Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
PLC Fatek
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Wanienka ultradźwiękowa własnej produkcji

łukasz_22 21 Cze 2004 16:15 124719 101
  • #31 21 Cze 2004 16:15
    sromotnik
    Poziom 15  

    A jaki sygnał generować ??

  • ambtechnic
  • #32 21 Cze 2004 22:28
    łukasz_22
    Poziom 12  

    sygnał? o dużej amplitudzie. i czestotliwosci 40KHz obojetne czy piła prostokont sinus. Ma powodować drgania ( każdy z nich to robi ) . Sinus jak zrobisz to itak to niebędzie idealny sinus. niema co sie meczyć nad czymś super. Ma czyśćić a nie ładnie wyglądać na oscyloskopie...

  • ambtechnic
  • #33 22 Cze 2004 00:09
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Przetwornik "piezo" ten na blaszce 50mm ma pojemność około 50nF, przy 40kHz oznacza
    to reaktancję pojemnościową około 80 omów (dla sinusa); przy naciśnięciu daje napięcia
    około 50V, więc prawdopodobnie można do niego przykładać napięcia ze 100V, tylko
    wtedy to już moc bierna przekroczy 100W - żeby ją zmniejszyć trzeba użyć cewki 300uH
    (moc na przetworniku pozostanie ponad 100W, ale generator jej tak nie poczuje).

    Ważną sprawą jest odpowiednie zamocowanie - jeśli ma to działać jako przetwornik
    ultradźwiękowy, to cała powierzchnia musi być albo przyklejona (lub przylutowana) do
    ścianki wanienki, albo stanowić fragment ścianki - ale wtedy "kołnierz" z blachy poza
    właściwym przetwornikiem musi być sztywno zamocowany - to powinno skuteczniej
    działać, ale mocowanie musi być do czegoś znacznie cięższego od i sztywnego.

    Aha, i lutowanie to pewne ryzyko - temperatura może uszkodzić przetwornik, powodując
    zmniejszenie jego skuteczności - lepiej użyć jakiegoś kleju o dużej wytrzymałości.

  • #34 27 Cze 2004 23:52
    łukasz_22
    Poziom 12  

    moja wanienka widać ze była tłoczona na prasie i ma specjalne wyżłobienie na przetwornik. ponieważ większość z was niema takiej prasy i formy ( i nieopłaca sie takiej formy robić dla 1 wanienki ) proponuje frezarke i idealnie sobie dno dostrugać :) i do tego jakiś klej epoxydowy. ten w mojej wanience wygląda jak distal ( to niejest reklama ;] ) a frezarke łatwo znaleść . w sklepie widziałem takie fajne pojemniki na hm jakieś spożywcze artykuły ( nierdzewna stal ) kwadratowe z pszykrywką ( np panie co lody spszedają mają takie w lodówkach . ja widziałem ruznej głębokości i nawet takie dno miały ze mozna coś tam frezareczką wyciąć.

  • #35 30 Cze 2004 11:33
    adje
    Poziom 14  

    W starych odbiornikach wysokiej klasy były głosniki piezoelektryczne z płaską membraną, które pracowały w zakresie 20 - 40 kHz. Były bodajże w Stradivari i niektórych Juwelach. Miałem swego czasu je w rękach i na oko musiały mieć moc minimum kilkanaście wat. Może to rozwiązę sprawę. Bo łatwe ich sprzężenie z dnem wanienki a więc moc skuteczna może być dużo większa niż w tej prezentowanej wanience.

    Jeszcze jedno.
    W książce Janusza Wojciechowskiego "Nowoczesne Zabawki Elektroniczne" jest kilka praktycznych rozwiązań przetworników ultradźwiękowych. Same generatory to starocie ale przetworniki są dalej aktualne. Tam był opisany przetwornik magnetostrukcyjny do lutownicy bodajże z mocą ok 50 W ale były podane dokładne wymiary i podstawy obliczeń. Wykorzystanie takiego grotu od lutownicy i pwiązanie z wanienką przy łatwym przeliczeniu na np 100 W może rozwiązć ten rozważany już od pewnego czasu problem.

