Circuits de générateurs d'ultrasons utilisant des transistors. Schémas électriques gratuits

Un émetteur d'ultrasons est un générateur d'ondes ultrasonores puissantes. Comme nous le savons, une personne ne peut pas entendre les fréquences ultrasonores, mais le corps les ressent. En d’autres termes, la fréquence ultrasonore est perçue par l’oreille humaine, mais une certaine partie du cerveau responsable de l’audition ne peut pas déchiffrer ces ondes sonores. Ceux qui participent à la construction de systèmes audio doivent savoir que les hautes fréquences sont très désagréables pour notre audition, mais si vous augmentez encore plus la fréquence haut niveau(Gamme ultrasonique) alors le son disparaîtra, mais en fait il est là. Le cerveau tentera sans succès de décoder le son, ce qui entraînera mal de tête, nausées, vomissements, vertiges, etc.

La fréquence ultrasonique est utilisée depuis longtemps dans les domaines les plus différentes régions science et technologie. Grâce aux ultrasons, vous pouvez souder du métal, faire la lessive et bien plus encore. Les ultrasons sont activement utilisés pour repousser les rongeurs dans les machines agricoles, car le corps de nombreux animaux est adapté pour communiquer avec les leurs dans la gamme des ultrasons. Il existe également des données sur la façon de repousser les insectes à l'aide de générateurs d'ultrasons : de nombreuses entreprises produisent de tels répulsifs électroniques. Nous vous proposons d'assembler vous-même un tel appareil, selon le schéma ci-dessous :

Considérons la conception d'un pistolet à ultrasons assez simple haute puissance. La puce D4049 fonctionne comme un générateur de signaux de fréquence ultrasonore ; elle dispose de 6 inverseurs logiques.

Le microcircuit peut être remplacé par un analogue domestique K561LN2. Le régulateur 22k est nécessaire pour ajuster la fréquence ; elle peut être réduite à la plage audible si la résistance 100k est remplacée par 22k et le condensateur 1,5nF est remplacé par 2,2-3,3nF. Les signaux du microcircuit sont fournis à l'étage de sortie, qui est construit sur seulement 4 transistors bipolaires de moyenne puissance. Le choix des transistors n'est pas critique, l'essentiel est de sélectionner les paires complémentaires les plus proches possibles en termes de paramètres.

Littéralement, toutes les têtes HF d'une puissance de 5 watts ou plus peuvent être utilisées comme radiateur. Depuis l'intérieur de la maison, vous pouvez utiliser des têtes comme 5GDV-6, 10GDV-4, 10GDV-6. De telles têtes HF peuvent être trouvées dans systèmes de haut-parleurs produit en URSS.

Il ne reste plus qu'à tout arranger dans le corps. Pour diriger le signal ultrasonore, vous devez utiliser un réflecteur métallique.

Pour fabriquer un générateur d'ultrasons, vous devez en plus acheter deux générateurs d'impulsions rectangulaires, mais aussi d'abord développer un amplificateur de puissance utilisant un circuit en pont classique. Il est en outre nécessaire de développer davantage diagramme schématique, selon lequel l'assemblage ultérieur de l'appareil à ultrasons sera effectué. Alors, dans circuit électrique Des résistances doivent être présentes pour contrôler la fréquence du son, des condensateurs pour modifier en douceur la fréquence de sortie, des transistors à effet de champ faisant partie d'un circuit en pont, des onduleurs pour continuer le son, une self pour rectifier le courant et une alimentation pour fournir la tension de fonctionnement. au circuit électrique. Malheureusement, une telle tâche dépasse les capacités d'un homme ordinaire de la rue. Par conséquent, lors de l'élaboration d'un schéma et de la réalisation de calculs supplémentaires, il ne serait toujours pas inutile de consulter d'abord un professionnel.

