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Ultraschall-System+A -A |
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Autor |
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Grunert-VR
Neuling |
#1 erstellt: 11. Jul 2013, 08:48 | |
Hallo zusammen, mit einem Kollegen habe ich eine kleine technische Spielerei vor, wobei ich allerdings was den Hifi-Bereich angeht mit meinem Latein inzwischen am Ende bin und deswegen auf eure Hilfe angewiesen bin. Sollte aber sicher für die meisten hier kein allzu großes Problem darstellen ;-) Also kurze Erklärung worum es geht. Wir wollen ein kleines Ultraschallsystem bauen. Damit wollen wir die Sedimentation von Flocken in einer dünnen Wasserschicht beeinflussen und wenn wir das Gerät schonmal haben auch die Frage klären, ob der HTI-Ultraschalltrockner wirklich Blödsinn ist (wie ich vermute). Aber lasst euch von den Details nicht ablenken *grins* Die Idee ist nun, Ultraschall über einen Frequenzmodulator mit verschiedenen Amplituden(Lautstärke/Intensität?!) erzeugen zu können und diese dann über eine Ultraschalllautsprecher (Piezo?) auszugeben. Alternativ wollen wir das mit der Sedimentation danach noch mit einem Basslautsprecher testen. Die Frage die ich mir stelle: 1.Woher bekommen wir die Energie für die Lautsprecher. Was für einen Verstärker benötigen wir (Impedanz…); da die Lautsprecherchen ja sicher nicht allzu viel Leistung brauchen. 2.Sind diese Lautsprecher wirklich im Ultraschall (20+ kHz), also unhörbaren Bereich. 3.Gibt es etwas das wir übersehen haben, aber wichtig ist? Zu den Teilen. Frequenzgenerator: Diesen haben wir vielleicht irgendwo auf Arbeit rumliegen http://www.conrad.co...ew1&rt=detview1&rb=1 oder http://www.conrad.co...ew1&rt=detview1&rb=1 oder was anderes http://www.conrad.co...unktions-Generatoren Verstärker (wie gesagt, noch das größte Fragezeichen): http://www.conrad.co...Edition-Two-Endstufe US-Hochtöner: http://www.conrad.de/ce/de/product/335835/PH-8-Piezo-Hochton-Horn http://www.conrad.de...NIC-AP-210-Piezohorn allg http://www.conrad.de/ce/de/overview/1312032/Piezos oder Hochton Kalotten http://www.conrad.de/ce/de/overview/1312019/Hochton-Kalotten Bass (wenn wir eh schon dabei sind) http://www.conrad.de/ce/de/product/329444/DYH-810-Tieftoener-4-8 Vielen vielen Dank schon mal für eure Tipps!!! Bin gespannt, was wir alles nicht bedacht haben :-) Gruß Grunert [Beitrag von Grunert-VR am 11. Jul 2013, 08:49 bearbeitet] |
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Big_Määääc
Inventar |
#2 erstellt: 11. Jul 2013, 10:32 | |
googelt mal nach sonolumineszenz, da wird ähnliche Technik gebraucht. [Beitrag von Big_Määääc am 11. Jul 2013, 11:38 bearbeitet] |
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Grunert-VR
Neuling |
#3 erstellt: 11. Jul 2013, 12:05 | |
Auch eine nette Sache. Die Idee die bei uns dahinter steckt ist, dass man durch die Fibrationen verhindert, dass die Flocken in den kritischen Abstand kommen, ab dem Sie zusammenhasten. Energieeinträge, die zu Kavitation führen werden wir nicht ansatzweise erreichen. Die Frage bezieht sich wirklich erstmal nur auf das techinische und nicht auf die Effekte die wir damit erzielen wollen. Also sind die (Piezo)lautsprecher wirklich im Bereich über 20 kHz (US)? Was für einen Verstärker benötigt man um die Lautsprecherchen mit Strom zu versorgen (Signal vom Frequenzmodulator zu verstärken)? Werde aber mal schauen, vielleicht wird bei Sonolumineszenz ein Aufbau beschrieben, der diese Fragen beantwortet. Danke [Beitrag von Grunert-VR am 11. Jul 2013, 12:06 bearbeitet] |
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Big_Määääc
Inventar |
#4 erstellt: 11. Jul 2013, 15:18 | |
Ja ich meinte damit die Komponeten, die zum Aufbau benutzt werden, also Piezo-Wandler, Frequenzgeneratoren, Amps, ... Es müsste dazu gute Bauteileempfehlungen geben, ist ja für eure Zwecke recht ähnlich. |
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Grunert-VR
Neuling |
#5 erstellt: 16. Jul 2013, 08:28 | |