  • #36 07 Lip 2004 10:06
    asyriusz
    Poziom 15  

    a może ktoś by tak pełna dokumętacje umieścił Bardzo bym prosił w imieniu wszystkich zainteresowanych .

    Lub prosze o przesyłanie wszystkich informacji na ten temat na moja poczte to ja to wszystko złoże w całość i umieszcze. Bedzie ładnie i tak jak bozia przykazała. Mój mail asyriusz(malpa)poczta.fm

    Pozdro

    Posty scaliłem. H(k)

  • #37 07 Lip 2004 22:02
    łukasz_22
    Poziom 12  

    hyhy każdy chce pełną dokumentacje :)) na pewno nie będę wysyłał jej na mail-a ( od tego jest to forum właśnie ). Poza tym kurcze czasu nie mam na robienie dokumentacji. jak ktoś ma czas ochotę pobawić sie to udostępnię mu wanienkę oscyloskop multimetry itd. u mnie w domu - i może sobie mierzyć cały dzień co tam mu sie podoba... mam nadzieje ze jeszcze kilka dni będę miał takie szalone w pracy a potem dostane wolne... i w końcu zrobię ten schemat... za ten czas panowie może też nie obijajcie sie tylko jak każdy coś poszuka to projekt ruszy do przodu ( w końcu nie tylko ja mam wanienkę ). Dużo osób czyta to forum i czeka na gotowca… No a nam brakuje wsparcia .. jak każdy by coś załatwił ( np. kontakty do polskich firm z takimi przetwornikami itd. .. ) to na pewno projekt ruszy z kopyta bo każdy by widział ze jest sporo osób które na prawdę są zainteresowane taką wanienką …

  • #38 08 Wrz 2004 07:57
    asyriusz
    Poziom 15  

    A ma ktos może w posiadaniu ten generator ultra dzwiękowy. To poproszę o schemat. Bo to chyba najważniejsze. Pozdrawiam

  • #39 08 Wrz 2004 10:00
    androot
    VIP Zasłużony dla elektroda

    Widzialem (dawno temu) w jakiejs ksiazce z doswiadczeniami z fizyki opis generatora, w postaci multiwibratora, tranzystora mocy i cewki nawinietej na rdzeniu ferrytowym (od radia AM). Mozna by bylo przylozyc ten rdzen do kuwety, a ja polozyc na czyms co nie pochlania ultradzwiekow.
    Podobne rozwiazanie bylo w ktoryms Elektroniku Praktycznym do usuwania kamienia kotlowego z rur.

  • #40 09 Wrz 2004 08:02
    asyriusz
    Poziom 15  

    To jak możesz to poszukaj tego generatora i żuć na elektrodę napewno się komuś przyda Dzięki pozdro

  • #42 09 Wrz 2004 11:05
    asyriusz
    Poziom 15  

    No faktycznie tylko jak wyregulować tą czestotliwośc i czy mozna zamiast cewki użyć przetwornika piezo?????????

  • #44 09 Wrz 2004 14:26
    asyriusz
    Poziom 15  

    Nie jestem w tym najlepszy więc mugl byś mi napisac jaśniej co do tej przekladni 1:10. No i jeszcze gdybym się mial zdecydować na tą cewkę to jaka średnica ma być rdzenia tej cewki. I jak to przymocować do tej wanienki. Z góry dzieki. Pozdrawiam

  • #45 09 Wrz 2004 15:37
    shg
    Specjalista techniki cyfrowej

    A ja tam nie jestem przekonany, co do sterownika z lampy plazmowej.
    Generalnie obciążenia reaktancyjne (przetwornik piezo, czy przetwornik piezo podłączony przez transformator) powinny być sterowane przez stopień z wyjściem przeciwsobnym, aby możliwe było przeładowanie (ładowanie/rozładowanie) pojemności (sam piezo). Ewentualnie rozładowanie indukcyjności (przez transformator), bo przecież nie chodzi nam o uzyskanie na wyjściu "szpilek" o niekontrolowanym (wysokim) napięciu, które doprowadzi do przebicia przetwornika.

