Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015

Опубликуйте свой материал в официальном Печатном сборнике методических разработок проекта «Инфоурок»

(с присвоением ISBN)

Выберите любой материал на Вашем учительском сайте или загрузите новый

Оформите заявку на публикацию в сборник(займет не более 3 минут)

+

Получите свой экземпляр сборника и свидетельство о публикации в нем

Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Исследовательская работа "Сборка динамиков и комбоусилителя"
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 24 мая.

Подать заявку на курс
  • Физика

Исследовательская работа "Сборка динамиков и комбоусилителя"

библиотека
материалов

Управление образования и молодёжной политики администрации Арзамасского муниципального района МБОУ Новосёлковская средняя общеобразовательная школа

Районный конкурс бизнес проектов

Название работы

Сборка динамиков и комбоусилителя



Выполнил:

Сычёв Юрий Александрович,

9 класс, 15лет

МБОУ Новосёлковская СОШ

Руководитель:

Шиндина Татьяна Николаевна,

учитель физики высшей

квалификационной категории

Адрес школы:

607264

д. Бебяево д.40в

Арзамасский район

Нижегородская область

МБОУ Новосёлковская СОШ

Тел. 8(3147)55291

2014

Содержание

I. Введение 3 - 4

II. Обзор литературы 4 - 6

III. Сборка динамиков и комбоусилителя 6 - 11

IV. Выводы 12

V. Список литературы 13

VI. Приложение 14 -15



























Введение

В этом году я купил электрогитару, но комбоусилителя у меня не было, поэтому я решил сам собрать что - то подобное.

hello_html_127a89a6.jpg

Я хочу собрать для своей электрогитары усилитель. С усилителями мы работаем давно. Мне известно, что усилители бывают трех видов: ламповые, транзисторные интегральные и гибридные. Из опыта по сборке усилителей, мы убедились, что трудоемкость изготовления ламповых и транзисторных усилителей выше, чем усилителей на микросхеме. В микросхеме многие элементы соединены на заводе-изготовителе. При выборе микросхемы для усилителя руководствовался некоторыми факторами: простота сборки, высокая выходная мощность, наличие стереоканалов. Во многих современных комбоусилителях есть эффект distortion (эффект пергруза). У меня появилась желание собрать усилитель с эффектом distortion и

динамиков собранными своими руками.

Цель работы: Собрать комбоусилитель.

Задачи:

1)Изучить литературу по данному направлению.

2)Собрать усилитель на микросхеме мощностью 3W*2.

3)Собрать простейший distortion (эффект пергруза) из кассетного плеера.

4)Изготовить динамики.

Обзор литературы

Принцип работы громкоговорителя основан на действии силы Ампера. Сила Ампера: Fa= BILsinα, зависит от вектора магнитной индукции B, силы тока в проводнике, длинны проводника и угла между вектором магнитной индукции и направлением тока в проводнике. Сила Ампера максимальна, если угол α=900, то есть между вектором В и направлением тока - прямой угол. Направление силы Ампера определяют по правилу левой руки. Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а вытянутые четыре пальца совпадали с направлением тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле.

hello_html_m5845950f.png

 



Громкоговоритель служит для возбуждения звуковых волн под действием переменного электрического тока, меняющегося со звуковой частотой. В электродинамическом громкоговорителе (динамике) используется действие магнитного поля постоянного магнита на переменный ток в подвижной катушке.

hello_html_5e9c30fe.png
hello_html_m6f9e86b1.pngСхема устройства громкоговорителя показана на рисунке. Звуковая катушка ЗК располагается в зазоре кольцевого магнита М. С катушкой жестко связан бумажный конус — диафрагма D. Диафрагма укреплена на упругих подвесах, позволяющих ей совершать вынужденные колебания вместе с подвижной катушкой.

По катушке проходит переменный электрический ток с частотой, paвной звуковой частоте сигнала с микрофона или с выхода радиоприемника, проигрывателя, магнитофона. Под действием силы Ампера  катушка колеблется вдоль оси громкоговорителя ОО1 

Зная направление и модуль силы, действующей на любой участок проводника с током, можно вычислить суммарную силу, действующую на весь замкнутый проводник. Для этого надо найти сумму сил, действующих на каждый участок проводника с током. Катушка колеблется в такт с колебаниями токa. Эти колебания передаются диафрагме, и поверхность диафрагмы излучает звуковые волны.

Первоклассные громкоговорители воспроизводят без значительных искажений звуковые колебания в диапазоне 40—15 000 Гц. Но такие устройства очень сложны. Поэтому обычно применяют системы из нескольких громкоговорителей, каждый из которых воспроизводит звук в

определенном небольшом интервале частот. Общим недостатком всех громкоговорителей является их малый КПД. Они излучают лишь 1 - 3% проводимой энергии.

Закон Ампера используют для расчета сил, действующих на проводники с током, во многих технических устройствах.

Сборка динамиков и комбоусилителя

В передаче «Галилео» по телеканалу СТС я увидел процесс создания динамика из тарелок, медной проволоки, постоянного магнита круглой формы, металлического цилиндра, бумаги и клея. Меня заинтересовала идея создания такого динамика. С принципом работы динамика мы ознакомились на уроке физике при изучении силы Ампера. Для более глубоко изучения устройства и работы динамика обратился за помощью к Интернету. При сборке динамика мне потребовалось: две крышки от ведерок из под майонеза, бумага, клей «Момент универсальный», медная проволока диаметром 0,35мм, постоянный магнит, железный сердечник от нерабочего динамика старого телевизора. В качестве инструментов использовал: циркуль, карандаш, ножницы, паяльник, маркер. Сначала приклеил магнит к основанию (нижней крышки) и поставил на него сердечник. Затем сделал трубочку из бумаги с таким диаметром, чтобы она могла свободно перемещаться, не касаясь железного цилиндра и намотал на эту трубку около 50 витков медной проволоки и залудил концы провода. Сверху бумажной трубки сделал надрезы, отогнул их, получил 4 лепестка. К лепесткам приклеил верхнюю крышку – диффузор. Для устойчивости диффузора, сложил 4 полоски бумаги в виде гармошки и прикрепил их с помощью клея к нему. Подключил динамик к плейеру через усилитель. Динамик работает! Но тихо. Поэтому продолжил исследования при сборке динамика для получения более громкого звука.

Второй динамик решил собрать не из крышек, а из одноразовых тарелок, так как они легче и звук, по- моему предположению, должен быть громче и чище. Увеличил количество витков, так как чем больше витков, тем больше сила Ампера, действующая на катушку с током, которая была соединена с диффузором, тем больше должна быть громкость звука. Сборку динамика проводил, как в первом опыте. Действительно громкость динамик возросла, но не намного.

hello_html_maad3e4f.jpghello_html_m30925894.jpg

hello_html_39802f85.jpg

В следующем опыте я решил сменить материал для диффузора с пластмассы на бумагу А4, т. к. её масса меньше массы пластмассовых тарелок. Собирал новый динамик по той же схеме, что и в первых двух опытах. Диффузор использовал конусообразный для того, чтобы получить более громкий звук, за счёт образования узконаправленного пучка звуковых волн. Увеличил количество витков до двух сот и сконцентрировал катушку вдоль железного сердечника непосредственно у магнита, для того, чтобы сила Ампера имела максимальное значение. Также отказался от основания и стоек диффузора. Новая модель динамика излучала более громкий звук, но диффузор был менее устойчив.

hello_html_m1e015b54.jpg

В последнем динамике решил не использовать трубку из бумаги и от металлического цилиндра. Сделал конус из бумаги с помощью циркуля, ножниц и клея. Изготовил проволочную катушку, намотав проволоку на маркер диаметром 15мм. Снял с него катушку и прикрепил её с помощью скотча к диффузору.

hello_html_4f1136e0.jpg

Динамик начинает работать, когда к катушке диффузора подносим магнит. Чем ближе магнит к катушке, тем звук громче, таким образом можно регулировать громкость звука. Данный динамик излучал самым громкий звук из всех ранее созданных мной моделей.

hello_html_m17ca472c.jpg

Сборка комбоусилителя.

Данный усилитель состоит из усилителя и эффекта distortion. Усилитель

собирал из деталей компьютерных колонок. Использовал готовую микросхему на плате от сгоревших колонок. В них трансформатор сгорел, а плата с микросхемой остались не повреждёнными. Её исправность проверил с помощью аккумулятора и плейера. Аккумулятор на 6 В приобрёл в магазине «Радиомастер» в Арзамасе. Динамики, собранные из бумаги или пластмассовых тарелок не дают желаемой громкости и не достаточно удобны для использования. Поэтому динамики для комбоусилителя я взял от старой радиоаппаратуры. В качестве источника питания для него использовал 6-вольтовый аккумулятор. Его мощности вполне достаточно для моей электрогитары. В качестве корпуса для усилителя использовал просроченную автомобильную аптечку. Сделал отверстия для динамиков, закрепил плату, аккумулятор, динамики, кнопку включения и выключения с помощью болтов от конструктора. Обклеил корпус черной пленкой. Все работает. Для зарядки аккумулятора использую ранее собранный выпрямитель.

hello_html_31573634.png

Эффект distortion собирал из старого кассетного плейера. Идею его создания нашёл в Интернете. В статье с воспоминаниями опытного гитариста прочитал о данном эффекте. В былые времена, когда усилители были в дефиците, они собирали приспособления, которые искажали звуки и звук был похож на эффект distortion. Разобрал старый кассетный плейер. Оставил плату, основание, считывающую головку и вставил две батарейки на 1, 5 В. Прикрепил к проводам от считывающей головки гнездо для штекера 3,5 мм. К припаянному гнезду подсоединил выход от электрогитары, к выходу для наушников - усилитель. Проверил собранный комбоусилитель в действии. Система работает!

hello_html_17e41d8e.png



hello_html_m490e5539.png





Выводы

В результате работы был собран комбоусилитель . Для этого была изучена необходимая литература. На основе сгоревших колонок и аккумулятора собрал усилитель. Из старого кассетного плеера собрал эффект distortion. Себестоимость данного проекта минимальна.

Аккумулятор -250рублей (6 вольт).

Набор батареек – 36 рублей ( 8 штук ), достаточно 2 батарейки.

Самоклеющаяся пленка – около 30 рублей.

Итог: 316 рублей.

Самый дешевый усилитель в магазине 3500 рублей. Экономия семейного бюджета высока. Она составила почти 3200рублей. Данный усилитель может собрать любой желающий владеющий минимальными знаниями в радиоэлектронике.

В процессе проекта проводил исследования при сборке динамиков из подручных средств. С помощью таких динамиков можно наглядно ознакомиться с работой динамиков, убедится в действии силы Ампера, то есть их можно использовать в качестве демонстрационного материала на уроках физики в общеобразовательной школе. Затраты на изготовление минимальны.

Клей -36 рублей.

Одноразовые тарелки -2рубля.

Медная проволока была в наличии от сломанного индукционного фонарика.

Магниты использовал от старых, сломанных динамиков.

Итог: 38рублей.

Список литературы

1)Мякишев Г. Я., Буховцев Б.Б., М,: Просвещение 1994. Физика. 10 класс 

2)http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C,

3)http://www.galileo-tv.ru/node/8839. 4)http://devicemusic.ucoz.ru/publ/nachinajushhim/likbez_po_ehlektronike_nachinajushhim_i_ne_tolko/osnovnye_terminy_opredelenija_ustrojstvo_i_princip_raboty_gromkogovoritelej_dlja_vysokokachestvennykh_akusticheskikh_sistem/1-1-0-7.

5) http://magnitola.org/o-dinamikah/59365-princip-raboty-dinamika.html.

6)http://www.youtube.com/watch?v=4vmqHexuPo8.























Приложение

Гитарный усилитель — это электронный усилитель, предназначенный для использования совместно с электрическими и электронными музыкальными инструментами, в частности, электрогитарами.

Комбинированный (или комбо) усилитель содержит электронную схему усилителя и акустическую воспроизводящую систему в одном корпусе. В другой форме усилитель расположен в отдельном корпусе и подключается к акустической системе с помощью соединительного провода. Отдельный усилитель называется голова, а акустическая система — кабинет. Голова располагается сверху кабинета и формирует так называемый гитарный стек (усилительный стек).

Дисторшн (англ. distortion — искажение) — звуковой эффект, достигаемый искажением сигнала путём его «жёсткого» ограничения по амплитуде, или устройство, обеспечивающее такой эффект. Наиболее часто применяется в музыкальных жанрах хард-рокметалл и панк-рок в сочетании с электрогитарой. Иногда этим термином обозначают группу однотипных звуковых эффектов (овердрайвфузз и прочие), реализующих нелинейное искажение сигнала. Их также называют эффектами «перегруза», а соответствующие устройства — «искажателями».

Усилитель — элемент системы управления (или регистрации и контроля), предназначен для усиления входного сигнала до уровня, достаточного для срабатывания исполнительного механизма (или регистрирующих элементов), за счёт энергии вспомогательного источника, или за счёт уменьшения других характеристик входного сигнала. (Под термином «сигнал» здесь и далее понимается любое явление (или процесс), характеристики которого необходимо увеличить).

Усилитель звуковых частот (УЗЧ), усилитель низких частот (УНЧ), усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ) — прибор для усиления электрических колебаний, соответствующих слышимому человеком звуковому диапазону частот, таким образом к данным усилителям предъявляется требование усиления в диапазоне частот от 20 до 20 000 Гц  По типу применения в конструкции усилителя активных элементов:

ламповые — на электронных, электровакуумных лампах. Составляли основу всего парка УНЧ до 70-х годов. В 60-х годах выпускались ламповые усилители очень большой мощности (до десятков киловатт). В настоящее время используются в качестве инструментальных усилителей и в качестве звуковоспроизводящих усилителей. Составляют львиную долю аппаратуры класса HI- END. А также занимают большую долю рынка профессиональной и полупрофессиональной гитарной усилительной аппаратуры.

транзисторные — на биполярных или полевых транзисторах. Такая конструкция оконечного каскада усилителя является достаточно популярной, благодаря своей простоте и возможности достижения большой выходной мощности, хотя в последнее время активно вытесняется усилителями на базе интегральных микросхем.

интегральные — на интегральных микросхемах (ИМС). Существуют микросхемы, содержащие на одном кристалле как предварительные усилители, так и оконечные усилители мощности, построенные по различным схемам и работающие в различных классах. Из преимуществ - минимальное количество элементов и, соответственно, малые габариты.

гибридные — часть каскадов собрана на полупроводниковых элементах, а часть на электронных лампах. Иногда гибридными также называют усилители, которые частично собраны на интегральных микросхемах, а частично на транзисторах или электронных лампах.





План защиты

В этом году я купил электрогитару, но комбоусилителя у меня не было, поэтому я решил собрать для своей электрогитары усилитель. С усилителями мы работаем давно. Мне известно, что усилители бывают трех видов: ламповые, транзисторные интегральные и гибридные. Из опыта по сборке усилителей, мы убедились, что трудоемкость изготовления ламповых и транзисторных усилителей выше, чем усилителей на микросхеме. В микросхеме многие элементы соединены на заводе-изготовителе. Во многих современных комбоусилителях есть эффект distortion (эффект пергруза). У меня появилась желание собрать усилитель с эффектом distortion и динамиков собранными своими руками.

Цель работы: Собрать комбоусилитель.

Задачи:

1)Изучить литературу по данному направлению.

2)Собрать усилитель на микросхеме мощностью 3W*2.

3)Собрать простейший distortion (эффект пергруза) из кассетного плеера.

4)Изготовить динамики.

Принцип работы громкоговорителя основан на действии силы Ампера.

Громкоговоритель служит для возбуждения звуковых волн под действием переменного электрического тока, меняющегося со звуковой частотой. В динамике используется действие магнитного поля постоянного магнита на переменный ток в подвижной катушке. По катушке проходит переменный электрический ток с частотой, paвной звуковой частоте сигнала с микрофона или с выхода радиоприемника, проигрывателя, магнитофона. Под действием силы Ампера  катушка колеблется в такт с колебаниями токa. Эти колебания передаются диафрагме, и поверхность диафрагмы излучает звуковые волны.

Сборка динамиков и комбоусилителя

В передаче «Галилео» по телеканалу СТС я увидел процесс создания динамика из тарелок, медной проволоки, постоянного магнита круглой формы, металлического цилиндра, бумаги и клея. Меня заинтересовала идея создания такого динамика. При сборке динамика мне потребовалось: две крышки от ведерок из под майонеза, бумага, клей «Момент универсальный», медная проволока диаметром 0,35мм, постоянный магнит, железный сердечник от нерабочего динамика старого телевизора. В качестве инструментов использовал: циркуль, карандаш, ножницы, паяльник, маркер. Сначала приклеил магнит к основанию (нижней крышки) и поставил на него сердечник. Затем сделал трубочку из бумаги с таким диаметром, чтобы она могла свободно перемещаться, не касаясь железного цилиндра и намотал на эту трубку около 50 витков медной проволоки и залудил концы провода. Сверху бумажной трубки сделал надрезы, отогнул их, получил 4 лепестка. К лепесткам приклеил верхнюю крышку – диффузор. Для устойчивости диффузора, сложил 4 полоски бумаги в виде гармошки и прикрепил их с помощью клея к нему. Подключил динамик к плейеру через усилитель. Динамик работает! Но тихо. Поэтому продолжил исследования при сборке динамика для получения более громкого звука.

Второй динамик решил собрать не из крышек, а из одноразовых тарелок, так как они легче и звук, по- моему предположению, должен быть громче и чище. Увеличил количество витков, так как чем больше витков, тем больше сила Ампера, действующая на катушку с током, которая была соединена с диффузором, тем больше должна быть громкость звука. Сборку динамика проводил, как в первом опыте. Действительно громкость динамик возросла, но не намного.

В следующем опыте я решил сменить материал для диффузора с пластмассы на бумагу А4, т. к. её масса меньше массы пластмассовых тарелок. Собирал новый динамик по той же схеме, что и в первых двух опытах. Диффузор использовал конусообразный для того, чтобы получить более громкий звук, за счёт образования узконаправленного пучка звуковых волн. Увеличил количество витков до двух сот и сконцентрировал катушку вдоль железного сердечника непосредственно у магнита, для того, чтобы сила Ампера имела максимальное значение, отказался от основания и стоек диффузора. Новая модель динамика излучала более громкий звук, но диффузор был менее устойчив.

В последнем динамике решил не использовать трубку из бумаги и от металлического цилиндра. Сделал конус из бумаги с помощью циркуля, ножниц и клея. Изготовил проволочную катушку, намотав проволоку на маркер диаметром 15мм. Снял с него катушку и прикрепил её с помощью скотча к диффузору.

Динамик начинает работать, когда к катушке диффузора подносим магнит. Чем ближе магнит к катушке, тем звук громче, таким образом можно регулировать громкость звука. Данный динамик излучал самым громкий звук из всех ранее созданных мной моделей.

Сборка комбоусилителя.

Данный усилитель состоит из усилителя и эффекта distortion. Усилитель

собирал из деталей компьютерных колонок. Использовал готовую микросхему на плате от сгоревших колонок. В них трансформатор сгорел, а плата с микросхемой остались не повреждёнными. Её исправность проверил с помощью аккумулятора и плейера. Аккумулятор на 6 В приобрёл в магазине «Радиомастер». Динамики, собранные из бумаги или пластмассовых тарелок не дают желаемой громкости и не достаточно удобны для использования. Поэтому динамики для комбоусилителя я взял от старой радиоаппаратуры. В качестве источника питания для него использовал 6-вольтовый аккумулятор. Его мощности вполне достаточно для моей электрогитары. В качестве корпуса для усилителя использовал просроченную автомобильную аптечку. Сделал отверстия для динамиков, закрепил плату, аккумулятор, динамики, кнопку включения и выключения с помощью болтов от конструктора. Обклеил корпус черной пленкой. Все работает. Для зарядки аккумулятора использую ранее собранный выпрямитель.

Эффект distortion собирал из старого кассетного плейера. Разобрал старый кассетный плейер. Оставил плату, основание, считывающую головку и вставил две батарейки на 1, 5 В. Прикрепил к проводам от считывающей головки гнездо для штекера 3,5 мм. К припаянному гнезду подсоединил выход от электрогитары, к выходу для наушников - усилитель. Проверил собранный комбоусилитель в действии. Система работает!

Выводы

В результате работы был собран комбоусилитель . Для этого была изучена необходимая литература. На основе сгоревших колонок и аккумулятора собрал усилитель. Из старого кассетного плеера собрал эффект distortion. Себестоимость данного проекта минимальна.

Аккумулятор -250рублей (6 вольт).

Набор батареек – 36 рублей ( 8 штук ), достаточно 2 батарейки.

Самоклеющаяся пленка – около 30 рублей.

Итог: 316 рублей.

Самый дешевый усилитель в магазине 3500 рублей. Экономия семейного бюджета высока. Она составила почти 3200рублей. Данный усилитель может собрать любой желающий владеющий минимальными знаниями в радиоэлектронике.

В процессе проекта проводил исследования при сборке динамиков из подручных средств. С помощью таких динамиков можно наглядно ознакомиться с работой динамиков, убедится в действии силы Ампера, то есть их можно использовать в качестве демонстрационного материала на уроках физики в общеобразовательной школе. Затраты на изготовление минимальны.

Клей -36 рублей.

Одноразовые тарелки -2рубля.

Медная проволока была в наличии от сломанного индукционного фонарика.

Магниты использовал от старых, сломанных динамиков.

Итог: 38рублей.





















20


Автор
Дата добавления 03.12.2015
Раздел Физика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров293
Номер материала ДВ-225524
Получить свидетельство о публикации

Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх