Ультразвуковой генератор своими руками схема мощный
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 04.10.2024
Не спорю, можно купить уже готовый ультразвуковой увлажнитель было бы быстрее, но у меня так сложилось по запчастям, что он вышел сам собой. В статье я покажу, как и из чего сделал его я, а в конце, расскажу, как бы я сделал его сейчас, основываясь на опыте теперешней обкатке.
В марте ко мне прибыл ультразвуковой распылитель в пластмассовом корпусе, я специально готовился к лету, конструкция была собрана, но однажды, встроенный в ультразвуковою головку датчик уровня не сработал, и как следствие работы на сухую – корпус датчика оплавился, а местами и прогорел, правда, заметил я это не сразу - обошлось.
Неделю назад, ко мне пришла ультразвуковая головка уже в металлическом корпусе, а значит, всю конструкцию мне пришлось разобрать и пересобрать заново.
Понадобится
- - офисное ведро емкостью 10 литров;
- - блок питания на 12 вольт;
- - ультразвуковой распылитель в металлическом корпусе;
- - черная монтажная коробочка размерами 100 x 60 x 25 мм;
- - любой повышающий модуль, у меня оказался модуль Xl6009;
- - регулятор оборотов 12 вольт;
- - турбинка;
- - выключатель питания, несколько гнезд и штекеров к ним;
- - подручная мелочь появлялась в процессе сборки;
- - а также – корпус от неисправного регулятора оборотов – его вы увидите далее.
Визуальная схема соединения
- - 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.
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.
Что бы избавиться от ржавчины, потребовалось ее преобразовать тампонами смоченными крепким раствором пищевой лимонной кислоты
После чистки зубной щеточкой и сушки, головки были залиты прозрачным акриловым клеем из строительного магазина.
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.
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.
Узел крышки
- - вначале, я наметил и проделал отверстие для выхода водяного тумана;
- - затем, я дремлем вырезал прямоугольное окно для узла вентилятора;
- - чтобы застопорить клапан, по всей внутренней площади крышки, я на водостойкий клей наклеил заготовку из поролона;
- - заготовку, для того чтобы она не травила пар, пришлось хорошо увлажнить тем же клеем в несколько приемов;
- - после высыхания, на почти водоотталкивающую поролоновую заготовку, я наклеил заготовку из обрезка линолеума.
В итоге, общий вид отмытой офисной корзины без установленного узла вентилятора вот такой.
Для придания менее колхозного вида, по контуру щели вращающегося клапана я наклеил оставшуюся гермоленту.
Узел поплавка
Первые испытания тут же показали, что ультразвуковая головка должна быть утоплена под поверхностью воды, на глубину фаланги пальца, но при этом, отдельные брызги таки вылетали из фонтанчика тумана. Потому пришлось подумать о каплегасителе. Он сделан из крышки баллона с монтажной пеной, и на счастье, он имел ушко с отверстием для пеноподающей трубки.
Следы ржавчины объясняются тем, что вместо нейлоновых кабельных стяжек, я использовал металлический штифт, и после замачивания в лимонной кислоте, при окончательной сборке, я стану применять именно их.
Собственно, всё – уборка закончена, далее пойдет серия фотографий с пояснениями, на которых вы увидите процесс окончательной компиляции запчастей.
За ней, я поделюсь мыслями о том, что я сделал бы иначе и видео работы увлажнителя в сборе.
Узел электроники
И крышка закрыта. Два нижних гнезда. Правое, выход на ультразвуковую головку, левое гнездо предназначается для подсоединения внешнего блока питания +12 вольт.
Ультразвуковая головка и система поплавка
Мне пришлось обрезать штатный провод из-за его плохой гибкости и срастить его с гибкими проводниками в силиконовой оболочке. Места пайки были щедро герметизированы горячим клеем. И, обратите внимание – провод пропущен через силиконовую крышечку которой укупоривают баночки с антибиотиками.
Вы видели сквозное отверстие в офисной корзине, крышечка с проводом по ее центру будет вставлена в него, что послужит не только препятствием для выхода мелкодисперсного тумана, но и позволит извлекать весь этот узел не перекусывая проводников.
А вот плавающую платформу пришлось полностью изменить. Металлический распылитель оказался тяжелым для нее и плавучесть была отрицательная.
Я взял, как вы видите пенопласт, мне повезло, это плотный пенопласт от пенопластовой же коробочки размером по ширине 24 мм и по сторонам 100 на 115 мм.
