Как получить ультразвук в домашних условиях

Практическое использование ультразвука нашло широкое применение во многих областях человеческой деятельности. В зависимости от частоты колебаний ультразвук может разрушать, разделять, нагревать, плавить, отражаться, и при этом оставаться неслышимым для человека. Несмотря на то что ультразвуковые колебания открыты человеком очень давно, применять его начали сравнительно недавно, не считая свисток Гальтона, который с 1883 года использовался для подачи сигнала охотничьим собакам.

Сегодня ультразвук используется как минимум в 11 направлениях:

  • Медицина: диагностика, терапия.
  • Промышленность (резка).
  • Климатическая техника.
  • Приготовление смесей (гомогенизация).
  • В биологии (разделение клеток).
  • Для очистки воды (кавитационная эрозия).
  • Эхолокация.
  • Расходометрия.
  • Дефектоскопия.
  • Ультразвуковая сварка.
  • Гальванотехника.

В повседневной жизни практически каждый человек сталкивался с ультразвуковой техникой. Это УЗИ, эхолот, ультразвуковой увлажнитель воздуха, табулятор и др. Частотой колебаний ультразвуковых волн считается от 20 КГц, что за краем восприятия человеческого слуха. Тем не менее многие животные его слышат, подают друг другу сигналы и даже используют для эхолокации.

Современные источники ультразвука

Не считая природных источников, в современной ультразвуковой технике используются генераторы ультразвука. Такой генератор состоит из трех основных узлов – это задающий генератор высоких частот, усилитель и излучатель. Для наглядности можно рассмотреть устройство ультразвукового увлажнителя воздуха. В данной технике, кроме ультразвукового генератора, применяется нагнетатель (вентилятор центробежного типа). Ультразвук разбивает воду на мелкую дисперсию, а вентилятор выдувает ее через сопло. На фото показаны главные элементы схемы.

Элементы схемы ультразвукового генератора

Справа вверху излучатель, внизу задающий генератор, слева внизу усилитель с регулятором мощности, а слева вверху вентилятор.

Коммутируются элементы следующим образом.

Схема ультразвукового генератора

В заводских моделях схема ультразвукового генератора и пьезокерамический излучатель компактно устроены на одной плате.

Принципиальная схема выглядит так.

Схема ультразвукового генератора

Еще одним наглядным примером является схема ультразвукового генератора на 40 КГц, предназначенного для отпугивания грызунов.

схема ультразвукового генератора на 40 КГц

ВИСКИ За 20 Минут С ПОМОЩЬЮ УЛЬТРАЗВУКА!

Если для увлажнителя частота ультразвука составляет 1,7 МГц, то здесь при частоте всего 40КГц в качестве излучателя можно применить высокочастотный динамик 4ГД-1.

Похожая схема для табулятора (ультразвукового ингалятора)

Как получить ультразвук в домашних условиях

Генератор ультразвука.
Такое устройство предназначено для работы с ВЧ головками. Вырабатывает мощный поток ультразвука и может быть использовано для отпугивания животных. Отлично действует и на людях. Имеется возможность подстройкии частоты от 15 до 60кГц, Можно использовать также и для отпугивания грызунов или насекомых (в частности комаров). Устройство может комплектоваться ВЧ излучателем.
Цена отдельного генератора (без головки и блока питания) — 700 руб
Цена генератора с излучателем 10 ватт (без блока питания) — 1500 руб
Цена генератора с излучателем 20 ватт (без блока питания) — 1800 руб
Цена комплекта (блок питания, излучатель 25 ватт и сам генератор в корпусе) — уточните у нас

Генератор ультразвука печатная плата

Генератор ультразвука собранная плата

Генератор ультразвука собранная плата

Генератор ультразвука собранная плата

Генератор ультразвука собранная плата

Генератор ультразвука собранная плата

Генератор ультразвука собранная плата

Генератор ультразвука в корпусе

Генератор ультразвука в корпусе

Генератор ультразвука в корпусе

Генератор ультразвука в корпусе

Визуальная схема соединения

Ультразвуковой генератор тумана

  • — входные 12 вольт повышается модулем до 22 вольт и подается на ультразвуковой распылитель;
  • — так же, входные 12 вольт подаются на регулирующий обороты вентилятора блок;
  • — оба они соединены параллельно и через общий выключатель питания подключены к входному гнезду.