Il existe deux types de schémas pour créer un générateur d'ultrasons : avec et sans transformateur. Les circuits fondamentaux sont différents, mais dans les deux cas, l'appareil fini fonctionne correctement et s'acquitte bien de ses responsabilités directes - générer un son de différentes fréquences. Dans la première version, le circuit électrique ne contient pas de transformateur et la source du signal principal est un microcircuit pilote push-pull LDS KF1211EU1. C'est à partir de là que le signal sort et va immédiatement aux pilotes clés, qui, à leur tour, sont contrôlés selon le principe d'un pont à transistors. Le circuit comprend en outre une minuterie reliée à un bouton de commande, qui fonctionne selon le principe classique « On/Off ». La tension d'alimentation après l'assemblage d'une telle conception peut atteindre 500 V DC, tandis que la puissance générateur fait maison est en constante croissance.

Si la tension de fonctionnement est trop élevée, elle peut être ajustée à l'aide de résistances qui la diminuent en introduisant une résistance supplémentaire dans le schéma de circuit. L'essentiel ici est de déterminer correctement le type d'une telle pièce en fonction des paramètres donnés d'un circuit particulier, sinon, par ignorance, le mécanisme fini grillera à cause de l'augmentation de la tension. Le calcul de la résistance supplémentaire s'effectue selon la loi d'Ohm pour un circuit à courant alternatif. De plus, des calculs physiques approximatifs dans les exemples peuvent toujours être trouvés sur le World Wide Web - sur des sites spécialisés de radioamateur. DANS dans ce cas Il est préférable de ne pas expérimenter d'augmentation de tension : le générateur d'ultrasons pourrait ainsi être complètement endommagé. De plus, il existe un schéma électrique connu qui fonctionne parfaitement à une tension de fonctionnement de 35 V. Reproduisez-le dans environnement de la maison Ce n’est pas difficile non plus, l’essentiel est de préparer le matériel requis.

Pour fabriquer un générateur d'ultrasons pour une tension de 35 V, il est recommandé de prendre comme base un circuit imprimé en PCB ou en fibre de verre. Le composant inférieur de la carte sera l'écran et le fil, et le schéma de câblage peut être consulté sur Internet pour plus de clarté. Selon le schéma, rassemblez tous les éléments requis, et conception finie Enfin, enduisez-le de vernis. Fabriquer un tel appareil ne sera pas facile pour une personne qui n'a rien à voir avec l'ingénierie électrique et radio. Alors celui-ci point important Il est également important d'en prendre note afin qu'en l'absence du « bagage de connaissances » requis vous ne perdiez pas un temps précieux.

L'homme moderne comprend clairement à quel point un générateur d'ultrasons est important et indispensable dans la vie de tous les jours ; c'est pourquoi il essaie de l'obtenir pour son usage personnel. Une large gamme de modèles est présentée dans les magasins spécialisés, mais le coût de ces exemplaires commence à 10 000 roubles. Dans l’ensemble, c’est un achat intéressant si vous l’utilisez systématiquement aux fins prévues. En l'absence du montant indiqué, il est tout à fait possible de construire une telle structure chez soi, mais au préalable, retrouvez les instructions de fabrication, comprenez le principe de fonctionnement de ce mécanisme complexe et déterminez sa faisabilité dans un cas particulier. Si l'appareil est vraiment nécessaire, sans l'aide d'un spécialiste, certaines difficultés surgiront au cours de son développement.

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Certains oiseaux, ainsi que les chiens, souris, rats, les chauves-souris et d'autres animaux peuvent entendre des sons avec des fréquences allant jusqu'à 40 000 Hz. Le circuit proposé ici émet des ultrasons continus à une fréquence supérieure à celle perçue par l'homme dans la plage comprise entre 18 000 et 40 000 Hz. L'appareil peut être utilisé pour traiter des chiens et d'autres animaux, dans le cadre d'expériences biologiques et à de nombreuses autres fins.

Le circuit (Fig. 1) génère un signal avec une fréquence de 18 000 à 40 000 Hz, mais vous pouvez facilement modifier cette plage en sélectionnant la capacité du condensateur C1 ou de la résistance R1. La plage des capacités nominales C1 va de 470 pF à 0,001 μF, la résistance de la résistance R1 peut être augmentée jusqu'à 100 kOhm. La limite supérieure des fréquences générées par l'IC 4093 est de 500 kHz.

