приложить к такому кристаллу напряжение, то происходит деформация кристаллической решётки и изменение размеров кристалла. Так происходит прямой пьезоэффект.

Если сжать или растянуть кристалл кварца, то на его поверхности образуется напряжение. Это так называемый обратный пьезоэффект. Пьезоэлементы, которые под действием деформации индуцируют электрический заряд, уже давно используют для того, чтобы преобразовать механическую энергию в электричество.

Например, на танцполах, и на автомобильных парковках. Однако уверяем, что потенциал данных материалов этим не ограничивается. Например, европейские ученые представили свою разработку на конференции International Electron Devices Meeting. Они продемонстрировали прототип устройства с габаритами микромашины.

Для этого они применили в качестве пьезоэлемента нитрид алюминия вместо традиционного цирконат-титаната свинца. Этот прототип выполняет функцию беспроводного датчика температуры, который впитывает энергию от всевозможных вибраций и передает данные на базовую станцию каждые 15 секунд.

Сегодня установка на реактивные самолеты пьезопреобразователей позволяет экономить до 30 процентов топлива за счет колебаний фюзеляжа и крыльев самолета. Нетрудно предположить, что подобные разработки будут появляться все чаще. Сфера их применения в перспективе значительно расширится. Эксперты смело говорят о том, что в ближайшее время вообще исчезнет нехватка мощностей.

Ведь, если есть пьезоэлемент, то можно извлекать электроэнергию из движущихся автомобилей и идущих людей. Даже по скромным подсчетам получается, что с десяти километров двухполосной пьезодороги можно будет получить примерно пять мегаватт в час! Чтобы иметь представление, насколько это много, достаточно вспомнить, что именно столько вырабатывает первая атомная станция в Обнинске. Принцип поджигания, основанный на пьезоэффекте от греч. Это явление, открытое братьями Жаком и Пьером Кюри в г, заключается в том, что при сдавливании монокристаллов некоторых веществ на их гранях возникают электрические заряды.

Такой монокристалл заменяет в конструкции зажигалки кремень. Пьезоэлемент в зажигалке представляет собой маленький кристалл кварца, наделенный пьезоэлектрическими свойствами.

Когда к кристаллу прилагается напряжение, кристаллическая решетка деформируется и меняются размеры кристалла. Это называется прямым пьезоэффектом. И, наоборот, при растяжении или сжатии кристалла кварца на его поверхности образуется напряжение. Этот явление называется обратным пьезоэффектом. Слабый удар по кристаллу кварца, разположенному в зажигалке, порождает напряжение в несколько сотен вольт. Так происходит электрический пробой, и между электродами проскакивает искра.

Газ загорается. К слову сказать, пеьезозажигалка — это наукоемкое изделие, детище высоких технологий второй половины ХХ века и является своего рода мини- электростанцией … на ладони. В самом деле, не чудо ли, когда нажатие пальца на клавишу силой всего Н напрямую преобразуется в высокое напряжение тысяч Вольт?

Более того, это практически неиссякаемый источник энергии, срок службы пьезоэлементов такого механизма не менее 12 лет! Эти зажигалки не нуждаются в источниках энергии или других расходных материалах кроме газа конечно же. Пьезоэлектричество генерируется в ходе инновационного процесса, в котором не используются стандартные электрические провода. Вместо этого искру получают при помощи естественных сил.

Воспламенитель пьезо очень надежен. Пьезоэлектричесво не использует электрические соединения, хотя во многих приборах для получения искры в определенном месте используют провода. Для воспламенения в таких приборах обычно нужно нажать на кнопку. Они достаточно эффективны, просты в использовании, прочны и требуют минимального ухода. Пьезозажигалки, как правило, живут намного дольше зажигалок механических.

Секрет их долголетия заключается в отсутствии трения элементов. Однако, если с пьезоэлементом что-то случилось, починить его вам не удастся. Заметим, однако, что выход из строя пьезоэлемента — явление очень редкое.

Пьезокерамические источники высокого напряжения

Самое подробное описание: пьезозажигалка ремонт своими руками от профессионального мастера для своих читателей с фотографиями и видео из всех уголков сети на одном ресурсе. Ремонт зажигалки IMCO super-triplex В этом видео показано как отремонтировать зажигалку если у Вас не крутитс. Первая поломка зажигалки!

Обзор вскрытие и расчленение зажигалки с целью достать из неё Пьезоэлемент как источник высокого напряжения | all-audio.pro Можно ли.

Как увеличить громкость пьезо пищалки

Пьезоэлектрические кристаллы проявляют пьезоэлектрический эффект. Этот эффект имеет два свойства: Первый — прямой пьезоэлектрический эффект, который означает, что материал обладает способностью превращать механическую деформацию в электрический заряд. Второй — обратный эффект, при котором приложенный электрический потенциал преобразуется в механическую энергию деформации. Пьезоэлемент зажигалки — образец этого эффекта. Пьезоэлектрическая пластина представляет собой устройство, которое использует пьезоэлектрический эффект для измерения давления, ускорения, деформации или силы путем преобразования их в электрический заряд. Пьезоэлектричество — это электричество, генерируемое пьезоэлементом, эффект которого называется пьезоэлектрическим эффектом. Это способность некоторых материалов генерировать напряжение переменного тока переменного тока при механическом напряжении или вибрации или вибрировать при воздействии переменного напряжения или и то и другое. Наиболее распространенным пьезоэлектрическим материалом является кварц.

Добываем электричество из пьезоэлемента

Существуют однослойные, двухслойные и многослойные пьезокристаллы. Если их растянуть или сжать, они генерируют электричество. В —е года в СССР изучением пьезоэлектричества занимался Всесоюзный научно-исследовательский институт пьезооптического минерального сырья , который издавал ежегодные научные труды. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии , проверенной 19 марта ; проверки требуют 11 правок.

Нажимая на кнопку, я даю согласие на обработку своих персональных данных.

Пьезоэлемент как источник высокого напряжения

Конструктивно пьезоэлемент представляет из себя пьезокерамику с нанесенными электродами. Пьезоэлементы могут быть разнообразной формы: в виде дисков, колец, трубок, пластин, сфер и др. Для вибраторов и генераторов пьезоэлементы объединяют в пьезостек, чтобы достичь лучших характеристик. Пьезоэлектрические вещества пьезоэлектрики , в частности пьезокерамика, имеет то свойство, что при деформации под действием внешнего механического давления на их поверхности возникают электрические заряды. Этот эффект называется прямым пьезоэлектрическим эффектом и был открыт в г.