Ультразвуковой генератор тумана

Готовый регулятор оборотов сразу пришел ко мне неисправным, и как бывает, отложился в кучку «до лучших времен», в дело пошел его корпус с четырьмя удобными отверстиями для крепления. Вы видите, что случилось с начинкой. Некоторое время, ток был настолько высок, что проводки, ведущие к гнезду на ультразвуковую головку, прогорели и расплавились. Однако, оба модуля оказались исправными и потребовалось только заменить проводку.

Ультразвуковой генератор тумана

В торце офисной корзины, мной были просверлены четыре отверстия для установки винтов к которым крепился блок управления, еще ниже, вы видите отверстие для пропуска провода идущего к ультразвуковой головке.
Первый вариант, я собирал второпях, и такое решение выявило свои недостатки. Если взглянуть внутрь корзины, то видно, что головки винтов подвергались коррозии.

Ультразвуковой генератор тумана

Что бы избавиться от ржавчины, потребовалось ее преобразовать тампонами смоченными крепким раствором пищевой лимонной кислоты

Ультразвуковой генератор тумана

После чистки зубной щеточкой и сушки, головки были залиты прозрачным акриловым клеем из строительного магазина.

Ультразвуковой генератор тумана

Узел вентилятора

Он должен быть полностью защищен от брызг и после короткого обдумывания, я решил применить центробежную турбинку которую вклеил в черную пластиковую коробочку на полосках двустороннего монтажного скотча на основе 1 мм.

Ультразвуковой генератор тумана

Через меньшее отверстие на нижней крышке коробочки, воздух подается внутрь корзины. Обратите внимание на то что, заборное отверстие на верхней стороне коробочки и выпускное на нижней, будут распложены оппозитно друг другу. Тем самым, никакие брызги не смогут добраться до двигателя турбины. По периметру получившегося узла, я наклеил уплотняющую ленту, применяемую герметизации проемов открывающихся пластиковых окон, а к самой турбине, был подпаян отрезок витого шнура со штекеров на конце. Паянные контакты были герметизированы горячим клеем.

Ультразвуковой генератор тумана

Регулируемый генератор на Ардуино для ультразвуковой ванны с излучателем Лажевна. Часть 1

В интернете полно статей со схемами пуш-пулл, и даже тут, на Хабре, но люди не любят брать в руки паяльник, а уж тем более осцилограф.

Я же опишу схему, собранную на стандартных для ардуинщика модулях.

Из приборов необходим только тестер (да хоть DT-830), паяльник тоже нужен, но буквально на 6 точек — подключить сам излучатель и трансформатор.

Внимание! Статья содержит сцены насилия над электроникой и ненормативную лексику нестандартное использование компонентов,
поэтому если Вы радетель за чистоту науки — делайте классическую полумостовую схему, остальные — welcome под кат!

Итак, В чем сила, брат? сразу открою все карты — сердцем конструкции служит мостовой драйвер двигателей на L298N:

Да, я не открыл Америки, ибо на нем собран ультразвуковой левитатор, да и код Ардуино взят оттуда же.

Просто в данной конструкции выходы запараллелены и микросхема работает практически на пределе, у меня потребление при 20В составило 3 ампера, при четырех максимальных.

Суть же как раз в том, что схема может питать излучатель Лажевена мощностью 50-60Вт с частотой до 40кГц, и это просто!

Минус тоже есть — если что-то пойдет не так (пропадание контакта одной из сигнальных линий А0-А3), микросхема сгорит, может даже с фейерверком 😉

Поэтому данные проводники лучше запаять, или по крайней мере использовать новые разъемные «дюпонты».

Итак, для сборки конструкции нам понадобятся следующие основные компоненты:

Начиная от уже знакомого нам коммутатора по часовой стрелке:

  1. Ультразвуковой излучатель 50-60W 28/40кГц
  2. Импульсный трансформатор от старого компьютерного блока питания
  3. Step-UP преобразователь мощностью от 100/150 Ватт
  4. Ардуино — по вкусу — любой на Atmega328P — Uno, Pro mini, Nano и т.д., я взял последнее просто потому, что оно было под рукой 😉

По поводу трансформаторов — в качестве донора подойдет любой старый БП от компьютера:

Как видите, со своим я не церемонился — просто поломал печатную плату, чтобы было удобней обкусывать выводы бокорезами (ибо выпаивать без термофена неудобно).

Да, на плате обычно присутствует несколько трансформаторов, следует выбрать самый крупный.

Встречаются и трансформаторы-девочки, потому как с косичкой 😉

В любом случае, ультразвуковой излучатель подключают к крайним выводам по стороне где 2(3) контакта, остальные следует искать, но об этом позже.

Да, еще нам потребуется вентилятор для охлаждения радиатора драйвера двигателей (из того же блока питания), и опционально вольт-амперметр:

На самом деле достаточно амперметра, включенного между преобразователем step-up и платой L298N.

Зачем? Да просто чтобы оценивать потребляемый схемой ток (чтобы не сгорела), а заодно настраивать частоту резонанса.

Последняя может «гулять» +-500Гц в зависимости от условий работы излучателя.

Схема подключений у нас следующая:

Обращаю внимание, что на плате драйвера двигателей следует снять перемычку над контактами питания (5VEN), иначе микросхема сгорит.

Выводы на двигатели ультразвуковую головку (справа и слева соединяются перекрестно) — один выход не вытягивает по мощности.

Соответственно, задействуются все четыре управляющих входа коммутатора, откуда и вытекает возможность короткого замыкания, о которой писал вначале.

Вообще-то эту операцию следует выполнять после холостого прогона с прошитым контроллером, убедившись тестером(на пределе ~200V) что между соединяемыми точками нулевой потенциал.

До сборки схемы на преобразователе step-up выставляется минимальное напряжение (при питающем 12В, на выходе для начала делаем не более 14В)

Излучатель и вентилятор пока не подключаем, сначала нужно найти «правильные» обмотки трансформатора.

Для этого в Ардуино загружаем нижеследующий скетч:

byte TP = 0b10101010; // Every other port receives the inverted signal void setup() < DDRC = 0b11111111; // Set all analog ports to be outputs // Initialize Timer1 noInterrupts(); // Disable interrupts TCCR1A = 0; TCCR1B = 0; TCNT1 = 0; //OCR1A = 200; // Set compare register (16MHz / 200 = 80kHz square wave ->40kHz full wave) OCR1A = 285; // Set compare register (16MHz / 285 = 56kHz square wave -> 28kHz full wave) TCCR1B |= (1 no prescaling TIMSK1 |= (1 ISR(TIMER1_COMPA_vect) < PORTC = TP; // Send the value of TP to the outputs TP = ~TP; // Invert TP for the next run >void loop() < // Nothing left to do here 🙂 >

Я в нем добавил одну лишь строку «OCR1A = 285;» для излучателя в 28кГц, подбор частоты — не более +-15 к указанной величине.

Все, можно включать схему(без головки) и приступить к поиску правильной обмотки:

Косичка — общий, остальные (по стороне где много выводов) — перебором — следим, чтобы радиатор коммутатора не грелся(иначе обмотка — не та) и напряжение на выходе(там, где 2/3 вывода — между крайними) было минимальным (у меня ~36В)

Теперь, обесточив схему, подключаем ультразвуковой излучатель, амперметр между преобразователем напряжения и коммутатором, вентилятор.

Излучатель для настройки ставим в ванночку с водой так, чтобы черные «шайбы» были сухими.

Включив питание, подбором коэфициента OCR1A добиваемся максимального тока потребления — это и будет резонанс ультразвуковой головки.

Мощность регулируется изменением напряжения преобразователя step-up (коммутатор поддерживает до 48 Вольт).

Все, схема настроена, можно строить ультразвуковую ванну.

Ее описание приводить не буду, ибо боян, скажу лишь, что система и фольгу растворяет, и болты чистит:

Да, разница лишь в том, что я к дну емкости излучатель не клеил, а прикрутил болтом с гайкой — резьба в головке нестандартная М10х1.

Болт подошел от крепления шаровой автомобиля «Таврия», кстати с ним частота резонанса поднялась с 27500Гц до положенных 28000.

И еще, на самой головке во время резонанса напряжение составляет киловольты, поэтому следует соблюдать правила техники безопасности.

Клей не использовал по одной простой причине — во второй части расскажу о более интересных профессиях ультразвука, чем «стирать белье».

UPD!

По просьбам читателей, привожу фотографии своей «ультразвуковой ванны», собранной буквально из говна и палок канализационной заглушки и болта от Таврии 😉

Заглушка для труб диаметром 110мм, это раз:

Крепление сделано тем самым болтом с шайбой, диаметром не менее, чем диаметр верхней части излучателя(50мм против 45), это два:

И наконец, конструкция в сборе, это три:

Да, это не столь эстетично, как скажем у HamsterTime,

зато поставив сверху отрезок пластиковой сливной трубы с уплотнителем, я смогу почистить ствол своего дробовика совершенно без усилий,
да и на излучатель у меня еще планы — собрать ультразвуковой резак, в стиле вот такого:

Ну а ультразвуковая медогонка(ради которой и городил всю затею) пока не получилась.