Корзиночку для ультразвуковой головки тоже пришлось заменить на целый стаканчик из-под йогурта. Распылитель был плотно вдавлен в стаканчик до дна, и паяльником, были прожжены отверстия для доступа воды внутрь этой небольшой емкости.
Вам придется экспериментальным путем выяснить плавучесть платформы, но скажу сразу – альтернативы пенопласту – нет.
Тестовый прогон
В корзину налита вода, ультразвуковой узел опущен на поверхность, штекер ультразвукового узла через силиконовую крышечку прошел стенку офисной корзины насквозь. Так же вы видите, что по внутреннему периметру корзины, наклеен всё тот же герметизирующий шнур.
- - офисная корзина – 2.5 долларов.
- - ультразвуковой распылитель – 5.6 долларов.
- - повышающий модуль Xl6009, который может быть и другим - 0.80 долларов.
- - турбинка – 1.43 долларов.
- - черная коробочка 100x60x25 мм – 1.08 долларов.
- - готовый регулятор оборотов – 1.32 долларов.
Смотрите видео работы
VktrSansara
Привет, есть ли тут люди которые разбираются в вопросе ультразвука?
Есть мысля собрать ультразвуковой нож, на излучателе ланжевена, но столкнулся с огромной проблемой в почти полном вакууме информации по теме мощных источников ультразвука, предполагаемая мощность более 1кВт. (Может я плохо искал. )
У меня есть аналогичный генератор в нерабочем состоянии, схама построена на транзисторах c5047 (Не Даташит, а ЧД).
По сути там колебательный контур + мультивибратор, и просто толпа кондеров 104J 2KVв кол-ве 15штук.
Может быть кто то уже сталкивался с таким?
Инфа, схемы, делитесь
Эдуард Анисимов
Ультразвуковая установка УЗУ-0.25.zip
Un_ka
1986 год. Эта технология с тех времён ещё не утеряна?
Эдуард Анисимов
У нас на днях сломалась.
Часть шайб на ток реагировать перестала.
Она выпущена в 1986. Проработала до 2020. Почти не выключаясь. Ремонтопригодна. Шайбы нашли где купить.
Современная не выдержала такой режим эксплуатации. Сгорела через полгода. Восстановлению не подлежит.
ТехнарьКто
Привет, есть ли тут люди которые разбираются в вопросе ультразвука?
Есть мысля собрать ультразвуковой нож, на излучателе ланжевена,
Определитесь в желании. Че хотите то? Отремонтировать, или сваять че то свое на спиз ж ном излучателе?
VktrSansara
Определитесь в желании. Че хотите то? Отремонтировать, или сваять че то свое на спиз ж ном излучателе?
Вообще хочу собрать новый и менее габаритный, у того что есть просто напрочь сгорела транзисторная сборка, там ни одной живой детали нет, плюс выгорели какие-то дорожки, бонусом неисправна плата управления, короче пациент труп.
Тем более эта приблуда размером с системный блок, большую часть там занимают два огромных дросселя.
Если бы мне нужна была копия, давно бы ее нарисовал в easyeda, а я же хочу собрать что то свое и конкретно покурить монуал по этой теме.
Эдуард Анисимов
VktrSansara
Да дорогое, даже если ремонтировать убитый, одних транзисторов на 3к, плюс нужны не абы какие кондеры, а аудиоконденсоторы.
Ну как я прикинул мне ремонт обойдется самое большое 5к.
За такие деньги можно мне кажется можно собрать что то менее мощное, но подходящее для работы в условиях маленькой мастерской (квартиры, чулана, гаража, сарая).
Просто первый раз столкнулся с ультразвуком, и нужна инфа, схемы, совет с чего и куда курить эту тему.
Может кто ультразвуковую ванну делал мощную, рельсы отмывать
ТехнарьКто
Вообще хочу собрать новый и менее габаритный, у того что есть просто напрочь сгорела транзисторная сборка, там ни одной живой детали нет,
--кусь--
Если бы мне нужна была копия, давно бы ее нарисовал в easyeda, а я же хочу собрать что то свое и конкретно покурить монуал по этой теме.