ВЕЧНАЯ ЗАЖИГАЛКА ДЛЯ КУХНИ*как сделать*

Войти или зарегистрироваться. Возникла такая идея создать компактный источник HV исходя из нескольких пьезоэлементов соединённых параллельно ибо стандартый пьезоэлемент от зажигалки выдаёт кВ. Основной затык в том что силу тока он зело малую выдаёт и следовательно макс. А хотелось бы получить поболе — ну хотяб вт — если из зажигалок ковырять то охренеешь сколько их нужно. Может у кого есть инфа по более мощным промышленно выпускаемым пьезоэлементам и по расчётам сборки оных с использованием промышленно выпускаемой пьезокерамики. Заранее благодарен.

Сначала нужно с помощью пинцета аккуратно извлечь пьезоэлемент из зажигалки и примерить его к ручке. Затем ручку надо.

Почему постоянно щелкает и не отключается автоподжиг газовой плиты или панели

Запросить склады. Перейти к новому. Re: Что можно сделать из пьезо-элементов от зажигалок? Меню пользователя dimmich Посмотреть профиль Отправить личное сообщение для dimmich Найти ещё сообщения от dimmich.

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Квадрокоптер летит токо в верх модель YH 1 ставка. Не взлетает квадрокоптер 1 ставка.

Дубликаты не найдены.

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Мегапосты: Криминальный квест HR-истории Путешествия гика. Войти Регистрация. Пьезоэлектрический генератор электрической мощности Компьютерное железо Из песочницы Ажиотаж в мире в отношении создания пьезоэлектрических источников энергии до недавнего времени не отличался высоким уровнем изобретательских предложений.

Заметил что в общем она пережила полных заправок в течении 2 лет -далее клапан просто не держит газ внутри зажигалки и в течении суток газ просто из нее улетучивался что к стати не безопасно — но интересно для меня было то что сам пьезоэлемент работает и очень даже не плохо. В общем решил не филосовствовать.. Затем обрезал край по то место где находится контакт пьезо элемента отогнутый усик внутрь трубки -и после этого все это дело обточил на наждаке.

Как сделать пьезоэлемент своими руками

Что представляет собой праща Что такое палица. Как метать палицу по цели Метательное оружие: Бумеранг и Болас Как сделать лассо? Как метать боевую цепь Кошка-крюк кагинава Дротик. Метание дротика Духовое ружье Амигаса и дубльамигаса Арбалет ниндзя Стрельба из арбалета Техника стрельбы из арбалета в положении «лежа» Техника стрельбы из арбалета в положения «стоя» Изготовление простой модели арбалета ниндзя Метательное оружие.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Датчик вибрации своими руками
• Спиртовой пистолет из шприца и зажигалки своими руками
• Стельки — пьезогенераторы часть 2
• Добываем электричество из пьезоэлемента
• Как работает пьезоэлемент
• Как сделать пьезоэлемент своими руками

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Электрозажигалка для газа своими руками

Датчик вибрации своими руками

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Мегапосты: Криминальный квест HR-истории Путешествия гика. Войти Регистрация. Пьезоэлектрический генератор электрической мощности Компьютерное железо Из песочницы Ажиотаж в мире в отношении создания пьезоэлектрических источников энергии до недавнего времени не отличался высоким уровнем изобретательских предложений. Например, учёные Израиля предлагают монтировать пьезоэлементы в дорожном полотне и использовать энергию проезжающих машин.

В Японии пол одного из залов метро покрыт пьезоэлементами. Эти и подобные им проекты генераторов напряжения не выдерживают никакой критики с экономической точки зрения. Причина в следующем. За один щелчок электрозажигалки, который длится примерно 0,1 наносекунды, выделяется мощность более 2 мегаватт. То есть мощность за секунду равна 0,2 ватта. Если бы можно было сделать щелчков в секунду, то получили бы мощность ватт. Мощность большая, но как сделать щелчков в секунду.

Это невозможно, но вот прижать пьезоэлемент к гладкому вращающемуся колесу 20 и более тысяч раз можно, возбуждая в нём ультразвуковые колебания. Это хотя бы доказывает ниже приведенный рисунок рис.

Тридцать ватт отбираемой от пьезоэлемента мощности ватт на грамм пьезоэлемента в непрерывном режиме при напряжении В было достаточно, чтобы питать люминесцентную лампу. Для этого энергия вращающегося колеса преобразовывается в изгибные ультразвуковые колебания камертона выполненного на одном из концов пакета Ланжевена, и затем, за счёт пьезоэффекта, в электрические колебания высокой частоты.

То есть, с помощью пьезоэлементов можно создавать не только электрические генераторы напряжения, но и генераторы мощности. Идея использовать пьезоэлектрический мотор в качестве генератора мощности рис. Причина в том, что, согласно этой идее, один тип колебаний принудительно должен возбуждаться в одной из частей пьезоэлемента.

Эту часть назовём возбудителем. Для этого, помимо механического воздействия, используется отдельный источник питания. Второй тип колебаний должен генерироваться в другой части пьезоэлемента, за счёт принудительного вращения ротора.

Эту часть пьезоэлемента назовём генератором. Испытания опытных образцов подтвердили возможность получения энергии в генераторе. Но мощность генератора должна быть в несколько раз больше мощности отбираемой от источника питания возбудителя.

Иначе в таком генераторе нет смысла. Вот как раз это долго и не получалось. Лишь только относительно недавно Вячеслав Лавриненко, изобретатель пьезоэлектрического мотора, пенсионер, работая у себя дома после тщательной подборки материалов пьезоэлемента и контактных пар смог получить полезную мощность на нагрузке в несколько раз больше, мощности, отбираемой от дополнительного источника питания. Появилась возможность часть мощности генератора направить в возбудитель и убрать дополнительный источник.

Эту задачу он решал двумя способами. По первому способу измерял амплитуду и фазу на входе возбудителя и с помощь реактивных элементов подгоняли под такую же амплитуду и фазу напряжение на выходе генератора.

То есть, как и в обычных электрических генераторах выполнялись условия баланса амплитуды и фазы. Когда эти условия были выполнены, выход замыкался с входом. По второму способу напряжение с генератора преобразовывалось в постоянное напряжение, которым питался усилитель мощности и маломощный генератор переменного напряжения.