Раскрывая силу ультразвука: руководство по самостоятельной работе

Понимание ультразвука

Прежде чем мы начнем создавать ультразвук, давайте разберемся, что это такое. Ультразвук — это звуковые волны с частотой более 20 000 Гц, что находится за пределами диапазона человеческого слуха. Эти звуковые волны используются в различных приложениях, включая промышленную очистку, гидролокацию и медицинскую визуализацию.

Создание ультразвукового звука

Для создания ультразвукового звука вам понадобится несколько вещей: источник питания, преобразователь и генератор сигналов. Источник питания должен быть в состоянии производить высокочастотное переменное напряжение, например, функциональный генератор или высоковольтный трансформатор. Преобразователь представляет собой устройство, которое преобразует электрическую энергию в ультразвук. Вы можете использовать пьезоэлектрический преобразователь, который генерирует звук, вибрируя пьезоэлектрический кристалл. Наконец, генератор сигналов генерирует сигнал, который подается на преобразователь для создания звуковых волн.

Техника безопасности

При работе с высокочастотным напряжением важно соблюдать технику безопасности. Убедитесь, что вы используете изолированные провода и не прикасаетесь к работающему оборудованию. Кроме того, надевайте защитное снаряжение, такое как перчатки и очки, чтобы предотвратить несчастные случаи.

Превратите свой дом в акустическую лабораторию: научитесь генерировать ультразвуковые волны

Эксперименты с ультразвуком

Теперь, когда вы знаете, как создавать ультразвук, пришло время поэкспериментировать с ним. Вы можете использовать ультразвук для чистки предметов, отпугивания насекомых или даже для общения с вашим питомцем. Попробуйте поместить небольшой предмет в емкость с водой и очистить его ультразвуком. Вы также можете использовать ультразвук, чтобы отпугнуть комаров, создав высокочастотный звук, который их раздражает.

Улучшение звука ультразвука

Чтобы улучшить звук ультразвука, вы можете использовать анализатор спектра для визуализации звуковых волн. Этот инструмент поможет вам понять частоту и амплитуду ваших звуковых волн. Вы также можете использовать модулятор для изменения частоты звуковых волн и создания интересных эффектов.

Поделитесь своим ультразвуковым звуком

Наконец, вы можете поделиться своим ультразвуковым звуком с другими, записав его и воспроизведя. Вы можете использовать микрофон для записи звуковых волн и сохранения их на своем компьютере. Затем вы можете использовать динамик для воспроизведения звуковых волн и делиться ими с другими.

Создание ультразвукового звука в домашних условиях может быть увлекательным и познавательным занятием. Следуя этим шагам, вы сможете раскрыть всю мощь ультразвука и изучить множество его применений. Не забудьте принять меры предосторожности и поэкспериментировать с различными методами, чтобы улучшить звук ультразвука. Кто знает, может быть, вы откроете для себя что-то новое и интересное!

Схема самодельного ультразвукового

Самодельный ультразвуковой отпугиватель

Изобретательность любителей мастерить поистине не знает границ. Например, многие предпочитают изготавливать различную несложную технику для дома, затрачивая при этом минимум средств и усилий. В этой статье мы расскажем, как собрать бытовой увлажнитель воздуха из подручных материалов своими руками и приведем подробные схемы действий к каждому описанному способу.

К вопросу об ультразвуковой мойке.

Люди, пострадавшие от укусов разъяренных собак, всю жизнь страдают от навязчивой фобии. Боязнь бездомных животных не только мешает спокойно передвигаться по городу, но и заставляет переживать за безопасность собственных детей. Иногда, чтобы добраться до школы или магазина, нужно отпугнуть стаю бродячих собак. Палка или камень против целой своры — провальная затея, особенно, если защищаться придется ребенку.

Как сделать ультразвуковой генератор своими руками?

Ультразвуковой отпугиватель грызунов схема

Ультразвуковой отпугиватель грызунов

ОПЫТЫ С УЛЬТРАЗВУКОМ

Ультрозвуковой высотомер для стабилизации полёта квадрокоптера

Схемы металлоискателей MD4U

Делаем увлажнитель воздуха своими руками

Робот с самодельным УЗ датчиком

Подключение датчика ультразвука HC-SR04 к ардуине

Ультразвуковой отпугиватель птиц: своими руками, схема

Sorry, your request has been denied.