Частота ультразвука обычно задается конструкцией и параметрами излучателя. Природа ультразвуковых эффектов, качественно одинакова в широком диапазоне частот и лишь форма излучателя и количество подведенной энергии приводят к появлению характерных особенностей, оправдывающих применение. Берете самый простой генератор на ардуине. Выставляете ультразвуковую частоту от 22КГц до 40КГц в зависимости на какую частоту был спроектирован излучатель, ну или методом без научного тыка по эффекту, тут кажется работает лучше. Предварительно прикорячиваете к выходу ардуино "умощнитель" сигнала. Параметры напряжения и тока зависят от параметров излучателя и мне не известны. 1КВт можно получить, утрировано чтобы почувствовать разницу, как 1000V и 1 ампер или 1V и 1000 ампер, а что там у Вас, тайна. Раскачиваете мощным сигналом свой излучатель. Радуетесь полученной фигне. Умощнитель это конечно утрировано , транзисторный ключ с оптопарой и неведомой силовой фигней (в зависимости от схемных решений вашей фантазии) Вам в помощь. Как вывод. Если Вы в этом не шарите. Дешево не получиться. Может получиться значительно дороже того, что было. Куча выжженой электроники во время экспериментирования. Поэтому определитесь с желанием. Оно надо шоб было, поскольку выбросить жалко. Или надо принципиально без оглядки на стоимость и время. Ну например, опыт разработки получить. Если первое, успехов. Если второе. Пишите, что получается, может и подскажем.
PS Для начала, надо копать в направлении, а жив ли излучатель. Наверное все выгорело, не просто так. Хотя, всякое бывает.
С помощью этого магнитострикционного ультразвукового излучателя,можно проводить наглядные опыты по распылению воды,по гравировке тонкого металла(алюминия),гравировке стекла,наблюдать фигуры Хладни на пластинке и др.По этой теме есть книга,которая есть в свободном доступе под авторством Майер "Простые опыты с ультразвуком",там же есть описание,как сделать такой излучатель и как он работает.
Основой излучателя является ферритовый стержень,который можно взять из старых радиоприемников,имеющих диапазоны приема ДВ-СВ.
Длина моего стержня около 8см,но можно применить и на другую длину,допустим на 10 см.Диаметр феррита составляет 8мм,есть и больше диаметром,но с ними не проверял работу.Именно стержень совершает колебания,сжимаясь и разжимаясь в поле катушки,тем самым на торцах стержня будут колебания с большой амплитудой на частоте ультразвука.Это называется магнитострикция.
Для подмагничивания потребуется магнит от динамиков или из магнетрона СВЧ печи,неодимовые небольшие магниты не подойдут.Без магнита излучатель будет работать плохо.Катушка имеет каркас диаметром 17 мм и длиной 6 см, содержит 90 витков провода 0.8 мм,намотанных в два слоя.Феррит вставлен в каркас катушки посередине,зазор между ферритом и каркасом заполнил ватой с двух сторон,посередине каркаса ваты нет.Вату после заделки надо пропитать клеем типа БФ-2.Рабочая часть стержня из каркаса выступает примерно на 2см.
В двух пластмассовых крышках надо сделать отверстия,куда вставляется каркас катушки и чтобы снизу наблюдать за ферритом,его установку по середине.
Некоторые птицы, а также собаки, мыши, крысы, летучие мыши и другие животные могyт слышать звуки с частотами до 40000 Гц. Схема, предложенная здесь, издает непрерывный ультразвук частотой выше воспринимаемой человеком в диапазоне между 18000 и 40000 Гц. Устройство может быть использовано для лечения собак и других животных, в биологических экспериментах и для многих других целей.
Рекомендуемый пьезодинамик отдает максимальную выходную мощность в диапазоне частот между 700 и 3000 Гц; он также будет работать на более высоких частотах, но с меньшей мощностью.
Рекомендуемые источники питания — четыре пальчиковых батарейки или одна (батарейка или аккумулятор) на 9 В. Потребляемый ток очень мал.
Схема (рис. 1) генерирует сигнал частотой от 18000 до 40000 Гц, но вы можете легко поменять этот диапазон подбором емкости конденсатора С1 или резистора R1. Диапазон номиналов емкости С1 — от 470 пФ до 0,001 мкФ, сопротивление резистора R1 можно увеличивать до 100 кОм. Верхняя граница генерируемых ИС 4093 частот — 500 кГц.
Перечень элементов приведен в таблице.
Схема может быть помещена в небольшой пластмассовый корпус. динамик закрепляется па передней панели.
Ультразвуковой генератор 1. Эта схема работает в диапазоне частот от 18 до 40 кГц
| Обозначение | Описание |
|---|---|
| IC1 | Интегральная схема КМОП 4093 |
| Х1 | Пьезодинамик или пьезонаушник |
| R1 | Потенциометр или подстроечный резистор, 22 кОм |
| R2 | Резистор, 22 кОм, 0,25 Вт, 5% |
| С1 | Пленочный или керамический конденсатор, 1200 пФ |
| С2 | Электролитический конденсатор, 100 мкФ, 12 В |
| S1 | Однополюсный выключатель |
| B1 | Четыре пальчиковых батарейки (6 В) или аккумулятор (9 В) |
Ультразвуковой генератор второй вариант
С помощью двух ИС 4093 можно изготовить мощный ультразвуковой генератор, как показано на рисунке. В качестве нагрузки в схеме используется пьезодинамик или пьезонаушник на десятки милливатт. Генератор работает в частотном диапазоне между 18000 и 40000 Гц.
Ультразвуковой генератор 2
Частота может варьироваться путем изменения емкости С2. Верхний предел частоты схемы — 1 МГц.
Генератор пригоден для проведения биологических экспериментов, связанных с изучением поведения животных и условий их содержания. Питание — четыре пальчиковых батарейки или батарейка/аккумулятор на 9 В. Схема потребляет всего несколько миллиампер, при этом срок службы батареек — до нескольких недель.
Последовательно с R1 можно включить переменный резистор номиналом 47 кОм, что позволит регулировать частоту в широком диапазоне.
Перечень элементов дан в таблице. В качестве громкоговорителя можно использовать высокочастотный пьезодинамик — твитер. Внутри этого компонента имеется небольшой выходной трансформатор, как показано на рисунке. Вам нужно удалить его.
Перечень элементов ультразвукового генератора 2
| Обозначение | Описание |
|---|---|
| IC1, IC2 | Интегральная схема КМОП 4093 |
| X1 | Пьезодинамик или пьезонаушник |
| R1 | Резистор, 27 кОм, 0,25 Вт, 5% |
| С1 | Электролитический конденсатор, 100 мкФ, 12 В |
| С2 | Керамический или пленочный конденсатор, 0,001 мкФ |
| S1 | Тумблер или кнопка |
| B1 | Четыре пальчиковых батарейки (6 В) или аккумулятор (9 В) |
Трансформатор нужно удалить
Ультразвуковой генератор третий вариант
Это третья версия ультразвукового генератора. Используется пьезоэлектрический твитер. Выходной каскад на транзисторах обеспечивает мощный выходной сигнал. Динамик, являющийся нагрузкой выходного каскада, может выдавать ультразвуковой сигнал мощностью до 400 мВт.
Схема питается от четырех пальчиковых батареек или от аккумулятора/батарейки напряжением 9 В, потребляемый ток — около 50 мА.
Частота может задаваться резистором R1 в диапазоне между 18000 и 40000 Гц. Можно изменять частоту подбором емкости конденсатора С1. Значения между 470 и 4700 пФ могут быть подобраны экспериментально.
Хотя твитер имеет наибольшую эффективность в диапазоне между 10000 и 20000 Гц, этот преобразователь, как экспериментально подтверждено, может нормально работать и на частотах до 40000 Гц.
В данной схеме нет необходимости отсоединять внутренний трансформатор твитера, как мы делали в предыдущем проекте. Вы можете также использовать специальный ультразвуковой преобразователь с сопротивлением от 4 до 100 Ом.
Принципиальная схема ультразвукового генератора показана на рисунке. Перечень элементов приведен в таблице. Устройство может быть собрано в небольшом пластмассовом корпусе.
Ультразвуковой генератор 3
| Обозначение | Описание |
|---|---|
| IC1 | Интегральная схема КМОП 4093 |
| Q1 | Кремниевый n-p-n транзистор, 2N2222 |
| Q2 | Кремниевый p-n-p транзистор, 2N2907 |
| X1 | Пьезоэлектрический твитер, 4-8 Ом |
| S1 | Однополюсный выключатель |
| B1 | Четыре пальчиковых батарейки (6 В) или аккумулятор (9 В) |
| R1 | Потенциометр, 47 кОм |
| R2 | Резистор, 10 кОм, 0,25 Вт, 5% |
| R3 | Резистор, 2,2 кОм, 0,25 Вт, 5% |
| С1 | Керамический конденсатор, 1200 пФ |
| С2, С3 | Электролитический конденсатор, 100 мкФ, 12 В |
Для регулировки частоты используйте частотомер, подключая его к выводу 4 ИС.
Мощный ультразвуковой генератор
Эта схема может выдавать ультразвуковой сигнал мощностью в несколько ватт с применением пьезоэлектрического твитера или преобразователя другого типа. Рабочая частота — от 18000 до 40000 Гц, она может изменяться подбором емкости конденсатора С1. При больших значениях емкости будет формироваться сигнал в звуковом диапазоне, что позволяет использовать схему в аварийной сигнализации и других устройствах. В этом случае твитер может быть заменен обычным громкоговорителем.
Схема потребляет несколько сот миллиампер от источника питания 9 или 12 В. Батарейки рекомендуются только для кратковременных режимов работы.
Можно использовать это устройство для отпугивания собак и других животных, установив его около мест для сбора мусора и др.
Ультразвуковой режим работы достигается при величине емкости С1 от 470 до 2200 пФ. Для сигнала звукового диапазона требуется емкость в диапазоне 0,01-0,012 мкФ.
Принципиальная схема мощного ультразвукового генератора показана на рисунке, перечень элементов приведен в таблице.
Мощный ультразвуковой генератор. Все транзисторы должны быть смонтированы на радиаторах
| Обозначение | Описание |
|---|---|
| IC1 | Интегральная схема КМОП 4093 |
| Q1, Q3 | Кремниевый n-p-n транзистор, TIP31 |
| Q2, Q4 | Кремниевый p-n-p транзистор, TIP32 |
| SPKR | Твитер или громкоговоритель, 4-8 Ом |
| R1 | Потенциометр, 100 кОм |
| R2 | Резистор, 10 кОм, 0,25 Вт, 5% |
| R3, R4 | Резистор, 2,2 кОм, 0,25 Вт, 5% |
| С1 | Пленочный или керамический конденсатор, 1200 пФ или 0,022 мкФ |
| С2 | Электролитический конденсатор, 100 мкФ, 12 В |
Транзисторы должны быть смонтированы на радиаторах. Все компоненты можно поместить в пластмассовый корпус
Как сделать ультразвуковой генератор? Описание
Ультразвук – это механические колебания, которые находятся значительно выше той области частот, которую слышит ухо человека. Колебания ультразвука чем-то напоминают волну, похожую на световую. Но, в отличие от волн светового типа, которые распространяются только в вакууме, ультразвуку нужна упругая среда – жидкость, газ или любое другое твердое тело.
Основные параметры ультразвука
Основными параметрами ультразвуковой волны принято считать длину волны и период. Время, которое требуется для полного цикла, принято называть периодом волны, измеряется оно в секундах.
Мощнейшим генератором ультразвуковых волн считается УЗ-излучатель. Человеку не под силу слышать ультразвуковую частоту, но его организм способен ее чувствовать. Если говорить другими словами, то человеческое ухо воспринимает ультразвуковую частоту, но участок мозга, отвечающий за слух, не в силах сделать расшифровку этой звуковой волны. Для человеческого слуха неприятна высокая частота, но, если поднять частоту на еще один диапазон, то звук полностью исчезнет — несмотря на то, что в УЗ-частоте он есть. И мозг прилагает усилия, чтобы безуспешно его раскодировать, из-за этого у человека возникает жуткая головная боль, головокружение, тошнота и другие не совсем приятные ощущения.
Генераторы ультразвуковых колебаний используются во всех областях техники и науки. Например, ультразвуку под силу не только постирать белье, но и сваривать металл. В современном мире УЗ активно применяется в сельскохозяйственной технике для отпугивания грызунов, поскольку организм большинства животных приспособлен к общению с себе подобными на ультразвуковой частоте. Также следует сказать, что генератор ультразвуковых волн способен отпугивать и насекомых — сегодня многие производители выпускают такого рода электронные репелленты.
Разновидности ультразвуковых волн
Ультразвуковые волны бывают не только поперечные или продольные, но и поверхностные и волны Лэмба.
Поперечные УЗ волны – это волны, которые движутся перпендикулярно плоскости направления скоростей и смещений частиц тела.
Продольные УЗ волны – это волны, движение которых совпадает с направлением скоростей и смещений частиц среды.
Волна Лэмба – это упругая волна, которая распространяется в твердом слое со свободными границами. Именно в этой волне происходит колебательное смещение частиц как перпендикулярно плоскости пластины, так и в направлении движения самой волны. Именно волна Лэмба – это нормальная волна в платине со свободными границами.
Рэлеевские (поверхностные) УЗ волны – это волны с эллиптическим движением частиц, которые распространяются на поверхности материала. Скорость поверхностной волны составляет почти 90% от скорости движения волны поперечного типа, а ее проникновение в материал равно самой длине волны.