По мере того, как удалось устойчиво получать полезную мощность в пределах 0,2 Ватта на грамм пьезоэлемента, Лавриненко обнаруживает интересный эффект, соизмеримый в физике с открытием, который он сформулировал так: В двух, совмещённых в одном теле, резонаторах взаимно перпендикулярных акустических колебаний, с частотами резонанса смещёнными друг относительно друга для создания сдвига фаз между колебаниями при их возбуждении спонтанно генерируются взаимно поперечные колебания на частоте между упомянутыми резонансными частотами при фрикционном взаимодействии тела с другим телом, например, с вращающимся колесом.

То есть, при фрикционном взаимодействии упомянутых тел существует положительная обратная связь. Появление случайных колебаний образуют эллипс, размеры которого увеличиваются при вращении колеса. Подобным образом в электрическом усилителе напряжения, охваченной положительной обратной связью спонтанно возбуждаются электрические колебания, и энергия источника постоянного напряжения преобразуется в переменное напряжение.

Зависимость этого напряжения от скорости вращения имеет вид, показанный на рис. Обнаруженный эффект значительно упрощает идею создания пьезоэлектрических генераторов мощности, причем мощность в 5 ватт на грамм пьезоэлемента становится вполне реальной. Будут ли они иметь преимущества перед электромагнитными генераторами можно будет сказать только со временем, по мере их изучения, хотя о некоторых из них можно говорить уже сейчас.

Отсутствие меди и обмоток — это надёжность в условиях повышенной влажности. Отсутствие тяжёлых металлов меди и сплавов железа — это высокие удельные параметры. Получаемый на выходе высокочастотный сигнал, легко трансформируется под любую нагрузку.

А главное преимущество, что для любых частот вращения колеса не требуется редуктор. Достаточно лишь правильно рассчитать диаметр колеса. При невозможности применения солнечных батарей, пьезоэлектрические генераторы мощности, используя энергию, мускул или ветра, могут их заменить, например, для зарядки аккумуляторов ноутбуков, планшетов и пр.

Хотя актуальность направления очевидна, для его развития требуется достаточная финансовая поддержка, которой, как и у многих проектов наших стран, пока нет.

Источник бесперебойного питания на источнике бесперебойной подачи информации Читайте на Хабре. Читают сейчас. Власти США наложили запрет на криптовалюту Дурова 4,5k Поделиться публикацией. Похожие публикации. ML-разработчик компьютерного зрения. Chudo Москва. Kuflex Можно удаленно. Fullstack разработчик. Сбербанк Ростов-на-Дону. Frontend developer. BS lab Минск. Новые Программные Системы Новосибирск. Все вакансии. AntonSor 16 февраля в 0. Так ведь Вячеслав Лавриненко, изобретатель пьезоэлектрического мотора, пенсионер собрал же.

Собрав уже не одну сотню пьезодвигателей за 20 лет, он и на коленке смог. На самом деле, после десятка проб и ошибок, действительно можно.

А расскажите пожалуйста, что там за интрига с «батарейку можно и убрать»? И убрал он ее, или в процессе? Речь идет о дополнительном источнике питания для возбуждения колебаний в пьезоелементе. Изобретателю удалось его убрать. Тогда же получается вечный двигатель, о котором говорили ниже. Отключать можно источник питания дополнительного возбуждения, основной источник работы — механический — никуда не девается :.

Теперь понял. Меня заклинило на термине «мотор». В то время, как описывается, видимо, генератор. Вячеслав Лавриненко, изобретатель пьезоэлектрического мотора, пенсионер Похоже, что он с института этим занимался полагаю что это тот-же Вячеслав Лавриненко. Не думаю, что наличие пенсии его как-то характеризует.

Его патенты хорошо отражают высокий уровень опыта и профессиональный подход. Artoo-Detoo 17 февраля в 0. Много лет назад встречал вопрос: почему пьезоэлементы не применяют в малогабаритных ДВС вместо магнетто. Ответ оказался простым: ресурс пьезоэлемента настолько мал, что в ДВС исчерпается за несколько минут. Об этом Черток писал в своей книге «Ракеты и люди» 2-я книга.

У него как раз была идея заменить тяжёлые и сложные магнетто на пьезоэлементы дело было в е годы , тем самым сделав большое доброе дело для авиации… но, как говорится: «не взлетело». Курчасов его сильно огорчил описанием и характеристиками пьезоэлементов на тот момент это была сегнетовая соль , на этом дело и кончилось. Как я понял, с тех времён хоть и не стоял на месте прогресс, но ничего принципиально более выносливого в этом направлении не придумали и не открыли.

Появилась возможность часть мощности генератора направить в возбудитель и убрать дополнительный источник питания. Я надеюсь что меня подвело зрение а не мозг. Это не совсем ошибка. Почитайте комментарий выше. Самая мякотка в следующей фразе. Если ее не объяснить, то действительно может сложиться превратное отношение.

А объяснения, наверное, не будет. Дейстивительно создавалось впечатление очередного «вечного двигателя». Объяснения в абзаце выше обсуждаемого — » Для этого, помимо механического воздействия, используется отдельный источник питания. То есть основной источник энергии для генератора — это механический.

Но для повышения эффективности насколько я понял необходимо еще и слегка возбуждать пьезоэлемент электрическим сигналом синхронно с механическим воздействием. И как раз источник этого дополнительного возбуждения и имеется в виду. Механическое воздействие для выработки энергии как было так и остается — с приводом от педалей, паротурбины, водяного колеса и т.

Спиртовой пистолет из шприца и зажигалки своими руками

Обороняться в закрытом пространстве от неожиданно напавшего человека достаточно сложно. Например, чем остановить грабителя в лифте? Еще и срок дадут. Поэтому оптимальным вариантом станет электрошокер , который, кстати, можно и самостоятельно изготовить.

В Японии пол одного из залов метро покрыт пьезоэлементами. Если бы можно было сделать щелчков в секунду, то получили.

Стельки — пьезогенераторы часть 2

Самое подробное описание: пьезозажигалка ремонт своими руками от профессионального мастера для своих читателей с фотографиями и видео из всех уголков сети на одном ресурсе. Ремонт зажигалки IMCO super-triplex В этом видео показано как отремонтировать зажигалку если у Вас не крутитс. Первая поломка зажигалки! Пришлось оптимизировать, то есть убрать лишние детали, для его нормальной работы. Когда распаковывал зажигалку заметил, что внутри что-то гремит. И решил разобрать посмотреть, что там. Повесть о том, какую зажигалку стоит купит. Как можно отремонтировать пьезо элемент в кухонной газовой зажигалке.