La liste des éléments est donnée dans le tableau.

Le circuit peut être placé dans un petit boîtier en plastique. Le haut-parleur est fixé sur la façade.

Générateur d'ultrasons 1. Ce circuit fonctionne dans la gamme de fréquences de 18 à 40 kHz

Deuxième option du générateur d'ultrasons

En utilisant deux circuits intégrés 4093, un puissant générateur d'ultrasons peut être réalisé comme indiqué sur la figure. Le circuit utilise un haut-parleur piézodynamique ou un écouteur piézo avec des dizaines de milliwatts comme charge. Le générateur fonctionne dans la plage de fréquences comprise entre 18 000 et 40 000 Hz.

La fréquence peut varier en modifiant la capacité C2. La limite supérieure de la fréquence du circuit est de 1 MHz.

Le générateur est adapté à la réalisation d'expériences biologiques liées à l'étude du comportement des animaux et des conditions de leur détention. L'alimentation électrique est constituée de quatre piles AA ou d'une pile/batterie de 9 V. Le circuit ne consomme que quelques milliampères et la durée de vie de la batterie peut aller jusqu'à plusieurs semaines.

Une résistance variable d'une valeur nominale de 47 kOhm peut être connectée en série avec R1, ce qui vous permettra d'ajuster la fréquence sur une large plage.

La liste des éléments est donnée dans le tableau. Un haut-parleur piézo haute fréquence - un tweeter - peut être utilisé comme haut-parleur. Ce composant contient un petit transformateur de sortie, comme indiqué sur l'image. Vous devez le supprimer.

Liste des éléments du générateur d'ultrasons 2

Troisième option du générateur d'ultrasons

Il s'agit de la troisième version du générateur d'ultrasons. Un tweeter piézoélectrique est utilisé. L'étage de sortie transistorisé fournit un signal de sortie puissant. Le haut-parleur, qui constitue la charge de l'étage de sortie, peut produire un signal ultrasonore d'une puissance allant jusqu'à 400 mW.

Le circuit est alimenté par quatre piles AA ou une pile/batterie 9 V, la consommation de courant est d'environ 50 mA.

La fréquence peut être réglée par la résistance R1 dans la plage comprise entre 18 000 et 40 000 Hz. Vous pouvez modifier la fréquence en sélectionnant la capacité du condensateur C1. Des valeurs comprises entre 470 et 4700 pF peuvent être sélectionnées expérimentalement.

Bien que le tweeter soit plus efficace entre 10 000 et 20 000 Hz, il a été prouvé expérimentalement que ce transducteur fonctionne normalement à des fréquences allant jusqu'à 40 000 Hz.

Dans cette conception, il n’est pas nécessaire de déconnecter le transformateur interne du tweeter, comme nous l’avons fait dans le projet précédent. Vous pouvez également utiliser un transducteur ultrasonique spécial avec une résistance de 4 à 100 ohms.

Le diagramme schématique du générateur d'ultrasons est présenté sur la figure. La liste des éléments est donnée dans le tableau. L'appareil peut être assemblé dans un petit boîtier en plastique.

Pour régler la fréquence, utilisez un fréquencemètre en le connectant à la broche 4 du CI.

Ce circuit peut produire un signal ultrasonore de plusieurs watts à l'aide d'un tweeter piézoélectrique ou d'un autre type de transducteur. La fréquence de fonctionnement est de 18 000 à 40 000 Hz, elle peut être modifiée en sélectionnant la capacité du condensateur C1. À grandes valeurs la capacité générera un signal dans la plage audio, ce qui permettra au circuit d'être utilisé dans des alarmes et d'autres appareils. Dans ce cas, le tweeter peut être remplacé par un haut-parleur classique.

Le circuit consomme plusieurs centaines de milliampères à partir d'une alimentation de 9 ou 12 V. Les piles sont recommandées uniquement pour un fonctionnement à court terme.

Vous pouvez utiliser cet appareil pour effrayer les chiens et autres animaux en l'installant à proximité des zones de collecte des déchets, etc.

Le mode de fonctionnement ultrasonique est obtenu avec une capacité C1 de 470 à 2200 pF. Un signal audio nécessite une capacité comprise entre 0,01 et 0,012 µF.

Le schéma de principe d'un puissant générateur d'ultrasons est présenté sur la figure, la liste des éléments est donnée dans le tableau.

Générateur d'ultrasons puissant. Tous les transistors doivent être montés sur des radiateurs

Les transistors doivent être montés sur des radiateurs. Tous les composants peuvent être placés dans un boîtier en plastique

Chacun de nous a entendu à plusieurs reprises l'expression «ultrasons» - dans cet article, nous verrons de quoi il s'agit, comment il est créé et à quoi il sert.

Le concept « d'échographie »

Les ultrasons sont des vibrations mécaniques qui sont nettement supérieures à la gamme de fréquences que l'oreille humaine peut entendre. Les vibrations ultrasonores rappellent quelque peu une onde semblable à la lumière. Mais contrairement aux ondes lumineuses, qui se propagent uniquement dans le vide, les ultrasons nécessitent un milieu élastique – un liquide, un gaz ou tout autre solide.

Paramètres échographiques de base

Les principaux paramètres d’une onde ultrasonore sont considérés comme la longueur d’onde et la période. Le temps requis pour un cycle complet est généralement appelé période de vague et se mesure en secondes.

L'émetteur d'ultrasons est considéré comme le générateur d'ondes ultrasonores le plus puissant. Une personne ne peut pas entendre les fréquences ultrasonores, mais son corps est capable de les ressentir. En d’autres termes, l’oreille humaine perçoit la fréquence ultrasonore, mais la partie du cerveau responsable de l’audition est incapable de déchiffrer cette onde sonore. Les hautes fréquences sont désagréables pour l'audition humaine, mais si vous augmentez la fréquence dans une autre plage, le son disparaîtra complètement - malgré le fait qu'il soit présent dans la fréquence ultrasonore. Et le cerveau fait des efforts pour le décoder sans succès, à cause de cela, la personne éprouve de terribles maux de tête, des vertiges, des nausées et d'autres sensations pas tout à fait agréables.

Les générateurs de vibrations ultrasoniques sont utilisés dans tous les domaines technologiques et scientifiques. Par exemple, les ultrasons peuvent non seulement laver les vêtements, mais aussi souder le métal. DANS monde moderne Les ultrasons sont activement utilisés dans les machines agricoles pour repousser les rongeurs, car le corps de la plupart des animaux est adapté pour communiquer avec les siens à une fréquence ultrasonore. Il faut également dire que le générateur d'ondes ultrasoniques peut également repousser les insectes - aujourd'hui, de nombreux fabricants produisent ce type de répulsif électronique.

Types d'ondes ultrasonores

Les ondes ultrasoniques ne sont pas seulement des ondes transversales ou longitudinales, mais aussi des ondes de surface et de Lamb.

Les ondes ultrasonores transversales sont des ondes qui se déplacent perpendiculairement au plan de la direction des vitesses et des déplacements des particules corporelles.

Les ondes ultrasonores longitudinales sont des ondes dont le mouvement coïncide avec la direction des vitesses et des déplacements des particules dans le milieu.

Une onde de Lamb est une onde élastique qui se propage dans une couche solide aux frontières libres. C'est dans cette onde que se produit le déplacement oscillatoire des particules à la fois perpendiculairement au plan de la plaque et dans le sens de déplacement de l'onde elle-même. C'est la vague de Lamb qui est une vague normale en platine avec des frontières libres.

Les ondes ultrasonores de Rayleigh (surface) sont des ondes avec un mouvement de particules elliptique qui se propagent à la surface d'un matériau. La vitesse d'une onde de surface représente près de 90 % de la vitesse d'une onde transversale, et sa pénétration dans le matériau est égale à la longueur d'onde elle-même.

Utiliser l'échographie

Comme mentionné ci-dessus, l'utilisation diversifiée de la gestion des connaissances, dans laquelle diverses de ses caractéristiques sont utilisées, peut être divisée en trois domaines :

1. recevoir les informations ;
2. influence active sur la substance;
3. traitement et transmission du signal.

Il convient de garder à l’esprit que pour chaque application spécifique, il est nécessaire de sélectionner des ultrasons d’une certaine gamme de fréquences.

L'effet des ultrasons sur une substance

Si un matériau ou une substance est soumis à l’influence active d’ondes ultrasonores, cela entraîne des modifications irréversibles. Cela est dû aux effets non linéaires dans le champ sonore. Ce type d'impact sur le matériau est très répandu dans la technologie industrielle.

Obtention d'informations à l'aide de méthodes échographiques

Les méthodes échographiques sont désormais largement utilisées dans divers types de recherche scientifique pour une étude approfondie de la structure et des propriétés des substances, ainsi que pour une compréhension complète des processus qui s'y déroulent aux niveaux micro et macro.

Toutes ces méthodes reposent principalement sur la dépendance de la vitesse de propagation et d'atténuation des ondes acoustiques sur les processus qui s'y déroulent et sur les propriétés des substances.

Traitement et transmission du signal

Les générateurs d'ultrasons sont utilisés pour la conversion et le traitement analogique de divers types de signaux électriques dans toutes les branches de la radioélectronique et pour la surveillance des signaux lumineux en optique et optoélectronique.

Émetteur d'ultrasons DIY

Dans le monde moderne, un générateur d'ultrasons est assez largement utilisé. Par exemple, dans l'industrie, ils sont utilisés pour un nettoyage rapide et de haute qualité de quelque chose. Il faut dire que cette méthode de nettoyage n'a fait ses preuves qu'avec le meilleur côté. Aujourd'hui, le générateur d'ultrasons gagne en popularité dans d'autres applications.

Assemblage d'un circuit à ultrasons pour repousser les chiens

De nombreux habitants des mégapoles du pays sont quotidiennement confrontés au problème assez concret de rencontrer une meute de chiens errants. Il est impossible de prédire à l'avance le comportement d'un troupeau, c'est pourquoi l'UZG viendra ici à la rescousse.

Dans cet article, nous allons vous montrer comment réaliser un échographe

Pour créer une échographie à la maison, vous aurez besoin des pièces suivantes :

• circuit imprimé;
• schéma du monde ;
• éléments d'ingénierie radio.

Assembler le circuit vous-même ne sera pas difficile. Afin de pouvoir contrôler les impulsions, vous devez fixer le composant radio sur des pattes spécifiques du microcircuit à l'aide d'un fer à souder.

Analysons la conception d'un générateur de fréquences ultrasonores de haute puissance. Le microcircuit D4049, doté de 6 interteurs logiques, fonctionne comme un générateur de fréquences ultrasonores.

Un microcircuit étranger peut être remplacé par un microcircuit analogique Production domestique K561LN2. Pour régler la fréquence, un régulateur 22k est nécessaire, avec son aide, les ultrasons peuvent être réduits à une fréquence audible. Grâce à 4 transistors biopolaires de puissance moyenne, l'étage de sortie reçoit les signaux du microcircuit. Conditions spéciales Il n'y a pas de choix de transistors, l'essentiel ici est de choisir des paires complémentaires les plus proches possibles en termes de paramètres.

Presque toutes les têtes HF d'une puissance de 5 watts ou plus peuvent être utilisées comme radiateur. Option idéale seront des têtes domestiques telles que 10GDV-6, 10GDV-4 ou 5GDV-6, on les retrouve facilement dans tous les systèmes acoustiques produits en URSS.

Il ne reste plus qu'à cacher le circuit générateur d'ultrasons fabriqué par nos soins dans le boîtier. Un réflecteur métallique aidera à contrôler la puissance du générateur d'ultrasons.

Circuit générateur d'ultrasons

Dans le monde moderne, il est d'usage d'utiliser un générateur d'ultrasons pour repousser les chiens, les insectes, les rongeurs, ainsi que pour un lavage de haute qualité. Le gaz ultrasonique est également utilisé pour réduire considérablement le temps nécessaire au lavage et à la gravure. cartes de circuits imprimés. Les processus chimiques dans les liquides se déroulent beaucoup plus rapidement en raison de la cavitation.

Le circuit UG est basé sur deux générateurs d'impulsions Forme rectangulaire et un amplificateur de puissance de type pont. Sur les éléments logiques de type DD1.3 et DD1.4, un générateur accordable d'impulsions de fréquence ultrasonore en forme de méandre est installé. Il convient de rappeler que sa fréquence de fonctionnement ne dépend directement que de la résistance totale des résistances R4 et R6, ainsi que de la capacité du condensateur C3.

Rappelez-vous la règle : plus la fréquence est basse, plus la résistance de ces résistances est grande.

Un générateur basse fréquence est réalisé sur les éléments DD1.1 et DD1.2, qui a une fréquence de fonctionnement de 1 Hz. Les générateurs sont connectés entre eux à l'aide des résistances R3 et R4. Afin d'obtenir un changement en douceur de la fréquence du générateur haute fréquence, vous devez utiliser le condensateur C2. Ici, vous devez également vous rappeler un secret : si le condensateur C2 est contourné à l'aide du commutateur SA1, la fréquence du générateur haute fréquence deviendra constante.

L'utilisation des ultrasons : la plus large gamme d'applications

Comme nous le savons tous, les ultrasons ne sont utilisés nulle part dans le monde moderne. Chacun de nous a sûrement subi une échographie (échographie) au moins une fois dans sa vie. Il faut ajouter que c'est grâce aux ultrasons que les médecins peuvent détecter la survenue de maladies des organes humains.

Les ultrasons sont activement utilisés en cosmétologie pour nettoyer efficacement la peau non seulement de la saleté et de la graisse, mais également de l'épithélium. Par exemple, la phonophorèse ultrasonique est utilisée avec succès dans les salons de beauté à la fois pour la nutrition et le nettoyage, ainsi que pour hydrater et rajeunir la peau. La méthode d'utilisation de la phonophorèse ultrasonique s'améliore grâce à l'action d'une onde ultrasonore mécanismes de défense peau. Les procédures cosmétiques utilisant les ultrasons sont considérées comme universelles et adaptées à tous les types de peau. La phonophorèse ultrasonique fait des miracles !

Le générateur de vapeur à ultrasons est activement utilisé non seulement dans les hammams turcs, saunas finlandais, mais aussi dans nos bains russes modernes. Grâce à la vapeur, notre corps est efficacement nettoyé des saletés invisibles, notre corps se débarrasse des toxines et des déchets, la peau et les cheveux sont cicatrisés, la vapeur a un effet positif sur le système respiratoire humain.

Les générateurs de brouillard artificiel sont activement utilisés pour augmenter l'humidité de l'air intérieur, ce qui a un effet bénéfique sur le climat de l'appartement. Cela devient particulièrement pertinent pendant la saison froide, lorsque chauffage central assèche l’air. Les générateurs de brouillard artificiel sont utilisés aussi bien dans les locaux résidentiels que dans les terrariums ou jardin d'hiver. Les experts conseillent aux personnes malades d'avoir un générateur de brouillard à ultrasons voies respiratoires ou sujets aux maladies allergiques.

Conclusion

DANS Utilisation à la maison Un générateur de vapeur ou de brouillard à ultrasons est un appareil très utile qui créera non seulement du confort et du confort, mais pourra également enrichir l'air avec des vitamines invisibles à l'œil, des ions légers de l'air négatifs, qui sont si nombreux au bord de la mer. , à la montagne ou en forêt et très peu à l' intérieur de nos appartements . Et cela, à son tour, contribuera à améliorer votre état émotionnel et à améliorer votre santé.