Wobei ich gedacht hatte, dass die für uns zu "energiereich" und damit teuer sein werden. Etwas schade, hatte gehofft dass die Anfänger-Frage mit dem Frequenzumformer -> Verstärker -> Minilautsprecher relativ schnell klären lässt. (also ob es einfach ist oder man sehr genau aufpassen muss, was die Abstimmung der Teile (Impedanz...) angeht) Wie gesagt ich bekomme noch ein Standardsystem zusammengebastelt, aber bei den großen Lautsprechern ist auch die Impedanz angegeben. Bei dem kleinen System hier hatte ich gehofft, dass es "einfacher" ist, wenn die Lautsprecher keinerlei Angaben haben... Werde mich wohl mal in Ruhe einlesen müssen. Euch noch einen schönen Dienstag. |
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Shark774
Stammgast |
#6 erstellt: 16. Jul 2013, 10:18 | |
Schalte doch einfach einen Widerstand in Reihe vor den Piezo, dann sollte das mit der Impedanz geklärt sein. Dann kannst du noch einen Kondensator, so ca. 2,2 μF in Reihe vor den Piezo schalten, damit er auch ja nicht kaputt geht und das ganze kannst du dann an jeden x-beliebigen HiFi Verstärker hängen. |
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Grunert-VR
Neuling |
#7 erstellt: 16. Jul 2013, 12:40 | |
Danke für den super Tipp. Genau sowas in der Art wollte ich wissen :-) Widerstand 8 bzw 4 Ohm, je nach Verstärker? Muss ich noch etwas beim Anschluss des Frequenzwandlers an den Verstärker beachten? (Lautstärke wird einfach über den Verstärker geregelt?!) Danke |
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Shark774
Stammgast |
#8 erstellt: 16. Jul 2013, 14:16 | |
Am einfachsten wäre es, wenn du ein Notebook hast. Da lädst du dir kostenlos einen Frequenzganggenerator herunter und schon kannst du jede x-beliebige Frequenz widergeben. Notebook an den Verstärker anschließen und fertig. |
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Big_Määääc
Inventar |
#9 erstellt: 16. Jul 2013, 14:30 | |
Notebook und Ultraschall im Line-Ausgang ??!! wie schonmal geschrieben, diese Versuchaufbauten zur Sonolumineszenz verwenden ähneliche Frequenzbereiche (Ultraschall), man muß ja vll nicht ganz so viel Power in euren Versuchen benötigen, aber es werden wohl die gleiche Bauteile zur Schallübertragung aufs Wasser benötigt. einlesen solltest du dich auf jeden Fall, denn sonst versteht man nie die Hintergründe warum und wie etwas funzt, und wie ich es für meine Zwecke abändern kann. |
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Shark774
Stammgast |
#10 erstellt: 16. Jul 2013, 14:36 | |
Stimmt, das hab ich nicht bedacht Kommt eben auf die Frequenz an, 20000 Hz und knapp darüber sind noch drin, mehr aber auch nicht. |
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Big_Määääc
Inventar |
#11 erstellt: 16. Jul 2013, 14:51 | |
meins kackt bei 16 kHz ab |
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Shark774
Stammgast |
#12 erstellt: 16. Jul 2013, 15:10 | |
Bei mir sind 20 kHz noch hörbar Aber schon ziemlich leise. Liegt natürlich aber auch an meinen Ohren vermute ich, nachgemessen hab ich den Frequenzgang vom Line Out noch nie. |
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Grunert-VR
Neuling |
#13 erstellt: 17. Jul 2013, 06:59 | |
Ok also erstmal noch mehr Recherche einlegen Gibt es irgendeinen Grund, wieso ein System keine 25 kHz schaffen sollte, wenn vom Signalgeber über AMP bis Lautsprecher alles dafür ausgelegt ist? Danke nochmal euch beiden. Werde mich wieder melden, sobald ich schlauer oder ratlos bin (nach der Recherche *grins*) |
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Grunert-VR
Neuling |
#14 erstellt: 18. Jul 2013, 08:22 | |
Als Lautsprecher wollen wir diese Lautsprecher bis 60 kHz verwenden, die über einen in Serie geschalteten Widerstand und Kondensator geschützt werden. http://www.conrad.ch...5-60-kHz-Inhalt-1-St Als Frequenzgeber einen Vellemann Taschenfrequenzgeber. Leider habe ich außer Autoverstärkern keine Vertärker bis 40 kHz oder gar 50 kHz gefunden. Habt ihr da Empfehlungen für uns? Oder sollten wir vielleicht einen Frequenzmodulator mit integriertem Verstärker nutzen? Danke schonmal und euch noch einen schönen Vormittag. p.s. aus verschiedenen Gründen ist Sonolumineszenz vom Aufbau her für uns momentan uninteressant. (wollen den Ultraschall über die Luft und nicht über Kontakt übertragen) Als Test werden wir das gleiche auch mit einem Bass probieren. In der Praxis zwar uninteressant, aber proof of concept p.p.s. kann man durch Ultraschall sein Hörorgan schädigen? Durch unhörbaren starken Bass ja auf jedenfall? |
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Grunert-VR
Neuling |
#15 erstellt: 23. Jul 2013, 07:22 | |
Guten Morgen, habe nach längerem Suchen einen Ultraschallverstärker gefunden: http://www.yatego.co...erker-hf-verstaerker Zur Erinnerung. Frequenzmodulator: http://www.conrad.co...ew1&rt=detview1&rb=1 Lautsprecher: http://www.conrad.ch...=1794654097451070464 Eingangsimpedanz vom Verstärker ist schonmal identisch mit der Ausgangsimpedanz des Frequenzgebers, was schonmal gut sein sollte. Aber dann hört mein Latein auch schon auf, weshalb ich auch wieder hier bin, um zu fragen was ihr zu dem US-Amp denkt? Zwischen Verstärker und Lautsprechern würde ich vermutlich wie zuvor empfohlen einen Widerstand und Kondensator einbauen. Zusätzlich in Reihe einen weitern regelbaren Widerstand für die Lautstärke? Oder wie stellen wir die "Lautstärke" am besten ein? Vielen Dank schonmal Gruß Grunert |
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pelowski
Hat sich gelöscht |
#16 erstellt: 23. Jul 2013, 09:55 | |
Hallo Grunert, der Leistungsverstärker ist sicher brauchbar, allerdings für deine Anwendung überdimensioniert; vor allem, was den Preis betrifft. Da die Frequenzkurve des Lautsprechers nur bis 20kHz angegeben ist, ist davon auzugehen, dass da bei 60kHz zwar noch etwas herauskommt; der Wirkungsgrad wird jedoch ziemlich niedrig sein. Das heißt, dass du ihn ziemlich an seiner Belastungsgrenze (30Vp-p Rechteck sind erlaubt) betreiben musst. Der Lautsprecher besitzt eine Kapazität von 130nF (bei 100Hz gemessen), also fließt hauptsächlich ein Blindstrom von vielleicht 1 - 1,5A bei 50-60kHz. Daraus ergeben sich die Anorderungen an den Treiberverstärker für de Us-Wandler. Das Einfachste wäre ein Hi-Fi-Verstärker, der - an Kapazitäten von ein paar hundert nF stabil ist (nicht schwingt). Das sollten die meisten können. - für eine Ausgangsleistung von 150-200W ausgelegt ist. Du benötigst zwar keinesfalls die Leistung, jedoch den Sannungshub, den ein solcher Verstärker aufbringt. - eine Leistungsbandbreite des Verstärkers bis ca.50kHz oder mehr besitzt. Wenn du ein wenig Erfahrung und Interesse an Elektronik hast, wäre ein einfacher und billiger Weg, wenn du dir eine oder auch mehrere (einfache, denn es geht ja nicht um Hi-Fi) Schaltungen aus dem Netz suchst und mal simulierst, ob das unter deinen Bedingungen funktioniert. Dazu lädst du dir LT Spice herunter http://www.heise.de/download/lt-spice-iv.html. Für die LS-Regelung setzt du einfach zwischen Generator und Endverstärker ein Poti (4,7kOm - 10kOhm) Gleiche Aus-u. Eingangsimpedanz ist dann wichtig, wenn Leistung verlustarm übertragen werden soll (vor allem im HF -Bereich). Hier geht es aber um Spannung. Das Velleman - Teil (Frequenzgenerator, nicht -modulator) ist i.O., könnte man aber, wenn nicht alle dort vorhandenen Funktionen benötigt werden, einfacher und billiger selber bauen. Edit: nix Widerstand und Kondensator zwischen Verstärker und Us-Wandler! Grüße - Manfred [Beitrag von pelowski am 23. Jul 2013, 09:57 bearbeitet] |
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ONormahl
Schaut ab und zu mal vorbei |
#17 erstellt: 23. Jul 2013, 14:02 | |
Hallo! Für die Erzeugung von Ultraschall an Schneideinrichtungen oder industriellen Reinigungssystemen werden als Schallerzeuger Piezo-Elemente verwendet oder Magnetostrikive-Systeme. Beide Methoden haben vor und Nachteile. Falls jemand mit Piezo-Elementen experimentieren möchte, bitte die Schutzvorschriften bei Hochspannung beachten. Die Piezo-Elemente in Industriellen-Systemen arbeiten im Bereich >400V Die Magnotstriktiven-Systeme sind mittlerweile selten anzutreffen. Denn Piezo-Technik ist in kleinen bis mittleren Leitungsbereich einfacher und kann höhere Frequenzen. Die Magnetostriktiven-Systeme können dagegen mit höherer Amplitude punkten. Für das beschriebene Vorhaben, wäre aus meiner Sicht zu klären wie die Flüssigkeit mit Schall in Kontakt kommt. Ultraschall wird bei Medienübergang z.B. Luft/Wasser von Wasser reflektiert. Die Ultraschall-Flüssigkeitszerstäuber arbeiten mit direkten Kontakt mit der Flüssigkeit. Das Zerstäuben geschieht durch Kavitation. Damit werden die in Flüssigkeit gelösten Stoffe mit zerstäubt. Wenn Ihr aber nur einen Schallwellen-Fön bauen wollt, bin ich auf das Ergebnis gespannt. Grüße Otto Normahl |
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