Добываем электричество из пьезоэлемента

Сейчас уже никого не удивить электронным будильником, микрокалькулятором с жидкокристаллическим индикатором или музыкальной поздравительной открыткой. Более того, их все чаще выбрасывают из-за неисправностей, морального или физического старения, севшей батарейки. Но этим достижениям технического прогресса можно найти прекрасное применение в учебном процессе. Речь пойдет о пьезоэлементах и поляроидных пленках.

Что представляет собой праща Что такое палица. Как метать палицу по цели Метательное оружие: Бумеранг и Болас Как сделать лассо?

Как работает пьезоэлемент

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Мегапосты: Криминальный квест HR-истории Путешествия гика. Войти Регистрация. Пьезоэлектрический генератор электрической мощности Компьютерное железо Из песочницы Ажиотаж в мире в отношении создания пьезоэлектрических источников энергии до недавнего времени не отличался высоким уровнем изобретательских предложений. Например, учёные Израиля предлагают монтировать пьезоэлементы в дорожном полотне и использовать энергию проезжающих машин.

Как сделать пьезоэлемент своими руками

Мы постараемся ответить на вопрос: ремонт газовой пьезозажигалки своими руками по рекомендациям подлинного мастера с максимально подробным описанием. Решил показат. Сломалась газовая зажигалка для плиты, перестала щелкать пьеза.. Это устраняется в течении 10 минут и у нас. Что делать, если электрозажигалка для газовой плиты перестала работать? Батарейка в порядке, но не работает.

Как сделать простейший электрогенератор из дешевых пьезоэлементов. Несколько рабочих Занимательная физика своими руками.

Заметил что в общем она пережила полных заправок в течении 2 лет -далее клапан просто не держит газ внутри зажигалки и в течении суток газ просто из нее улетучивался что к стати не безопасно — но интересно для меня было то что сам пьезоэлемент работает и очень даже не плохо. В общем решил не филосовствовать.. Затем обрезал край по то место где находится контакт пьезо элемента отогнутый усик внутрь трубки -и после этого все это дело обточил на наждаке.

Сегодня покажу как сделать интересный мощный пистолет работающий от паров спирта из шприца и зажигалки с пьезоэлементом своими руками. Такой пистолет при кажущейся простоте и игрушечности от капли спирта может пробить алюминиевую баночку от пива. Сделать подобный спиртовой пистолет довольно просто и быстро, давайте приступим. Берём шприц, рассверливаем в наконечнике где должна вставляться игла отверстие немного большего диаметра.

Вам не нужно тратить пару сотен баксов на электронные барабаны, вы можете изготовить ее своими руками. Вот что вам нужно:.

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми самоделками. Не более одного письма в день. Войти Чужой компьютер. В гостях у Самоделкина!

Пьезоэлектричество, силы и жесткость; &

Электрические требования для работы с пьезоэлементом

Общие сведения
При работе значительно ниже резонансной частоты пьезопривод ведет себя как конденсатор: смещение привода пропорционально накопленному заряду (оценка первого порядка). Емкость привода зависит от площади и толщины керамики, а также от свойств ее материала. Для пьезоприводов, которые собраны из тонких ламинарных пластин из электроактивного керамического материала, электрически соединенных параллельно, емкость также зависит от количества слоев.

Емкость слабых сигналов актуатора стека можно оценить по формуле:

(уравнение 14)

Где:

C = емкость [Ф (Ас/В)]

n = количество слоев =

ε ₃₃ T = диэлектрическая проницаемость [As/Vm]

A = площадь поверхности электрода одного слоя [м

² ]

d _S = расстояние между отдельными электродами (толщина слоя) [м ]
I ₀ = длина привода

Уравнение показывает, что для данной длины привода емкость увеличивается пропорционально квадрату числа слоев. Следовательно, емкость пьезоактюатора, состоящего из слоев толщиной 100 мкм, в 100 раз больше емкости актуатора со слоями толщиной 1 мм, если два актуатора имеют одинаковые размеры. Хотя привод с более тонкими слоями потребляет в 100 раз больше тока, требования к мощности двух приводов в этом примере примерно одинаковы. Высоковольтные и низковольтные усилители PI в этом каталоге разработаны с учетом требований соответствующих типов приводов.

Статическая работа
При электрическом заряде количество энергии, хранящейся в пьезоактуаторе, составляет E = (1/2) CU ² Каждое изменение заряда (и, следовательно, смещения) керамики PZT требует
тока i :

(Уравнение 15)

Отношение тока и напряжения для пьезоэлектрического привода

Где:

i = ток [A]

Q = заряд [кулон (As)]

CF = емкость ]

U = напряжение [В]

t = время [с]

Для статической работы необходимо подавать только ток утечки. Высокое внутреннее сопротивление снижает токи утечки до уровня микроампер или меньше. Даже при внезапном отключении от источника питания заряженный привод не совершит резкого движения, а очень медленно вернется к своим незаряженным размерам.

Для медленных изменений положения требуется только очень малый ток.

Пример: Усилитель с выходным током 20 А может полностью растянуть привод на 20 нФ за одну секунду. Подходящие усилители можно найти с помощью Руководства по выбору управляющей электроники.

Примечание
Значения емкости актуатора, указанные в таблицах технических данных, являются значениями слабого сигнала (измерены при 1 В, 1000 Гц, 20 C, без нагрузки) Емкость пьезокерамики изменяется в зависимости от амплитуды, температуры и нагрузки, до 200 % от значения без нагрузки, слабого сигнала, комнатной температуры. Для получения подробной информации о требованиях к питанию см. кривые частотной характеристики усилителя в разделе «Пьезодрайверы и контроллеры нанопозиционирования».

Динамический режим (линейный)
Пьезоприводы могут обеспечивать ускорение в тысячи g и идеально подходят для динамических приложений.

На динамику пьезосистемы позиционирования влияют несколько параметров:

• Скорость нарастания [В/с] и максимальный ток усилителя ограничивают рабочую частоту пьезосистемы.
• Если от усилителя поступает достаточная электрическая мощность, максимальная частота возбуждения может быть ограничена динамическими силами (динамический режим).
• В режиме обратной связи максимальная рабочая частота также ограничена фазовой и амплитудной характеристикой системы. Эмпирическое правило: чем выше резонансная частота системы, тем лучше фазовая и амплитудная характеристика и тем выше максимальная используемая частота. Полоса пропускания датчика и производительность сервоконтроллера (цифровые и аналоговые фильтры, алгоритм управления, полоса пропускания сервопривода) определяют максимальную рабочую частоту пьезоэлектрической системы.
• При непрерывной работе тепловыделение также может ограничивать рабочую частоту.

Следующие уравнения описывают взаимосвязь между выходным током усилителя, напряжением и рабочей частотой. Они помогают определить минимальные характеристики пьезоусилителя для динамической работы.

(уравнение 16)

Долгосрочный средний ток, необходимый для синусоидальной работы

(уравнение 17)

Пиковой ток, необходимый для синусоидальной работы

(Уравнение 18)

Максимум с трансфер с Триугулярной формой. , как функция предела выходного тока усилителя

Где:

i _a * = средний ток источника/приемника усилителя [A]

i _max * = пиковый ток источника/приемника усилителя [A]

f _max = максимальная рабочая частота [Гц ]

C** = емкость пьезоэлектрического привода [Фарад (Ас/В)]

U _pp = размах напряжения возбуждения [В]

f рабочая частота [Гц]

Средний и максимальный ток мощности для каждого пьезоусилителя PI можно найти в таблицах технических данных изделия.

Пример
В: Какой пиковый ток требуется для получения синусоидального смещения 20 м при 1000 Гц от привода HVPZT 40 нФ с номинальным перемещением 40 м при 1000 В?

A: Для перемещения на 20 м требуется напряжение привода около 500 В от пика к пику. По уравнению 17 требуемый пиковый ток рассчитывается при » 63 мА. Соответствующие усилители см. в разделе Пьезодрайверы и контроллеры нанопозиционирования.

Следующие уравнения описывают взаимосвязь между (реактивной) мощностью привода, емкостью привода, рабочей частотой и напряжением привода.

Средняя мощность, которую пьезодрайвер должен обеспечить для синусоидального режима, определяется по формуле:

(Уравнение 19)

Пиковая мощность для синусоидального режима:

(Уравнение 20)

8:

P _a = средняя мощность [Вт]
P _max = пиковая мощность [Вт]
C** = емкость пьезоэлектрического привода [Ф]
f = рабочая частота [Гц]
U _p-p = пиковая пиковое напряжение привода [В]
U _max = номинальное напряжение усилителя [В]

Также важно, чтобы источник питания мог подавать достаточный ток.

* Блок питания должен обеспечивать достаточный ток.
** Для условий сильного сигнала следует добавить запас в 70% от значения слабого сигнала.

Динамический коэффициент рабочего тока (DOCC)
Вместо расчета требуемой мощности привода для данного приложения проще рассчитать ток привода, поскольку он линейно увеличивается как с частотой, так и с напряжением (перемещением). С этой целью был введен динамический коэффициент рабочего тока (DOCC). DOCC — это ток, который должен подаваться усилителем для привода пьезоактюатора на единицу частоты (Гц) и единичного перемещения. Значения DOCC действительны для синусоидальной работы в режиме без обратной связи. При работе в замкнутом контуре потребность в токе может быть на 50 % выше.

Пиковые и долговременные средние токовые нагрузки различных пьезоусилителей можно найти в таблицах технических данных для электроники, значения DOCC в таблицах для пьезоактуаторов.

Пример. Чтобы определить, может ли выбранный усилитель управлять данным пьезоприводом на частоте 50 Гц с размахом смещения 30 м, умножьте DOCC привода на 50 x 30 и сравните результат со средним выходным током выбранного усилителя. . Если требуемый ток меньше или равен выходной мощности усилителя, то мощность усилителя достаточна для приложения.

Динамическая работа (переключение)
Для таких приложений, как генерация ударных волн или управление клапаном, может быть достаточно переключения (вкл. /выкл.). Пьезоприводы могут обеспечить движение с быстрым временем нарастания и спада с ускорением в тысячи g. Для получения информации об оценке задействованных сил см. Динамические силы.

Простейшая форма электроники бинарного привода для пьезоприложений будет состоять из большого конденсатора, который медленно заряжается и быстро разряжается через керамику PZT.

Следующее уравнение связывает приложенное напряжение (которое соответствует смещению) со временем.

(Уравнение 21)

Напряжение на пьезоэлементе после переключения.

Где:

U ₀ = начальное напряжение [В]

U _размах = выходное напряжение источника (размах) [В]

R = выходное сопротивление источника [Ом]

C = емкость пьезоэлектрического привода [Ф]

t = время [с]

Напряжение возрастает или падает экспоненциально в зависимости от постоянной времени RC. В квазистатических условиях расширение керамики PZT пропорционально напряжению. В действительности динамические пьезопроцессы нельзя описать простым уравнением. Если напряжение возбуждения возрастает слишком быстро, возникает резонанс, вызывающий звон и перерегулирование. Кроме того, всякий раз, когда пьезопривод расширяется или сжимается, на керамический материал действуют динамические силы. Эти силы генерируют (положительное или отрицательное) напряжение в пьезоэлементе, которое накладывается на управляющее напряжение. Пьезопривод может достигать своего номинального рабочего объема примерно за 30 % периода резонансной частоты, при условии, что контроллер может подавать необходимый ток.

Следующее уравнение применяется для зарядки постоянным током (как с линейным усилителем):

(уравнение 22)

Время для зарядки пьезокерамики постоянным током. С электроникой меньшей мощности ограничивающим фактором может быть скорость нарастания усилителя.

Где:

t = время зарядки пьезоэлемента до U _pp [с]

C = емкость пьезоэлектрического привода [F]

U _pp = изменение напряжения (двойное) [В]

я _max = пиковый ток источника/приемника усилителя [A]

Для более быстрого установления импульсный режим не является лучшим решением из-за возникающего перерегулирования. Современные методы, такие как InputShaping ^{и reg} , решают проблему резонансов внутри и вокруг привода с помощью сложных алгоритмов обработки сигналов.

Примечание
Пьезоприводы становятся все более и более популярными, поскольку они могут обеспечивать чрезвычайно высокое ускорение. Это свойство очень важно в таких приложениях, как управление лучом и оптическая стабилизация. Однако часто исполнительные механизмы могут ускоряться быстрее, чем может следовать механика, которой они управляют. Быстрое срабатывание наномеханизмов может вызвать звон привода и любых соседних компонентов, вызванный отдачей. Время, необходимое для затухания этого звона, может быть во много раз больше, чем сам ход. В критичных ко времени промышленных приложениях нанопозиционирования эта проблема, очевидно, становится более серьезной по мере увеличения пропускной способности движения и ужесточения требований к разрешению.

Классические методы сервоуправления не могут решить эту проблему, особенно когда резонансы возникают вне контура сервопривода, например, когда в образце возбуждается звон на быстром пьезосканирующем столике, когда он меняет направление. Решение часто ищут в снижении скорости сканирования, тем самым жертвуя частью преимущества пьезопривода.

Запатентованная технология упреждения в реальном времени под названием InputShaping ^{и reg} сводит к нулю резонансы как внутри, так и снаружи сервоконтура и, таким образом, устраняет фазу установления. Больше информации здесь.

Выделение тепла в пьезоактуаторе в динамическом режиме
Керамика PZT является (реактивной) емкостной нагрузкой и поэтому требует токов заряда и разряда, которые увеличиваются с увеличением рабочей частоты. Тепловая активная мощность P (полная мощность x коэффициент мощности, cos j), генерируемая в приводе во время гармонического возбуждения, может быть оценена с помощью следующего уравнения:

(уравнение 23)

Выделение тепла в пьезоактуаторе.

Где:

P = мощность, преобразованная в тепло [Вт]

tan d = коэффициент диэлектрической проницаемости (коэффициент мощности, cos j, для малых углов d и j)

f = рабочая частота [Гц]

C = емкость привода [Ф]

U _p-p = напряжение (пиковое) -до пика)

Для описания мощности потерь мы используем коэффициент потерь tan d вместо коэффициента мощности cos j, поскольку это более распространенный параметр для характеристики диэлектрических материалов. Для стандартной пьезокерамики привода в условиях слабого сигнала коэффициент потерь составляет порядка 0,01–0,02. Это означает, что до 2 % электроэнергии, проходящей через привод, преобразуется в тепло. Однако в условиях сильного сигнала от 8 до 12 % электроэнергии, подаваемой в привод, преобразуется в тепло (зависит от частоты, температуры, амплитуды и т. д.). Следовательно, максимальная рабочая температура может ограничивать динамику пьезопривода. Для больших амплитуд и высоких частот могут потребоваться меры по охлаждению. Датчик температуры, установленный на керамике, предлагается для целей контроля.

Для работы высокочастотных приводов с высокой нагрузкой и большой емкостью (таких как приводы PICA™-Power) были разработаны специальные усилители, использующие технологию рекуперации энергии. Вместо того, чтобы рассеивать реактивную мощность на радиаторах, необходимо передавать только активную мощность, используемую пьезоэлектрическим приводом.

Энергия, не использованная в актуаторе, возвращается в усилитель и повторно используется, как показано на блок-схеме на рис. 26. Сочетание высокоэнергетической пьезокерамики с малыми потерями и усилителей с рекуперацией энергии является ключом к новым высоким Применение динамического пьезоактюатора уровня уровня.

Для динамических применений с низкими и средними нагрузками также хорошо подходят недавно разработанные приводы PICMA ^{и reg} . Благодаря высокой температуре Кюри 320 C они могут работать при внутренней температуре до 150 C.

Сделайте свой собственный пьезоэлектрический звукосниматель для акустической гитары

Научные проекты

69обзоры

Аннотация

В этом проекте вы узнаете, как сделать пьезоэлектрический звукосниматель для акустической гитары из недорогих компонентов. Затем вы можете подключить свою акустическую гитару к усилителю и записать собственную музыку. Если вы интересуетесь электроникой и любите играть на акустической гитаре, это может быть идеальным проектом для вас.

Резюме

Музыка

 

В среднем (6-10 дней)

Для выполнения этого проекта вам необходимо знать хотя бы основы игры на гитаре. Вам также понадобится недорогая акустическая гитара и усилитель для электрогитары.

Доступно

В среднем (50–100 долларов США)

Рекомендуется наблюдение взрослых

Источники

Процедура этого проекта взята с веб-страницы Адама Кампфа, бывшего магистранта в области медиаискусства и науки в MIT Media Lab:

• Кумпф, А. (без даты). Сделайте свой собственный звукосниматель для акустической гитары. Проверено 25 июня 2014 г.
.

Под редакцией Эндрю Олсона, доктора философии, Science Buddies

Задача

Целью этого проекта является создание звукоснимателя для акустической гитары с использованием пьезоэлектрического преобразователя из простого электронного зуммера.

Введение

Когда-то, еще до того, как у кого-то из нас дома появились компьютеры, мы слушали музыку на виниловых пластинках. Звуковой сигнал записывался в канавки, прорезанные в грампластинках. Чтобы воспроизвести сигнал и услышать музыку, пластинку крутили на проигрывателе, а алмазный игла на конце тонарма проходила через канавку. Стороны канавки оказывали давление на иглу, заставляя ее перемещать рычаг, прикрепленный ко второму кристаллу. Давление, передаваемое этому второму кристаллу, создает крошечные электрические токи из-за пьезоэлектрический эффект . Предусилитель в головке звукоснимателя проигрывателя усиливал эти крошечные токи, которые затем усиливались стереоусилителем, так что мы могли слышать музыку через динамики.

Пьезоэлектрический эффект также можно использовать в электронных звукоснимателях для записи акустических инструментов. С помощью звукоснимателя вибрации инструмента преобразуются в электрический ток, который затем усиливается и записывается. В отличие от микрофона, со звукоснимателем вы не будете записывать посторонние звуки из других мест в комнате, а только звук акустического инструмента, в котором установлен звукосниматель. В этом проекте вы узнаете, как сделать пьезоэлектрический звукосниматель для акустической гитары, используя недорогие компоненты, которые можно найти в местном магазине Radio Shack.

В этом проекте можно провести несколько различных экспериментов. Например, вы можете приобрести несколько разных пьезоэлектрических элементов с разными характеристиками и сравнить их характеристики в качестве датчиков. Вы также можете сравнить производительность вашего самодельного звукоснимателя с производительностью профессионально разработанного пьезоэлектрического звукоснимателя. Или вы можете построить отдельный звукосниматель и сравнить его характеристики, когда он размещен в разных местах на нижней стороне бриджа, с пеной или без нее.

