Um emissor ultrassônico é um gerador de ondas ultrassônicas poderosas. Como sabemos, uma pessoa não ouve a frequência ultrassônica, mas o corpo a sente. Em outras palavras, a frequência ultrassônica é percebida pelo ouvido humano, mas uma determinada parte do cérebro responsável pela audição não consegue decifrar essas ondas sonoras. Aqueles que estão envolvidos na construção de sistemas de áudio devem saber que a alta frequência é muito desagradável para a nossa audição, mas se elevarmos a frequência para um nível ainda mais alto (faixa ultrassônica), o som irá desaparecer, mas na verdade é . O cérebro tentará decodificar o som sem sucesso, resultando em dor de cabeça, náusea, vômito, tontura, etc.

A frequência ultrassônica tem sido usada há muito tempo em vários campos da ciência e da tecnologia. Com a ajuda do ultrassom, o metal pode ser soldado, lavado e muito mais. O ultrassom é usado ativamente para assustar os roedores na tecnologia agrícola, uma vez que o corpo de muitos animais é adaptado para se comunicar com sua própria espécie na faixa do ultrassom. Também há evidências de repelir insetos usando geradores de ultrassom; muitas empresas produzem esses repelentes eletrônicos. E sugerimos que você monte independentemente esse dispositivo, de acordo com o diagrama a seguir:

Considere o projeto de uma pistola ultrassônica de alta potência bastante simples. O microcircuito D4049 opera como um gerador de sinal de frequência ultrassônica, possui 6 inversores lógicos.

O microcircuito pode ser substituído por um análogo doméstico K561LN2. O regulador de 22k é necessário para ajustar a frequência, ele pode ser reduzido para a faixa audível se o resistor de 100k for substituído por 22k e o capacitor de 1,5nF for substituído por 2,2-3,3nF. Os sinais do microcircuito são enviados para o estágio de saída, que é construído em apenas 4 transistores bipolares de média potência. A escolha dos transistores não é crítica, o principal é escolher os pares complementares que estão o mais próximos nos parâmetros possível.

Como um radiador, você pode usar literalmente qualquer cabeçote HF com uma potência de 5 watts ou mais. As cabeças do tipo 5GDV-6, 10GDV-4, 10GDV-6 podem ser usadas no interior doméstico. Esses tweeters podem ser encontrados em sistemas acústicos feitos na URSS.

Resta apenas organizar tudo no caso. Para a direcionalidade do sinal de ultrassom, um refletor de metal deve ser usado.

Alguns dias atrás, recebi outro pedido. O comprador queria encomendar um poderoso canhão ultrassônico para combater jovens bêbados, para quem o dia começa à noite, quando todas as pessoas normais estão dormindo. Sem pensar duas vezes, escolhi um esquema comprovado de um poderoso emissor ultrassônico. A arma em si é construída em apenas um chip lógico padrão.

Literalmente, qualquer microcircuito semelhante contendo 6 inversores lógicos serve. No nosso caso foi utilizado um microcircuito CD4049 (HEF4049), que pode ser substituído com sucesso por um doméstico - K561LN2, bastando atentar para a pinagem, já que o K561LN2 difere do utilizado por algumas conclusões.

Como o circuito é bastante simples, ele pode ser implementado em uma placa de ensaio ou de forma articulada. O amplificador é montado em pares complementares de KT816 / 817, devido ao uso dessas chaves, a potência de nossa arma é de 10-12 watts.

Como emissor, é desejável usar cabeças de alta frequência do tipo 10 GDV ou importação; não é aconselhável usar um emissor piezoelétrico.

O case - de um transformador eletrônico chinês de 10-50 watts - teve que ser refeito, já que a placa não encaixava.

O capacitor 1.5nF é o responsável pela frequência (que foi então substituído por 3.9nF, já que com o capacitor indicado no circuito, o limite inferior de frequência é exatamente 20kHz, e com tal substituição, a frequência pode ser ajustada entre 10-30kHz ) e um resistor variável (como resultado, a configuração faz girando esse resistor).

Os resistores de base podem ser substituídos por 2,2kΩ, que são mais comuns do que aqueles mostrados no diagrama. Este emissor é alimentado por uma fonte de alimentação estabilizada de 5 volts com uma corrente de 1 A (faixa de tensão de alimentação 3,7-9 volts).

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Aula número 5

"Ultrassom"

Compilado por: Babenko N.I.

2010 r.

Ultrassom e sua aquisição. Emissores de ultrassom.

O ultrassom são vibrações mecânicas com frequência de mais de 20.000 Hz, que se propagam em meios elásticos na forma de ondas longitudinais. As fontes de ultrassom são:

1. Natural:

2. Artificial:

transdutores acústico-mecânicos;

transdutores eletroacústicos (piezoelétricos, magnetostritivos).

Fontes naturais de ultrassom são fontes não criadas por mãos humanas e que existem independentemente na natureza.

Fontes vivas: gafanhotos, grilos, peixes, morcegos, golfinhos. Fontes inanimadas: vento, deslizamentos de terra nas montanhas, terremotos.

Fontes artificiais de ultrassom são chamadas de transdutores acústicos porque convertem energia mecânica ou elétrica em energia de vibrações ultrassônicas.

Transdutores acústico-mecânicos são transdutores nos quais ocorrem vibrações ultrassônicas quando o fluxo de um líquido ou gás é interrompido. Exemplos: apito Galton, sirene ultrassônica.

Transdutores eletroacústicos são transdutores nos quais ocorrem vibrações ultrassônicas quando algumas substâncias são influenciadas por campos elétricos ou magnéticos alternados.

Transdutores piezoelétricos (piezo - pressão) são transdutores que utilizam o fenômeno do efeito piezoelétrico inverso para obter ultrassom.

O efeito piezo pode ser direto e inverso.

O efeito piezoelétrico direto consiste no aparecimento de cargas na superfície de alguns cristais (piezodielétricos) sob a ação de esforços mecânicos (compressão, tensão, flexão). Figura 1.

Com efeito piezoelétrico direto:

a quantidade de carga na superfície é proporcional ao estresse mecânico aplicado;

o sinal da carga é determinado pela direção da ação mecânica.

sem tensão de compressão de impacto

O efeito piezoelétrico inverso é o fenômeno de uma mudança no tamanho (deformação) de um dielétrico quando ele é colocado em um campo elétrico alternado.

As substâncias com propriedades piezoelétricas pronunciadas são chamadas piezoelétricas ou piezodielétricas: sal de Rochelle, titanato de bário, quartzo.

Transdutores magnetostritivos são transdutores que usam o fenômeno da magnetostrição para gerar ultrassom. A magnetostrição é o fenômeno de uma mudança na forma (tamanho) de algumas substâncias ferromagnéticas sob a influência de um campo magnético alternado.

Essas substâncias incluem:

Níquel e suas ligas;

Cobalto e suas ligas;

Ferrites são compostos cerâmicos baseados em óxidos de ferro, níquel, zinco.

Uma substância na forma de uma haste é colocada dentro da bobina. Quando a bobina é conectada a uma fonte de tensão elétrica alternada de frequência ultrassônica, a corrente elétrica atua na haste com seu componente magnético e causa sua deformação (alongamento) com a frequência da corrente. Figura 2

PISTOLA ULTRASSÔNICA MODERNIZADA "IGLA-M"

Faça um ultrassom são ondas elásticas de alta frequência. Normalmente, a faixa ultrassônica é considerada a faixa de frequência de 20.000 a vários bilhões de hertz. Agora, o ultrassom é amplamente utilizado em vários métodos físicos e tecnológicos. O fato de que o ultrassom afeta ativamente objetos biológicos (por exemplo, mata bactérias) é conhecido há mais de 70 anos. Equipamento eletrônico com feixe de ultrassom de varredura é usado em neurocirurgia para inativar certas áreas do cérebro com um poderoso feixe de alta frequência focalizado. As vibrações de alta frequência causam aquecimento interno do tecido.

Até agora, há discussões sobre o efeito físico das vibrações ultrassônicas na célula e até mesmo sobre a possível ruptura das estruturas do DNA. Além disso, há evidências de que no nível micro - não no nível da estrutura do corpo, mas em um nível mais sutil, a exposição ultrassônica acaba sendo prejudicial.

O ultrassom pode ser obtido de fontes mecânicas, eletromagnéticas e térmicas. Emissores mecânicos são geralmente todos os tipos de sirenes intermitentes. Eles emitem vibrações no ar com uma potência de até vários quilowatts em frequências de até 40 kHz. As ondas ultrassônicas em líquidos e sólidos são geralmente excitadas por transdutores eletroacústicos, magnetostritivos e piezoelétricos.

A indústria há muito tempo fabrica dispositivos paraefeitos ultrassônicos em animais, por exemplo:

Compromisso

Um repelente de cães em miniatura é um dispositivo eletrônico vestível (montado em uma caixa de mini-lanterna) que emite vibrações ultrassônicas que são audíveis para os cães e não percebidas pelos humanos.

Princípio de operação

O dispositivo é projetado para proteger contra ataques de cães: a radiação ultrassônica de uma determinada potência geralmente pára um cão agressivamente afinado a uma distância de 3 a 5 metros ou faz com que ele fuja. O maior efeito é alcançado quando exposto a cães vadios agressivos.

Especificações

• Tensão de alimentação (1 tipo de bateria 6F22 (KRONA)), V 9
• Corrente de consumo, não mais, A 0,15
• Peso com baterias, não mais, g 90

Como você pode imaginar, este é um brinquedo fraco, mas vamos deixar o aparelho muito mais poderoso! Continuando os experimentos com ultrassom (), uma série de melhorias e melhorias interessantes foram feitas. Portanto, um método revolucionário de exposição (naturalmente negativo) foi produzido em um organismo vivo de dois aparelhos ultrassônicosemissores com uma frequência de diferença de vários hertz. Ou seja, a frequência de um emissor, por exemplo, 20.000 Hz e o outro, 20010 Hz. Como resultado, emradiação ultrassônica sobreposta infrazvukovoe, o que aumenta muito o efeito destrutivo!

O circuito é padrão, um gerador em CD4069 + um amplificador em três transistores N-P-N. Fonte de alimentação não inferior a 12 V, com corrente de até 1 A.

Para aumentar o efeito direcional, usamos ressonadores de som cilíndricos. Seu papel será desempenhado por um tubo banhado a níquel comum de um aspirador de pó.Só não estrague o aspirador, o tubo é vendido separadamente no bazar ou na loja de peças de reposição.

Cortamos duas peças com um comprimento determinado experimentalmente (cerca de alguns centímetros) e as anexamos a cabeças HF como 5GDV-4 ou qualquer outra. Você pode comprar um bico duplo para o escapamento de um carro, a instalação é muito mais conveniente e o efeito será ainda melhor.

Colocamos os alto-falantes de alta frequência no interior, na parte traseira montamos a placa com a bateria.

Ao regressar do trabalho à noite ou a perambular por becos escuros, existe o perigo de ser atacado por cães vadios, cujas mordidas podem ser fatais, se não consultar o médico a tempo. É para esses casos que cérebros humanos inteligentes criaram um repelente ultrassônico.

Os repelentes industriais têm um esquema bastante complexo e são feitos com componentes bastante escassos.

Neste artigo, consideraremos uma variante desse repelente usando a famosa série de cronômetros 555. O temporizador, como sabe, pode funcionar como gerador de impulsos rectangulares, é esta ligação que se utiliza no circuito.

O gerador opera a uma frequência de 20-22 kHz, pois muitos animais são conhecidos por "se comunicarem" na faixa ultrassônica. Experimentos mostraram que frequências de 20-25 kHz causam medo artificial em cães, graças ao regulador de sintonia, o gerador pode ser sintonizado para uma frequência de 17-27 kHz.

O circuito em si contém apenas 6 componentes e não causará quaisquer dificuldades. É aconselhável usar um regulador multivoltas para uma sintonia mais precisa na frequência desejada.
O emissor piezo pode ser retirado de uma calculadora ou de qualquer outro brinquedo musical, você também pode usar qualquer cabeçote HF com potência de até 5 watts, simplesmente não há mais sentido.

O dispositivo funciona efetivamente a uma distância de 3 a 5 metros, uma vez que não há amplificador de potência adicional no circuito.

Como fonte de alimentação, é conveniente usar uma coroa ou qualquer outra fonte com tensão de 6 a 12 volts.

Lista de radioelementos