    W lampie plazmowej tak nie było, bo tam chodziło o zaindukowanie jak najwyższego napięcia.

    Podłączałem piezo do tego sterownika z lampy i że tak powiem, piezo zwyczajnie nie działał (baaardzo cicho), sprawdzałem na f=kilka kHz. Potem podłączyłem mały transformatorek 1:6, było trochę głośniej, ale tylko przez chwilę, przetwornik się uszkodził :( .

    Poszukam jeszcze schematu stopnia wyjściowego do sterowania piezo, bo gdzieś miałem, a jak nie znajdę to sam coś zaprojektuję.

  • #46 09 Wrz 2004 15:58
    androot
    VIP Zasłużony dla elektroda

    Czesciowo masz racje. Stopien przeciwsobny bylby lepszy. Ale wlasnie po to jest transformator, zeby zwiekszyc amplitude i czesciowo ja "wygladzic", dzieki histerezie rdzenia transfomatorka.
    Jesli uszkodziles przetwornik, to przedewszyskim przez swoj blad! Dlaczego ustawiles tak maly wspolczynnik wypelnienia, ze na wyjsciu byly szpilki? Zmien wypelnienie na 50% Oprocz czestotliwosci, ktora slyszales na przetwornik mogl dostawac sie sygnal o czestotliwosci ponadakustycznej. Jesli chodzi o sam transformator, to poponuje go nawinac na rdzeniu kubkowym. Ilosc zwoi uzwojenia wtornego obliczyc, znajac czestotliwosc, ktora chcemy generowac i pojemnosc przetwornika.

  • #47 09 Wrz 2004 16:28
    shg
    Specjalista techniki cyfrowej

    Ha! no właśnie, że było wypełnienie 50%

    A i wszystko na oscyloskopie obadałem.

    Układ jest taki jak na mojej stronce (dział elektronika->lampa plazmowa)

    A szpilki biorą się stąd, że po odłączeniu przepływu przez indukcyjność, wytwarza się na niej wysokie napięcie (na tej samej zasadzie działa cewka zapłonowa w automobilu), więc tu regulacja wypełnienia nie pomoże.

    W momencie odłączenia prądu cewka próbuje podtrzymać jego przepływ, ale jako, że prąd nie ma dokąd popłynąć (duża rezystancja), to powoduje to wzrost napięcia.

  • #48 11 Wrz 2004 02:14
    shg
    Specjalista techniki cyfrowej

    Zrobiłem już wzmacniacz przeciwsobny, wszystko OK :D

    Schemat narysuję, jak będę miał trochę czasu, ale powiem, że jest tak:
    To co na mojej stronie, zamiast MOSFETa siedzi stopień przeciwsobny rail-to-rail. od strony plusa sterowanie przez tranzystor p-n-p, od masy n-p-n, do tego inwerter na bc547 (sterowanie tranzystorem n-p-n), baza p-n-p załączana do masy przez drugiego bc547, bazy obu 547 przez rezystory do wyjścia generatora (tam, gdzie bramka MOSFETa).

    Stopień wyjściowy zasilany z 48V, podłączyłem do zwykłego małego piezo. Na ok. 3kHz wyje niesamowicie - dość nieprzyjemne uczucie w uszach :D

    Układ jest w stanie przeładowywać pojemność piezo przy 100kHz bez najmniejszych problemów, wyżej nie sprawdzałem, bo generator dajej nie "pociągnie", ale i tak więcej nie trzeba :D

    Pokombinuję jeszcze z transformatorem, bo to zasilanie 48V jest trochę kłopotliwe. Jutro kumpel przyniesie taką dużą membranę, zobaczymy co z tego da się wyciągnąć.

    Czy to normalne, że przy 100kHz i napięciu 48V piezo się rozgrzewa (tak do 30 stopni) :?: Przy niższych częstotliwościach (akustucznych) jest zimny.

    Sorki, że jednego posta pod drugim piszę, ale to tak żeby było przejrzyście :D .

  • #49 12 Wrz 2004 17:59
    asyriusz
    Poziom 15  

    No to jak z tym schematem. Czekam pilnie.
    Próbowalem zrobić to na tym generatorze z lampy plazmowej i nie dziala prawie wogule. czekam na ten schemacik pozdrawiam i z g.óry dzięki

  • #50 12 Wrz 2004 20:20
    mkos1
    Poziom 29  

    A jak to widzicie jakby spróbować wykorzystać jako przetwornik nadajniki ultradźwiękowe z systemów czujek alarmowych ??

  • #51 13 Wrz 2004 11:11
    shg
    Specjalista techniki cyfrowej

    Wzmacniacz zrobiony, przetestowany, ale to coś może być niebezpieczne. :D
    Podczas testów z dużą membraną, popękała warstewka srebra (i pewnie sam materiał piezoceramiczny też) co zostało "naprawione" za pomocą cyny :D.

    Kropelka wody na membranie rozpryskuje się dookoła, ale tylko, jak piezo jest w rezonansie na częstotliwościach akustycznych.

    W zakresie ultradźwięków membrana się raczej nie "wyrabia", ale wzmacniacz, jak najbardziej "daje radę", sprawdziłem na oscyloskopie.

    Nie sprawdziłem zdolności płuczących urządzenia. Ale zastanawia mnie, czy do płukania potrzebne są ultradźwięki? Na częstotliwościach akustycznych woda całkiem ładnie wibruje (albo się rozpryskuje).

    Jako, że tranzystory we wzmacniaczy pracują w konfiguracji kluczy nasyconych, powstają pewne opóźnienia w przełączaniu, co w praktyce oznacza niewielką zmianę współczynnika wypełnienia dla sygnałów o dużych częstotliwościach.

    Nie testowałem tego z transformatorem na wyjściu, ale jeszcze sprawdzę, jak trochę czasu znajdę.

    Tranzystory Q3 i Q4 - jakieś odpowiednie :D
    Jako Q4 mam BD546, a Q3- 2SD1391 (chyba taki, nie sprawdzę bo ni go zasłania blaszka mocująca na radiatorze) wymontowany z telewizorowej przetwornicy.

    R1 i R2 miałem 2.2k, ale z 1k powinno działać nawet lepiej. Większy prąd = większa stromość zboczy = szersze pasmo przenoszenia wzmacniacza.

    Układ (jak już pisałem) testowałem z generatorem z lampy plazmowej, ale moim, dostępnym tu, nie tym z EP, czy EdW

    :arrow: mkos1
    Na pewno będą lepsze niż zwykłe piezo, bo projektowane na ultradźwięki. Tylko jaką to moc jest w stanie przenieść?

  • #52 13 Wrz 2004 17:40
    _jta_
    Specjalista elektronik

    sugeruję dodanie opornika między emiterem, a bazą Q4 - np. 1k - przyśpieszy jego
    wyłączanie; oporniki w bazach Q1 i Q2 raczej nie mają znaczenia, może na megahercach...
    jest jeszcze kwestia, jak blaszka piezo toleruje napięcie stałe, przypuszczam że w jedną
    stronę będzie poprawiać skuteczność, a w drugą pogarszać - warto to sprawdzić!

  • #53 13 Wrz 2004 20:23
    lakrymator
    Poziom 16  

    _jta_ napisał:
    ...jest jeszcze kwestia, jak blaszka piezo toleruje napięcie stałe, przypuszczam że w jedną
    stronę będzie poprawiać skuteczność, a w drugą pogarszać - warto to sprawdzić!

    A ja sugeruję przetwornik włączyć pomiędzy wyjście a wspólny punkt połączenia dwóch ident. kondensatorów z których górny jest dołączony do plusa zasilania a drugi dolny do minusa (masy) zasilania.
    Pojemność dobrać tak by reaktancja na f pracy była rząd wielkości mniejsza od impedancji piezo.
    Odpadnie problem ze składową stałą a amplituda napięcia na przetworniku osiągnie pełne napięcie zasilania.
    Pozdr.
    Ps. Moc doprowadzona do przetwornika wzrośnie 4-ro krotnie.
    Jeżeli to będzie za dużo to można napięcie zasilania obniżyć do połowy a wówczas moc pozostanie niezmieniona.

  • #54 14 Wrz 2004 11:14
    asyriusz
    Poziom 15  

    To może panowie dorysója to co proponója zmienić w tym schemacie bo nie każdy wie o co chodzi w tym wszystkim. Dzięki wielkie i pozdrawiam

  • #55 14 Wrz 2004 12:24
    shg
    Specjalista techniki cyfrowej

    Dobra, poradziłem sobie z opóźnionym załączaniem kluczy, przez zastosowanie kompensacji przyspieszająco-opóźniającej (C1,C2,R3,R4).
    W obecnym stanie (idealne tranzystory Q3 i Q4) czas przełączania udało się skrócić do ok. 120ns, co w porównaniu z poprzednimi osiągami (2.5µs) jest więcej niż zadowalające.
    Rezystor R5 nie ma większego wpływu na prędkość przeładowania pojemności.
    Dla maniaków szybkości: W obwód B-C tranzystorów Q3 i Q4 można włączyć diody Schottky'ego, zapobiegając tym samym nasycaniu się kluczy. :D

    Nie montować elementów R8 i R9 - służyły tylko do poprawnej pracy symulatora i nie mają żadnego wpływu na działanie rzeczywistego układu.
    Układ na tranzystorach Q5 i Q6 to model wyjścia mojego generatora z lampy plazmowej.

    Zmniejszyłem rezystory R1 i R2 = więcej mocy na wyjściu (obecnie prąd = 5A, co przy zasilaniu 24V daje 120W na odpowiednio dobranym obciążeniu) :D

    Aby wydusić, co się da z piezo zastosowałem dopasowanie impedancji, nie potrzeba już transformatora, wszystko załatwia jeden dławik, który sprowadza impedancję układu dławik-piezo prawie do zera, zapewniając maksymalną możliwą moc :D
    :!: Zastosowanie dokładnie dobranego dławika prawdopodobnie spowoduje natychmiastowe zniszczenie zwykłego piezo :!: , więc proszę uważać :D , przy okazji, na piezo powstaje dość wysokie napięcie (Tu ok. 300V).

    Indukcyjność dławika (L) należy dobrać do pojemności piezo (C) i danej częstotliwości pracy (f), zgodnie ze wzorem:

    L = 1 / (4 * PI² * f² * C)

    L [H], f [Hz], C [F]

    Na piezo o C=30nF bez dławika "idzie" jakieś 10W mocy (o ile dobrze policzyłem)
    Lakrymator, jak policzyłeś tą moc (4x więcej)? Mi nijak nie chce wyjść, tzn wychodzi, ale, że będzie taka sama z dzielnikiem C, czy bez.

    :arrow: _jta_
    Rezystory w bazach Q1 i Q2 zapewniają równomierny rozpływ prądu pomiędzy oba tranzystory. Gdyby ich nie było, przewodził by głównie tranzystor o mniejszym napięciu BE.

    ---------
    Nie jestem w stanie sprawdzić układu w praktyce, bo wczoraj padł mi oscyloskop (synchronizacja nie działa, odchylanie poziome w porządku, bo od czasu do czasu zdarza się przypadkowe wyzwolenie i wiązka normalnie przelatuje z jednego końca nadrugi), szukam schematu - ruski N313

  • #56 14 Wrz 2004 12:45
    _jta_
    Specjalista elektronik

    lakrymator napisał:
    A ja sugeruję przetwornik włączyć pomiędzy wyjście a wspólny punkt połączenia dwóch ident. kondensatorów[...]
    Odpadnie problem ze składową stałą a amplituda napięcia na przetworniku osiągnie pełne napięcie zasilania.

    Niby w jaki sposób amplituda ma osiągnąć napięcie zasilania?
    Można to owszem uzyskać, jeśli zastosujesz dwa wzmacniacze w przeciwfazie,
    tylko wtedy będziesz miał napięcie zmienne na blaszce, a nie tylko na metalizacji,
    co może być niewygodne - konieczność izolacji od obudowy.

    I sugeruję jednak sprawdzić, jak napięcie stałe wpływa na skuteczność.
    Może się niestety okazać, że będzie to zależało od typu przetwornika, więc nie
    można liczyć na to, że jak u kogoś minus na blaszce poprawi skuteczność, to
    u innych będize tak samo - u kogoś innego może lepiej działać z plusem.

  • #57 14 Wrz 2004 17:30
    lakrymator
    Poziom 16  

    _jta_ napisał:

    Niby w jaki sposób amplituda ma osiągnąć napięcie zasilania?
    Można to owszem uzyskać, jeśli zastosujesz dwa wzmacniacze w przeciwfazie,..

    Powiem krótko- tak jak się to dzieje w układzie mostkowym.
    Ale nic na siłę się nie osiągnie jak piezo nie będzie w rezonansie.
    Pozdr.

  • #58 14 Wrz 2004 18:11
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Układu mostkowego to tu nie masz.

    Może liczysz na to, że w rezonansie piezo zachowa się jak cewka? To nie wychodzi.

    Z moich doświadczeń do rezonansu przydałaby się jakaś indukcyjność - inaczej jest
    duże przesunięcie między rezonansem mechanicznym, i elektrycznym (przy sprzężeniu
    z mechanicznym, bo czysto elektrycznego nie ma), i właściwie niewiele się zyskuje -
    to tak, jakbyś chciał zaobserwować rezonans przy słabym sprzężeniu w filtrze, w którym
    po jednej stronie masz tylko kondensator; jak w drugim obwodzie (drgania mechaniczne)
    masz bardzo małe tłumienie, to jakiś rezonans wyłapiesz, ale trudno go będzie zauważyć.

    Natomiast jak dodasz w pierwszym indukcyjność, i to taką, że częstotliwość rezonansu
    obu obwodów będzie taka sama, lub przynajmniej zbliżona, to rezonans będzie wyraźny.
    Można liczyć na to, że w okolicy częstotliwości rezonansu mechanicznego spowoduje on,
    że piezo będzie się zachowywać jak kondensator o pojemności mocno zależnej od zmian
    częstotliwości - nawet dość małych - i z dodatkową cewką znajdziesz jakiś rezonans.

  • #59 14 Wrz 2004 18:34
    lakrymator
    Poziom 16  

    Oj, oj.
    W rezonansie szeregowym piezo przedstawia sobą tylko niewielką rezystancję (mam nadzieję) strat bo moduły reaktancji są równe a więc te się znoszą.
    Mostka nie ma ale może być a gałęzie mostka chyba nie zawsze muszą być jednakowego charakteru.
    A tak w ogóle to macie rację :wink: .
    Pozdr.
    Ps. Być może zasugerowałem się jakimś ruskim układem wzmacniacza w układzie pseudomostkowym :roll: .

  • #60 15 Wrz 2004 15:32
    asyriusz
    Poziom 15  

    Czyli musze podłączyć ten ostatni schemat pod generator z kuli plazmowej i będzie grało? A nie ma jakiegoś prostrzego generatora? Wiecie żeby mniej miejsca zajmował. cos banalnego.