Если вы интересуетесь электроникой и любите играть на акустической гитаре, этот проект может стать для вас идеальным.

Термины и понятия

Чтобы выполнить этот проект, вы должны провести исследование, которое позволит вам понимать следующие термины и понятия:

• Пьезоэлектрический эффект
• Части гитары
  • Мост
  • Звуковое отверстие
  • Дека
  • Струны
• Звук
• Физика вибрирующих струн
• Звуковые частоты
• Герц (количество циклов в секунду)

Вопросы

• Каким образом пьезоэлектрическое устройство преобразует механическое напряжение в электрический ток?

Библиография

• Этот проект основан на веб-сайте Адама Кампфа, бывшего студента факультета медиаискусства и науки в MIT Media Lab:
  Кумпф, А. (без даты). Сделайте свой собственный звукосниматель для акустической гитары. Проверено 25 июня 2014 г.
.
• Эти ссылки содержат информацию о пьезоэлектрических и пьезоэлектрических датчиках:
  • Авторы Википедии. (2014, 8 июня). Пьезоэлектричество. Википедия, свободная энциклопедия. Проверено 25 июня 2014 г.
  .
  • участников Википедии. (2014, 19 мая). Пьезоэлектрические датчики. Википедия, свободная энциклопедия. Проверено 25 июня 2014 г.
  .
  • Неф, ЧР (2006). Пьезоэлектрический эффект. Гиперфизика, факультет физики и астрономии, Университет штата Джорджия. Проверено 27 сентября 2007 г.
  .

Материалы и оборудование

Для проведения эксперимента вам потребуются следующие материалы и оборудование:

• Акустическая гитара
  • Совет: мы настоятельно рекомендуем использовать для этого проекта недорогую акустическую гитару , так как вам нужно будет приклеить звукосниматель на место и, возможно, даже просверлить отверстие для установки разъема аудиокабеля.
• Гитарный усилитель (чтобы услышать результаты)
  • В зависимости от вашего усилителя вам также может понадобиться предусилитель, так как выходной сигнал пьезоэлектрического звукоснимателя имеет низкую амплитуду.
• Гитарный кабель (штекер 1/4″ на обоих концах, для подключения гитары к усилителю)
• Элемент пьезозуммера со следующими характеристиками:
  • Тип преобразователя: пьезоэлектрический
  • Размер преобразователя: 1,1 дюйма
  • Звуковой диапазон: 106 дБ
  • Уровень шума: менее -111 дБ
• Экранированный аудиокабель, прибл. длина 25 см
• 1/4-дюймовый аудиоразъем
  • Если вы не против просверлить отверстие в гитаре, вы можете установить его на корпус гитары.
  • Имеются также аудиоразъемы с торцевыми штифтами, которые можно установить в отверстие для торцевого штифта на гитаре. Вероятно, вам придется просверлить это отверстие большего размера. Гнезда с торцевыми штифтами дороже, чем обычные аудиоразъемы 1/4 дюйма.
  • Если вы не хотите сверлить отверстие в гитаре, вы также можете пропустить провода звукоснимателя через отверстие для штифта и подключить их к аудиоразъему снаружи гитары. Это будет временная установка, только для этого эксперимента.
• Небольшой кусок пенопласта средней плотности (всего пару квадратных дюймов)
• Паяльник
• Припой
• Инструмент для зачистки проводов
• Пистолет для горячего клея
• Термоклеевой стержень
• Дополнительно: электродрель и сверло 3/8 дюйма для просверливания отверстия для аудиоразъема.

Экспериментальная процедура

Проведите предварительное исследование, чтобы быть в курсе терминов, концепций и вопросов, приведенных выше.

Изготовление пикапа Примечание: эта процедура взята с веб-страницы Адама Кумпфа (Kumpf, дата неизвестна).

1. Основой звукоснимателя является пьезоизлучатель. Вы можете найти их всего за пару долларов в местном магазине запчастей (Radio Shack). Иногда на упаковках Piezo Buzzer не так много информации, но вы хотите найти вещи, максимально приближенные к информации, указанной выше в разделе «Материалы и оборудование». Другими словами, они довольно дешевы, поэтому выбирайте хороший. Также обратите внимание, что вам не нужен полнофункциональный зуммер, только пьезоэлемент.
2. Несколько слов о пьезоэлементах. Пьезоэлементы состоят из двух проводников, разделенных слоем пьезокристаллов. Когда к кристаллическому слою прикладывается напряжение, кристаллы притягиваются с одной стороны и толкаются с другой. Это, в свою очередь, изгибает слои металлического проводника. Когда подается синусоидальный сигнал (аудио), проводники очень быстро толкаются и тянутся, создавая звуковые волны. Прелесть пьезоэлемента в том, что он работает и в обратном направлении. Если звуковые волны толкают и тянут проводники, создается электрический сигнал, который можно вывести на усилитель или записывающее устройство. Именно так мы будем использовать элемент Piezo Buzzer в этом проекте. Он будет прикреплен к внутренней части корпуса гитары, и, когда корпус вибрирует, звук будет преобразован в электрический сигнал элементом пьезозуммера.
3. Теперь, когда у вас есть пьезо-зуммер, вам нужно осторожно открыть его и достать пьезо-элемент. Будьте осторожны, чтобы не повредить металлическое устройство внутри. Изгиб элемента может привести к его поломке или потере некоторой чувствительности.
4. Теперь вы готовы спаять устройство. Зачистите концы экранированного аудиокабеля. На одном конце подключите сигнальный провод к центру пьезоэлемента, а заземление/экран к металлической/латунной поверхности пьезоэлемента. На другом конце экранированного провода подключите сигнальный провод к сигнальному контакту аудиоразъема 1/4 дюйма, а экран подключите к контакту заземления.
5. Дополнительно: мы [первоначальный автор, Адам Кампф] обнаружили, что небольшой кусочек пены средней плотности улучшает характеристики звукоснимателя на большом количестве частот. Отрежьте кусок пенопласта того же размера, что и ваш пьезоэлемент, и высотой около 3/8 дюйма. Нанесите большую каплю горячего клея на обратную сторону пьезоэлемента (где соединяются провода), а затем прижмите пенопласт, пока клей не схватится. охлаждает
6. Теперь ваш пьезодатчик должен быть готов к установке. Вы можете убедиться, что он работает, подключив его к усилителю (с гитарным кабелем) и слегка постукивая по нему. Вот фото готового устройства, готового к установке (Kumpf, дата неизвестна):

7. Установка звукоснимателя

   Отметьте, где будет отверстие в корпусе гитары. Если вы не умеете обращаться с паяльником и у вас нет под рукой разъема для штифта, не делайте отверстие в конце гитары. Здесь находится штифт, удерживающий ремешок. Там есть деревянный блок, и домкрат в этом положении не сработает. Я рекомендую отметить отверстие примерно посередине кривой на конце гитары. Однако решать вам, где вы решите его разместить. Будь креативным! Вы, вероятно, захотите сначала отметить место карандашом, затем взять кончик сверла и повернуть отметку рукой (не в дрели), чтобы сделать небольшое углубление в дереве, как показано на рисунке 1. Домкраты с торцевыми штифтами являются более сильным и профессиональным решением, но также, вероятно, удвоят стоимость этого проекта для вас.
8. Далее мы должны просверлить отверстие. Это самая сложная часть процесса установки. В ваших интересах снять натяжение струн, чтобы избавиться от сил, которые могут тянуть древесину. Вы можете попрактиковаться в сверлении отверстий на куске дерева, если он есть, чтобы почувствовать сверло. Используя хорошее острое сверло диаметром 3/8 дюйма, как показано на рисунке 2, очень медленно (высокая скорость сверления, очень небольшое давление) и осторожно просверлите отверстие в корпусе. Будьте ровными и ровными, иначе вы можете повредить корпус гитары. расколоться вокруг дыры.
9. Тщательно очистите края отверстия, как показано на рис. 3. Снимите шайбу и гайку с домкрата 1/4 дюйма. Теперь вы должны вставить домкрат в корпус гитары и направить его к только что просверленному отверстию. размер вашей руки, вам может потребоваться полностью снять струны, чтобы просунуть руку достаточно далеко, чтобы направить домкрат к отверстию.Обычно я просто ослабляю струны (очень слабо) и сжимаю руку настолько, насколько это возможно почти наверняка вы не сможете добраться до просверленного отверстия. Это нормально. Просто наберитесь терпения и продолжайте ловить его. Возможно, вам будет полезно использовать что-то, например, скрепку для бумаги или карандаш, чтобы помочь направить вы через отверстие. Как только оно будет сделано, наденьте шайбу и гайку обратно на домкрат, чтобы зафиксировать его на месте. Не затягивайте гайку слишком сильно. гитара с трещиной. Лучше немного свободно, чем слишком туго! Если вы беспокоитесь о силе домкрата в si де гитары, вы можете легко сделать шайбу из листового металла для внутренней части гитары, чтобы поддерживать ее.
10. Теперь вы собираетесь установить пьезоэлемент. Этот шаг очень важен, если вы хотите, чтобы ваша гитара звучала хорошо. Будьте осторожны с элементом. Пьезодатчики можно сломать, если их согнуть. Хотя это может показаться странным, ваш звукосниматель будет издавать гораздо лучший звук, если вы закрепите его на гитаре, 50-50. Другими словами, половина элемента (латунная сторона) приклеена скотчем к перемычке (или скобе), а другая половина болтается в воздухе. Лучшее место для установки пьезоэлемента — на задней стороне моста. (сторона к торцевому штифту) Для установки звукоснимателя возьмите кусок двухсторонней ленты, достаточной, чтобы покрыть половину элемента, и поместите его на элемент. Вы также можете использовать горячий клей, как только найдете лучшее место на гитаре, так как это улучшит диапазон звукоснимателя 0,4–1,0 кГц. Многие люди также используют липкую замазку, которую можно приобрести в местном магазине канцелярских товаров. Половина звукоснимателя с лентой (или клеем, или замазкой) будет той частью, которая приклеится к дереву на внутренней стороне гитары (см. рис. 4). Другая половина будет висеть. Старайтесь, чтобы клей (лента/горячий клей/замазка) был как можно тоньше, так как это улучшит общую производительность. Также важно отметить, что размещение пьезоэлемента также может быть использовано для повышения частоты от 0,25 до 3,0 кГц в зависимости от того, какая часть устройства висит в воздухе. Поэкспериментируйте с разными положениями, если хотите, чтобы ваша гитара звучала уникально. Как правило, чем ближе звукосниматель к бриджу, тем теплее звук.
11. Сложная часть установки позади. Теперь последние штрихи. Во-первых, вы должны закрепить свободный провод, идущий от звукоснимателя к гнезду, чтобы он не болтался туда-сюда, когда кто-то берет гитару. Пройдите через звуковое отверстие и наклейте большие куски липкой ленты, чтобы закрепить провод. Затем вы можете затянуть гайку на домкрате, чтобы завершить ее размещение. Тогда затяните струны и подключите его! Вот и все. Вы только что превратили свою акустическую гитару в акустическую/электрическую!

Задать вопрос эксперту

У вас есть конкретные вопросы о вашем научном проекте? Наша команда ученых-добровольцев может помочь. Наши эксперты не сделают всю работу за вас, но они сделают предложения, дадут рекомендации и помогут устранить неполадки.

Опубликовать вопрос

Варианты

• Узнайте, как размещение пьезоэлектрического преобразователя влияет на качество звука. Например, вы действительно получаете лучшее качество звука, когда пьезоэлемент частично висит в воздухе?
• Исследуйте, как изменяется качество звука, когда пьезоэлектрический преобразователь устанавливается с пеной средней плотности между ним и нижней стороной моста, по сравнению с тем, когда преобразователь крепится непосредственно к нижней части моста.
• Более продвинутые учащиеся могут использовать программное обеспечение для анализа звука, чтобы измерить реакцию пьезоэлектрического преобразователя в зависимости от частоты звука (график спектра мощности).
• Эксперимент по изготовлению звукоснимателей для электрогитары см. в проекте Science Buddies «Сделай свой собственный звукосниматель для электрогитары».

Вакансии

Если вам нравится этот проект, вы можете изучить следующие родственные профессии:

• Руководство по проекту научной ярмарки
• Другие подобные идеи
• Идеи музыкального проекта
• Мои любимые

Лента новостей по этой теме

 

, ,

Цитировать эту страницу

Общая информация о цитировании представлена ​​здесь. Обязательно проверьте форматирование, включая заглавные буквы, для используемого метода и при необходимости обновите цитату.