Использование ультразвука
Как уже выше говорилось, разнообразное использование УЗ, при котором применяются самые различные его характеристики, условно можно разделить на три направления:
- получение информации;
- активное воздействие на вещество;
- обработка и передача сигналов.
Следует учитывать, что при каждом конкретном применении необходимо выбирать УЗ определенного частотного диапазона.
Воздействие ультразвука на вещество
Если материал или вещество попадает под активное воздействие УЗ-волн, то это приводит к необратимым в нем изменениям. Это обусловлено нелинейными эффектами в звуковом поле. Такой тип воздействия на материал популярно в промышленной технологии.
Получение информации при помощи УЗ-методов
Ультразвуковые методы сегодня широко применяются в различного рода научных исследованиях для тщательного изучения строения и свойств веществ, а также для полного понимания проходящих в них процессов на микро- и макроуровнях.
Все эти методы главным образом основаны на зависимости скорости распространения и затухания акустических волн от происходящих в них процессах и от свойств веществ.
Обработка и передача сигналов
Ультразвуковые генераторы используются для преобразования и аналоговой обработки различного рода электрических сигналов во всех отраслях радиоэлектроники и для контроля световых сигналов в оптике и оптоэлектронике.
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.
Схема ультразвукового генератора
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.
Использование ультразвука: широчайшая сфера применения
Как все мы знаем, ультразвук в современном мире где только не используется. Наверняка каждый из нас хоть раз в жизни проходил процедуру УЗИ (ультразвукового исследования). Следует добавить, то именно благодаря УЗИ доктора могут обнаружить возникновение заболеваний органов человека.
Ультразвук активно применяется в косметологии для эффективного очищения кожного покрова не только от грязи и жира, но и от эпителия. К примеру, ультразвуковой фонофорез успешно используется в салонах красоты как для питания и очищения, так и для увлажнения и омоложения кожного покрова. Методика применения УЗ-фонофореза усиляет за счет действия ультразвуковой волны защитные механизмы кожи. Косметические процедуры с применением ультразвука считаются универсальными и подходят для всех типов кожи. Ультразвуковой фонофорез вторит чудеса!
Ультразвуковой генератор пара активно используется не только в турецких хаммамах, финских саунах, но и в наших современных русских банях. Благодаря пару наше тело эффективно очищается от невидимой грязи, наш организм избавляется от токсинов и шлаков, оздоравливаются кожа и волосы, пар положительно влияет на органы дыхания человека.
Генераторы искусственного тумана активно используются для повышения влажности воздуха в помещениях, что благотворно влияет на климат в квартире. Особенно актуальным это стает в холодное время года, когда централизованное отопление пересушивает воздух. Используют генераторы искусственного тумана как в жилых помещениях, так и террариуме или зимнем саду. Специалисты советуют иметь ультразвуковой генератор тумана людям с заболеваниями дыхательных путей или склонными к аллергическим заболеваниям.
Вывод
В домашнем использовании ультразвуковой генератор пара или тумана – это очень полезный прибор, который не только создаст комфорт и уют, но и сможет обогатить воздух невидимыми глазу витаминами, легкими отрицательными аэроионами, которых так много на морском берегу, в горах или в лесу и крайне мало внутри наших квартир. А это, в свою очередь, будет способствовать повышению эмоционального состояния и улучшению здоровья.
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.
Применение ультразвука
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.
Справа вверху излучатель, внизу задающий генератор, слева внизу усилитель с регулятором мощности, а слева вверху вентилятор.
Коммутируются элементы следующим образом.
В заводских моделях схема ультразвукового генератора и пьезокерамический излучатель компактно устроены на одной плате.
Принципиальная схема выглядит так.
Еще одним наглядным примером является схема ультразвукового генератора на 40 КГц, предназначенного для отпугивания грызунов.
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)
Усилитель
Выходной каскад изготавливается на силовых транзисторах и в зависимости от мощности УЗ-генератора может быть выполнен по двухтактной схеме, по схеме полумоста или по мостовой.
Двухтактный до 100 Вт
В данной схеме напряжение питания выбирается по условию Е Полумостовой до 300 Вт
Эта схема применяется для больших мощностей
Схема работает по принципу сложения мощности полумостовых ячеек. Количество ячеек может быть разным и чем их больше, тем выше выходная мощность. Суммирование мощности происходит на выходном трансформаторе Тр2. Напряжение питания для данной схемы выбирается из условия Е
Читайте также: