Hallo zusammen,
ich sammle grad Ideen zum Basteln eines etwas größeren
Ultraschall-Reinigers. (ja, gibts auch für 20€ fertig bei ebay. Weiß
ich.)
Als Geber hatte ich mir was wie Ebay #261832903396 vorgestellt, sollte
nach ersten oberflächlichen Recherchen von der Frequenz passen, von der
Leistung ist's evtl. etwas übertrieben.
zum weiteren mechanischen Aufbau (vor allem der Befestigung an dickerem
Alu-Blech) mach ich mir später Gedanken, ich hänge momentan am
eigentlich viel einfacheren Teil, der Ansteuerung.
Die Schaltpläne die ich bisher gefunden hab sind meistens für so kleine
Piezo-Piepser im mW Bereich, und ein NE555 allein wird von der Leistung
nicht ausreichen.
Also, Fragen:
Kann man ein All-in-One Mono Verstärker-IC, wie z.B. den TDA7294 als
Leistungs-Stufe misbrauchen? Laut Datenblatt geht der nur bis 20kHz,
aber davon unabhängig: Kommt der mit der Kapazitiven Last am Ausgang
klar? Kennt jemand bessere ICs?
Kann man so einen Piezo mit einem Rechteck ansteuern, oder sollte man
doch lieber einen Sinus (oder zumindest was Sinus-ähnliches) verwenden?
Ändert sich die Resonanzfrequenz stark mit dem mech. Aufbau? Wenn ja,
kann man das irgendwie automatisch nachregeln?
Also z.B. Testpuls geben, mit µC das Echo-Signal vom Nachschwingen
auszählen, oder lohnt das nicht?
Oder kann man das ganze irgendwie "Selbstschwingend" betreiben, bzw
immer mal kurz "anstoßen" und von selber nachschwingen lassen, d.H. mit
einem viel viel langsameren Rechteck ansteuern?
Besten Dank schonmal.
Für Rumms braucht's Resonanz. Dafür haben die Piezoplatten eine
Rückkoppelung, meist über einen weiteren Kontakt auf der Scheibe.
Appnotes der Hersteller eingesehen?
Schaltungen von US-Bädern eingesehen?
Stefan Us schrieb:> Ein Rechteck Signal hat fast unendlich viele Oberwellen, als keine> konkrete Frequenz.
Natürlich hat jedes Rechtecksignal sehr konkrete Frequenzen. Es treten
die Grundfrequenz und die ungeraden Oberwellen mit Amplitude 1/n auf.
Die Oberwellen werden durch die Resonanzeigenschaften des Kristalls
gedämpft, so das ein Teil der Anregungsenergie statt in Schallwellen in
Wärme umgesetzt wird.
Planlos schrieb:> Kann man ein All-in-One Mono Verstärker-IC, wie z.B. den TDA7294 als> Leistungs-Stufe misbrauchen?
Normalerweise nicht, weil die Piezos mit Spannungüberhöhung durch
Resonanz reagieren, und diese den Verstärkern auf's Haupt schlagen
würde.
Hi, Planlos,
> Kann man ein All-in-One Mono Verstärker-IC, wie z.B. den TDA7294 als> Leistungs-Stufe misbrauchen?
Sicher kann man das.
Ich habe so ein Ding repariert, Kurzschluss durch Wasserschaden.
Die "Endstufe" war ihr eigener Oszillator, der Wandler ein Teil davon.
Die "Endstufe" bestand aus zwei Leistungstransistoren BDW53 oder
ähnlich, die in Serie an gleichgerichteten 230V hingen.
Kein Trafo, sondern schutzisoliert - bis das Wasser kam. Meiner Ansicht
nach ist ein Wasserbecken mit Netzanschluss und Elektronik drunter ein
Sicherheitsrisiko.
Ich fürchte, der TDA87294 kann den "Bums" der Endstufe nicht liefern.
Aber vielleicht reicht sein "Bümschen" ja auch.
Kritischer scheint mir die Anpassung von Frequenz und Impedanz des
Verstärkers an den Ultraschall-Geber.
Ciao
Wolfgang Horn
Wolfgang Horn schrieb:> Kritischer scheint mir die Anpassung von Frequenz und Impedanz des> Verstärkers an den Ultraschall-Geber.
Ich habe bei den US-Bädern gewöhnlich Luftspulen gesehen, die in Reihe
mit dem Piezo-Resonator geschaltet waren.
Offenbar ist so ein Teil bei der mechanischen Resonanz kapazitiv und
wird mit der Drossel reel gemacht. Der Wirkwiderstand ergibt sich dann
aus der Ausgangsspannung vom Wandler und der Nennleistung des Piezo.
Bei 60W und 300Vpp wären das ca. 375 Ohm.
Ohne die genauen Herstellerdaten dieses Teils wird Experimentiererei
aber wohl in schlechter Leistung oder der Zerstörung des Wandlers enden.
Ja, lrep,
> Ich habe bei den US-Bädern gewöhnlich Luftspulen gesehen, die in Reihe> mit dem Piezo-Resonator geschaltet waren.> Offenbar ist so ein Teil bei der mechanischen Resonanz kapazitiv und> wird mit der Drossel reel gemacht.
Oszillatoren-Bastler kennen die einschlägigen Schaltungen wie Clapp,
Colpitts,Hartley. Ein Quarz ist ja auch eine Variante des US-Gebers :-)!
> Bei 60W und 300Vpp wären das ca. 375 Ohm.
Mag schon sein.
>> Ohne die genauen Herstellerdaten dieses Teils wird Experimentiererei> aber wohl in schlechter Leistung oder der Zerstörung des Wandlers enden.
Klar besteht die Gefahr. Zur Schonung des Geldbeutels braucht es:
1. Regelbarer Trenntrafo.
2. Probieren bei geringen Spannungen, die erst bei zufriedenstellender
Funktion erhöhen.
3. Oszilloguck.
4. Netzwerktester Ultraschall, dafür passende Koppler. Wohl mit OpAmps.
5. Der Oszillator muss trimmbar sein.
Dieser Thread hat mich auf den Gedanken gebracht, meinen reparierten
Wandler zu optimieren: Wie beim automatischen Antennenkoppler die Phasen
von Strom und Spannung am US-Geber messen und danach die Frequenz regeln
für Abgabe maximaler Leistung.
Ich vermute, es gibt eine Menge US-Bäder, die ihre "Performance"
verloren haben. Deren Wasser sich noch etwas kräuselt, aber nicht so
kocht, wie es das nach dem Kauf mal getan hat.
Aber erst, wenn die interessanteren Dinge abgearbeitet sind.
Ciao
Wolfgang Horn
Ganz wichtig wäre erst einmal ein mechanischer y/4-Tansformator der den
Schallwellenwiderstand vom Wasser an die Impedanz vom Piezowandler
angepaßt wird. Das Ding ist eine flache Scheibe aus Kunstharz mit
bestimmten Werten für Härte und Elastizität die ich nicht wirklich
berechnen kann.
Bei meinen Versuchen einen Ultraschallreiniger zu bauen indem ich die
piezoscheibe einfach nur an den Boden einer Blechwanne geklebt habe
wurde diese nur heiß ohne daß sich im Wasser merklich etwas bewegt
hatte.
Als zweites empfehle ich die Frequenz ständig ein wenig zu wobbeln damit
sich die Resonanzknoten im Wasser bewegen, sonst wird dein Werkstück nur
in schmalen Streifen gereinigt.
Zur Ansteuerung würde ich keine Audioverstärker nehmen, die mögen es
nicht wenn sich die Impedanz und Phasenverschebung ständig ändert. Nimm
einen IRS2153, das ist ein Halbbrückentreiber mit integriertem
Ostzilator.
Vom Ausgang der Halbbrücke über eine Spule oder einen Anpaßtrafo auf die
Piezos, diese haben viel Kapazität und müssen nicht nur mechanisch
sondern auch elektrisch auf Resonanz gebracht werden.
A-Freak schrieb:> Ganz wichtig wäre erst einmal ein mechanischer y/4-Tansformator der den> Schallwellenwiderstand vom Wasser an die Impedanz vom Piezowandler> angepaßt wird. .....die ich nicht wirklich> berechnen kann.
Brauchst du auch nicht, denn wie ich sehe, ist dieses Anpasstück hier
vorhanden.
Wie macht man das eigentlich mit mehreren Wandlern? Schaltet man die
einfach parallel? Und löscht sich der Schall nicht gegenseitig aus?
Bei den kommerziellen Geräten gibt es ja die einfachen analogen und die
modernen digitalen. Letztere regeln die Schallerzeugung mit Software, in
dem Strom und Spannung gemessen wird.
Die Wandler sind paralell geschaltet.
Wie oben schon geschrieben wird die Frequenz gewobbelt damit sich die
Stellen an denen sich die Schallwellen gegenseitig auslöschen schnell
hin und her bewegen und das zu reinigende Ojekt im Durcdhschnitt überall
gleichmäßig beschallt wird.
A-Freak schrieb:> Wie oben schon geschrieben wird die Frequenz gewobbelt damit sich die> Stellen an denen sich die Schallwellen gegenseitig auslöschen schnell> hin und her bewegen und das zu reinigende Ojekt im Durcdhschnitt überall> gleichmäßig beschallt wird.
M.W. wird i.d.R. nicht gewobbelt.
Das wäre auch wegen des resonanten Transducers nicht Erfolg
versprechend, weil der mögliche Frequenzhub zu klein wird.
Die Generatoren sind schlicht nicht frequenzstabil und vor allem werden
sie mit ungesiebter Gleichspannung betrieben, wodurch das hörbare
"Brizzeln" mit der Netzfrequenz moduliert ist.
Wenn man das Interferenzfeld ändern will, ist es einfacher den
Gegenstand zu bewegen.
