2019年10月22日 星期二

介質與聲音

「如果沒有空氣,聲音傳得出去嗎?」
教久了會覺得問這種問題很沒水準
但...每年問,每年都有學生回答"可以"

「那我們可以先來假設,聲音的傳遞和空氣"沒有絕對關係"」
「...,如果我們把密封罐裡的空氣抽出來,聲音會有甚麼差別嗎?」
「既然沒有關係,就沒有影響啊~~」學生回答
「那如果(抽氣前後聲音)有差別,可能是聲音的大小或音色或其他不一樣的現象...」
「那應該就有關聯囉!」
「...,我們把手機(分貝計APP)和蜂鳴器一起放入密封罐,當我們抽出氣體,觀察看看分貝計有甚麼變化」
一開始抽氣,讀數先微微上升(抽氣機擾動的影響)

「聲音(分貝計讀數)變小了耶~~」不過用聽的沒有明顯差異


「如果這時候再把空氣灌進去...」
「又變回跟之前沒有抽氣的時候一樣了!!」


「所以至少我們可以確認聲音的大小和空氣存在與否有沒有關係?」
「當然有啊~~」
「但聲音(變小聲了,可是)有消失嗎?」
「因為蜂鳴器還在通電,應該還是持續產生聲音啊~」學生一堆討論
「所以變小聲,甚至可能聽不到的原因並不是沒有聲音了,而是...」
「而是傳不出去了」
「因為...」
「因為空氣被抽走了」
「所以...」
「所以聲音的傳遞需要空氣」

感覺兩個月的時候已經有一點點進步了...










2019年10月20日 星期日

延長線該換了嗎?

延長線幾乎每個家裡一定會有
但你有換過延長線嗎?

延長線內部基本上就是銅片和銅製的花線
相關使用上的原則可以參考這幾篇
雖然銅屬於低活性的金屬
但用久了一樣會氧化
氧化的銅仍然會導電(這才可怕...)
但電阻會變大
小功率電器沒有明顯差別
但如果是1000瓦以上的大功率電器就危險了

正常的延長線電阻用三用電表應該是量不出來的
以一般2mm^2的延長線來說(這是市面上15A延長線的最大規格了)
每公里約有8.28歐姆
但這是以AWG規格(美國線規,American Wire Gauge)來說
AWG主要是實心線的標準
若是花線,電阻會更大一些

假設每公里9歐姆好了
一般延長線1.8米,電阻也只有16.2毫歐姆
但常用的三用電表本身內部就約有0.5歐姆的電阻
所以當然量不出延長線的電阻

但...
我這條延長線卻有1~1.5歐姆左右的電阻


測量的原則可以參考這篇
也就是說如果我用1200瓦的吹風機,電流約10.4A
此時延長線本身就會有約110瓦的熱效應
這可是很嚴重的!!
難怪延長線摸起來很熱
這時就要趕快換了
小心上帝找你泡茶...

2019年10月16日 星期三

短路、斷路該用三用電表哪個檔位?

三用電表是電學必需品
檢查電器或電路是否"短路"或"斷路"也是非常方便又安全
通常大家都是調到電阻檔位
電阻"顯示無限大"就是斷路,"顯示0就是短路"
不過如果沒有從檢查的目的來看
這樣的判斷其實是很危險的
如下的結果
你能判斷哪個是短路?哪個是斷路嗎?


首先要先確認你為甚麼要檢查電器(或電路)為短路或斷路
通常要檢查是否為"短路"
應該是正常狀態下為開路(open,不通的電路)
因為某些因素讓這兩個開路的接點碰在一起了
因此最好的方法應該是調到「電阻最大」的檔位(通常是2M或20M)
若最大檔位還是顯示OL(over load),那就確認一定是開路
這樣才能安心
若調整到最小檔位(200歐)
原開路點只有一絲絲連接(可能是小屑屑沾黏了),假設有數百歐的電阻(正常應該無限大)
此時200歐檔位也會顯示OL
就會誤判為開路
當通過大電壓時就會有危險的
上圖綠色線就是如此
其實並非開路,而是有470歐的電阻

同樣的,若要檢查是否為斷路
應該是正常狀態下是閉路(close,導通的電路)
因為某些因素讓這這個閉路脫離或是接觸不良
因此最好的方法應該是調到「電阻最小」的檔位(通常是200歐)
若此時還是顯示0,那就確認一定是閉路
開關(或電線)是沒問題的
若調整到大檔位(20K或以上)
假設原閉路點還有一絲絲連接(沒有完全斷開),有幾十歐或更小的電阻(正常應該為0)
此時20K的檔位也會顯示0(相對太小無法顯示)
就會誤判為閉路(東西沒壞?)
這樣就怎麼也查不出病因了
藍色線就是如此
其實並非閉路,而是有47歐的電阻


三用電表很強大
但要正確使用才能發揮屠龍刀的威力~~

2019年10月15日 星期二

整合調溫電烙鐵

之前用調光器當作電烙鐵的溫控裝置
家裡用還方便
出外研習就麻煩了
所以乾脆直接讓調溫器在電烙鐵上就好了
調溫器裡面其實是一支SCR(Silicon Controlled Rectifier),矽控整流器
詳細原理之後再說
這可以自己做的
但我的零件還沒到貨,只好先買現成的

總之拆下一個調光器裡的電路板




再將電烙鐵(至少60W)裁下剛好可以裝上電路板的大小



將火線端連接在調光器就可以了





最後用熱縮套包起來就搞定了~~



這樣就可以帶出場了
比市售的調溫電烙鐵便宜多了

2019年10月13日 星期日

清潔矽藻土地墊

矽藻土、珪藻土、硅藻土其實都是同一種東西
基本上就是一種多孔材質,以二氧化矽為主的沉積物
也因為它的多孔性質
所以這幾年突然流行拿來當作吸水地墊
但久了之後
表層的孔隙就容易被髒污阻塞
自然吸水效果就打折扣了
此時千萬不能整塊浸水清洗
否則水進入內部的孔隙中就不容易乾燥了
整塊矽藻土大概也廢了

因此最好的方式就是用砂紙打磨
將表層沒有孔隙的矽藻土去除就可以了

這是髒汙的表面


這是打磨後的


兩個仔細比較就可以發現髒汙的表面看起來光滑許多
打磨一半時的比較

打磨後明顯比較粗糙
又可以繼續服役了

非光耦型充電自動斷路裝置

光耦型的自動斷路只適用我那台簡易型的充電器
一般充電器的自動斷電就不是這樣了
基本原理還是一樣
原理通,萬事通
一樣用基納二極體來控制通路電壓就可以
電路圖如下




充電電壓用12V
基納二極體用6.8V
再用一個10K的VR當作電位器
基本上就可以微調6.8V以下要斷路的電壓
控制端用MOSFET,可以承受比較大的電流
繼電器的反應也可以比較快
如果用電晶體會有一段低電壓要啟動不啟動的時間
繼電器會變成蜂鳴器...
或加上一個電容應該也可以解決

影片如下

2019年10月11日 星期五

光耦型充電器自動斷電裝置

充電器可以自動斷電是非常重要的裝置
畢竟人腦不可靠啊~~
之前用蜂鳴器來提醒自己
但我必須人在實驗室才有意義
因此絞盡腦汁,失敗了至少三種模型(整天都在想這件事,真是無趣的人...)
終於設計出一個可以符合這個充電器的自動斷電裝置

希望不要動到內部的充電電路
斷電裝置用外掛的方是最安全且符合我的變形金剛原則
用的就是光耦的概念
也就是用光當作控制的媒介
這種控制模式在大型機具上很常用
可以讓操作者不用直接接觸到大電流(電壓)
用一顆電池就可以控制大機器,相對安全多了

原本充電器已經設計了達到一定的電壓就會點亮LED
用這個來驅動我的外掛就可以了
但紅光的接收效果不好
因此先換成紅外光



再利用IR接收器來驅動MOSFET
MOSFET連接繼電器
繼電器就能控制充電器的通路和斷路
電路圖如下







9V和充電器輸出共用com
所以在9V進入繼電器前一定要加一條二極體
不然充電器輸出會衝入電池,就GG了...
原本也要裝一支充電指示(黃色LED)
但會和充電器輸出共用,就拆掉了





出來的效果目前還不錯
影片如下
12V

6V

電子元件的包裝袋秘密

很多電子模組都會用這種黑色半透明的包裝袋 為什麼要用這種特殊的包裝袋呢? 用一般的PE袋或PVC袋不行嗎? 這就要回到電子電路的工作原理來說了 傳統電路主要靠電流來控制電路 電子電路則是靠電壓來控制 (這麼粗略的說法一定會被罵,但無法在三千字內說清楚就乾脆不說了,有興趣研究的可以...