Простой самодельный увлажнитель воздуха с использованием керамзита или ультразвука

Начал читать. Ну автор пишет от 3 лица — это минус. ГГ описан как серая личность, после мор и реч флота решил больше не работать, а пойти служить в милицию следователем. Служил, типо честно, но не честным сослуживцам дорогу не переходил. Герой правосудия, но в подполье.

  • Как сделать ультразвуковые отпугиватели тараканов своими руками?
  • Эта статья посвящена созданию робота, который объезжает препятствия при помощи ультразвука.
  • Некоторые птицы, а также собаки, мыши, крысы, летучие мыши и другие животные могyт слышать звуки с частотами до Гц. Схема, предложенная здесь, издает непрерывный ультразвук частотой выше воспринимаемой человеком в диапазоне между и Гц.
  • В сезон сельскохозяйственных работ для садоводов, огородников и фермеров возникает необходимость защиты своих земельных угодий от посягательства птиц.

Подключение ультразвукового датчика HC-SR04 к плате Arduino

Простой самодельный увлажнитель

Преимущества и недостатки ультразвука

Принципиальная схема

Налаживание

Принцип действия

Технические характеристики HC-SR04

Ультразвуковой генератор 1

В чём выгода?

Ультразвуковой излучатель своими руками

В современном мире ультразвуковой генератор используется достаточно широко. Например, в промышленности ультразвуковые ванны используются для быстрой и качественной очистки чего-либо. Следует сказать, что такой метод очистки зарекомендовал себя только с лучшей стороны. Сегодня ультразвуковой генератор набирает популярность в использовании и в других целях.

Сборка схемы УЗГ для отпугивания собак

Многие жители мегаполисов страны ежедневно сталкиваются с довольно-таки ощутимой проблемой встречи стаи бродячих собак. Заранее предугадать поведение стаи невозможно, поэтому здесь придет в помощь УЗГ.

В данной статье мы с вами разберем как сделать ультразвуковой генератор своими руками.

Для создания УЗГ в домашних условиях потребуются такие детали:

  • печатная плата;
  • миркосхема;
  • радиотехнические элементы.

Самостоятельно собрать схему не составит большого труда. Для того чтобы была возможность управлять импульсами, следует закрепить при помощи паяльника к конкретным ножкам микросхемы радиодетали.

Разберем конструкцию генератора ультразвуковой частоты высокой мощности. В качестве генератора УЗ-частоты работает микросхема D4049, которая имеет 6 логическиХ интерторов.

Зарубежную микросхему можно заменить на аналог отечественного производства К561ЛН2. Для подстройки частоты требуется регулятор 22к, при помощи его УЗ можно снижать до слышимой частоты. На выходной каскад, благодаря 4-м биополярным транзисторам со средней мощностью, поступают сигналы с микросхемы. Особого условия по выбору транзисторов нет, здесь главное выбрать максимально близкие по параметрам комплементарные пары.

Практически любая ВЧ-головка, которая имеет мощность от 5 ватт, может быть использована в качестве излучателя. Идеальным вариантом станут отечественные головки типа 10ГДВ-6, 10ГДВ-4 или 5ГДВ-6, их с легкостью можно найти во всех акустических системах производства СССР.

Сделанную своими руками схему генератора УЗ осталось только спрятать в корпус. Контролировать мощность ультразвукового генератора поможет металлический рефлектор.

В современном мире для отпугивания собак, насекомых, грызунов, а также для высококачественной стирки принято использовать генератор ультразвуковой. УЗГ также используется для того, чтобы значительно сократить временные затраты при промывке и травлении печатных плат. Химические процессы в жидкости протекают значительно быстрее благодаря кавитации.

В основе схемы УЗГ состоят два импульсных генератора прямоугольной формы и усилитель мощности мостового вида. На логических элементах типа DD1.3 и DD1.4 устанавливается перестраиваемый генератор импульсов УЗ частоты формы меандр. Следует помнить, что его рабочая частота напрямую зависит только от общей сопротивляемости резисторов R4 и R6, а также от емкости конденсатора С3.

Запомните правило: чем меньше частота, тем больше сопротивление этих резисторов.

На элементах DD1.1 и DD1.2 сделан генератор НЧ, который имеет рабочую частоту 1 Гц. Между собой генераторы связаны при помощи резисторов R3 и R4. Для того чтобы достичь плавного изменения частоты высокочастотного генератора нужно использовать конденсатор С2. Здесь также следует запомнить один секрет – если конденсатор С2 зашунтировать с помощью переключателя SA1, то частота генератора высоких частот станет постоянной.

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий