XV городской конкурс научно-исследовательских, опытноконструкторских и творческих работ школьников и студентов «Аудио трансмиттер» Россия , Тюменская область, Нижневартовский район, п. г. т. Излучинск Юрий Игоревичученик 10 А класса МБОУ «Излучинская ОСШ УИОП № 1» Научный руководитель Хасанова Эльза Ривнеровна, учитель физики и математики МБОУ «Излучинская ОСШ УИОП № 1»
«Я не тружусь более для настоящего, я тружусь для будущего» . Никола Тесла.
План исследований Проблема: Сотни людей каждый год гибнут из-за того, что не слышат звук приближающихся автомобилей. Мне очень нравится слушать музыку на прогулке. Чтобы не мешать окружающим, я использую наушники. Однако, с приходом холодов я столкнулся с рядом проблем: во -первых в наушниках и шапке не слышно звуков из вне (таким образом вы становитесь более уязвимее на дороге). Во-вторых: теплопроводность и теплоемкость наушников значительно отличается от человеческого тела, поэтому даже при небольшом холодке возникает неприятное ощущение в ушах (ощущение усиливается пропорционально времени прогулки).
Недостатка с охлаждением лишены вакуумные наушники они пользуются большим спросом так качество звуковоспроизведения у них на несколько порядков выше чем у обычных наушников в основном за счет подавления любых шумов и звуков из вне. Одев их вы становитесь абсолютно глухим , а это очень опасно на дороге. Вакуумные наушники
Описание работы Проблема требует нового технического подхода. Поэтому было принято решение отказаться от стандартной конструкции. Для начала мы должны углубится в биологическую суть вопроса. Рассмотрим человеческое ухо. Как видно из рисунка, барабанная перепонка крепится к височной кости. То есть можно передать вибрацию звуковой частоты височной кости , та в свою очередь передаст её барабанной перепонке которая будет воспринимать вибрацию как звуковое воздействие Поэтому я решил собрать устройство, которое будет воздействовать на кости черепа, заставляя их вибрировать в унисон с частотой излучателя.
Конструкция излучателя должна быть довольно проста и компактна. Для определения наилучшего излучателя был проведен ряд экспериментов. На основе которых, была составлена таблица с указанием достоинств и недостатков разных излучателей. Динамик Хорошая слышимость, направляет звук в разные стороны, окружающие люди будут его слышать довольно отчетливо. Электромотор постоянного тока Пьезоизлучатель Вибромотор Несмотря на странность применения, устройство работает хорошо при плотном контакте звук не слышен окружающем. Малое энергопотребление, но звук слышен окружающим. Звук слышен очень хорошо без помех , при плотном контакте звук не слышен окружающим. Вывод: целесообразней всего для нашего устройства применить вибромотор.
Конструкция вибромотора довольно проста. Она напоминает схему динамика только без мембраны Устройство динамика Если пропустить через звуковую катушку динамика переменный электрический ток, то магнитное поле катушки будет взаимодействовать с постоянным магнитным полем магнитной системы динамика. Это заставит звуковую катушку либо втягиваться внутрь зазора при одном направлении тока в катушке, либо выталкиваться из него при другом. Таким образом и получается нужная нам вибрация.
После серии экспериментов было установлено, что мощности плеера недостаточно для прослушивания музыки, поэтому было принято решение использовать в устройстве усилитель. Таким образом, устройство приобрело следующую структуру. излучатель усилитель Питание 3 Вольта плеер
Предельно допустимые значения локальной вибрации по Сан. Пин. Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц 8 16 31, 5 63 125 250 500 1000 Корректированные эквивалентные корректированные значения и их уровни и Допустимые значения в величинах виброускорения виброскорости м/с д. Б м/с 10 -2 д. Б 1, 4 73 2, 8 115 1, 4 73 1, 4 109 2, 7 79 1, 4 109 5, 4 85 1, 4 109 10, 7 91 1, 4 109 21, 3 97 1, 4 109 42, 5 103 1, 4 109 85, 0 109 1, 4 109 2, 0 76 2, 0 112 Устройство рассчитано на 0. 2 м/с– 0. 7 м/с; 25 д. Б-35 д. Б(в виброускорения) Что является абсолютно безопасным. величинах
В ходе исследований было обнаружено что при плотном контакте с поверхностью кости черепа звук уходит в глубь вызывая ощущения того что звук идет из нутрии головы. Этот эффект заслуживает отдельного внимания так как благодаря ему прослушивание музыки становится более увлекательным. Благодаря этому эффекту аспектов применения этого устройства становится больше.
Вывод: Мне удалось создать устройство не уступающее по качеству звука вакуумным наушникам, но безопасное , так как слышно звуки внешнего мира. На данный момент устройство собрано и проверенно. Существует большой потенциал для дальнейшей модернизации данного устройства. Есть возможность осуществить беспроводную передачу данных(wi-fi, Bluetoot, ) использовать устройство в индустрии компьютерных игр в качестве звуковоспроизводящей техники в устройстве дополненной реальности. Также планируется использовать устройство в качестве усилителя для слабослышащих людей. Аудио трансмиттер “Вероника” версия 1. 0 Аудио трансмиттер “Вероника” версия 3. 0
Скачать презентацию XV городской конкурс научно-исследовательских опытноконструкторских и творческих работ
Аудио трансмиттер.pptx