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Sonic Ramjet.

Este documento describe un motor basado en sonido de baja frecuencia, al que se hace referencia como unRamjet sónico.—que genera suficiente empuje para mover una pequeña nave modelo. El diseño contieneSin partes móviles.Más allá del diafragma del altavoz en sí. El empuje proviene estrictamente deOndas de sonido.Salir de la boquilla.

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Resumen

• MotorUna cámara de resonancia impresa en 3D (el "motor") que canaliza el sonido de 40 Hz en un chorro comprimido.
• Método de propulsión.: Apilando y resonando un tono de 40 Hz aproximadamente tres veces para formar un chorro de onda uniforme.
• Inspiración.: Estruendos sónicos, coches de bajos profundos que hacen temblar casas enteras, además de un efecto de vibración de cámara que reduce la fricción (inspirado conceptualmente por los saltamontes acuáticos).

Se proporciona aquí un STL de un solo motor. Los archivos adicionales para la configuración del "vehículo de resonancia de sonido" de múltiples motores se compartirán por separado.

• Demostración en video - Vehículo de resonancia pequeña.
• Demostración de soplado de papel con motor de 3"

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Archivos STL.

Variantes.

1. Versión de 1,5"– Diseñado para un altavoz de 1,5".
2. Versión de 3"– Un diseño más robusto destinado a un altavoz de 3", pero que puede escalarse a tamaños más grandes (por ejemplo, 4", 5", etc.).

Importante.: Siempre confirme que el diámetro exterior del altavoz coincida con el soporte del altavoz del modelo. Si planea usar un altavoz de un tamaño diferente, simplementeEscalar el modelo.En consecuencia, en tu slicer.

NotaEl archivo de diseño de 3" es más duradero y se recomienda para un escalado más grande.

Orientación de impresión.: Imprime el motor en unOrientación vertical.(boquilla orientada hacia arriba o hacia abajo) para preservar la geometría interna y reducir el material de soporte.

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Requisitos básicos.

1. Orador.
   • Típicamente 1,5" o 3", pero se puede escalar a 4 "+ si se desea.
2. Amplificador.
   • Cualquier pequeño amplificador que pueda emitir ~10 W o más.
3. Señal 40 Hz.
   • Un generador de onda sinusoidal es la forma más directa de lograr un rendimiento consistente de 40 Hz.
   • Usar un módulo Bluetooth es conveniente para transmitir tonos de prueba desde un teléfono o dispositivo de música.
4. Escalamiento
   • Si eliges un tamaño de altavoz diferente de 1,5" o 3", ajusta las dimensiones de STL en consecuencia antes de imprimir.

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BOM

A continuación se muestran los componentes utilizados en una construcción de referencia, aunque los sustitutos pueden funcionar de manera similar:

1. Amplificador de audio.
   • Modelo: TPA3116 D2 XH-M543.
2. Receptor Bluetooth.
   • Modelo: XY-BT-Mini (o similar).
3. Altavoz (1,5")
   • Ejemplo: SOTAMIA 40 mm (4 Ω / 5 W).
   • Nota: Si los archivos fueron previamente escalados para altavoces de ~52 mm, use unEscala del 133%para igualar ese diámetro más grande si ya tienes unidades de 52 mm.
4. Altavoz (3")
   • Ejemplo: Altavoz portátil de rango completo SOTAMIA de 3" (2 Ω / 5 W).
5. Batería.
   • Recomendado: paquete de iones de litio de 8.4 V 2S (hecho de celdas 18650).
   • El amplificador puede manejar voltajes más altos, pero el módulo Bluetooth generalmente está diseñado para 3,7–5 V. Puede ser necesario un convertidor de buck o una fuente de alimentación separada.
6. Roscas (Opcional)
   • Para un "buggy de sonido", usar rodamientos pequeños (por ejemplo, 11 mm × 5 mm) en las ruedas puede reducir la fricción. Estos a menudo se pueden comprar en línea a un costo menor que en las ferreterías locales.

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Actualizaciones.

• Versión de 3" añadida.
  • Scales se escala fácilmente si se utilizan altavoces de 4" o más grandes.
  • Contiene un soporte en el centro para experimentos con arcos de plasma o pruebas de alto voltaje similares (etapa de prototipo no probada).
  • Desempeño.:
  • No tan optimizado como el diseño de 1,5"; es una sola pieza sólida destinada a ensayos preliminares.
  • Genera un empuje sorprendente a 8,4 V.
  • Un rendimiento más fuerte puede requerir una cámara más larga y más cónica.
  • El altavoz más grande (3") es más eficiente que el más pequeño, y una tensión más alta en el amplificador puede producir más empuje. Ten cuidado con tensiones iguales o superiores a 12 V.

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Instrucciones de montaje.

1. Montando el altavoz.

• Versión de 1,5"
  • Pegue el altavoz a la abertura trasera de la cámara utilizando cinta eléctrica, asegurándose de que no se bloqueen las rejillas de ventilación del altavoz.
• Versión de 3"
  • Usar4 tornillos M3En los orificios de montaje dedicados. Una junta o espuma delgada puede ayudar a sellar los bordes para un flujo de aire más eficiente.

2. Cableado del módulo Bluetooth.

• Identificar.L, R y G.En la parte inferior del módulo.
• Solde los cables de estas almohadillas a la entrada de audio izquierda/derecha del amplificador y a tierra.

3. Conexiones de amplificador y altavoz.

1. Conecte el receptor Bluetooth deL, R, GA los cables de entrada del amplificador.
2. Conecte los cables del altavoz (positivo y negativo) alSalida del altavoz.En el amplificador.
3. Asegúrate de que la polaridad sea correcta:+Sobre el altavoz para+En la salida del amplificador,–a–.

4. Consideraciones de potencia.

• El módulo Bluetooth requiere 3,7–5 V, mientras que el amplificador puede manejar voltajes más altos.
• Enfoque común:
  • 8.4 VDesde un paquete de iones de litio de 2S hasta el amplificador.
  • AConversor de buck.(o una fuente de alimentación de 5 V separada) alimentando el módulo Bluetooth.
• Si no está familiarizado con los paquetes de Li-ion y la conversión de CC a CC, considere dos fuentes de alimentación separadas:
  • Un pequeño 3,7–5 V para el módulo BT, y 8–12 V para el amplificador.

5. Control de volumen.

• El amplificador TPA3116 D2 (XH-M543) normalmente incluye dos perillas para el volumen L/R.
• Los botones impresos en 3D pueden ser útiles para ajustar finamente la salida.

6. Operación

1. Conecte el amplificador a su fuente de alimentación (por ejemplo, paquete de iones de litio de 8,4 V).
2. Enciende o conecta el módulo Bluetooth a su fuente de alimentación de 5 V (o la adecuada).
3. Empareja el módulo con un teléfono o envía una onda sinusoidal de 40 Hz desde un generador dedicado.
4. Ajuste el volumen del amplificador hasta que el motor produzca un tono fuerte y resonante de 40 Hz.

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Niveles de seguridad y sonido.

Tanto los motores de 1,5" como los de 3" creanOndas fuertes y de baja frecuencia.. Se recomienda la protección auditiva. Tenga precaución con:

• Experimentos de arco de alta tensión.(si estás explorando el plasma).
• Tensiones más altas.En el amplificador, ya que pueden producir niveles extremos de presión de sonido.

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Este concepto de ramjet sónico demuestra cómo la energía acústica de baja frecuencia puede aprovecharse para generar un empuje medible, incluso utilizando piezas pequeñas y fácilmente disponibles:

• Ninguna parte mecánica móvil.Más allá del diafragma del altavoz en sí.
• Imponentes resultados inmediatos.—el diseño es efectivo en demostraciones de propulsión sobre una mesa.
• Expansiones potencialesEn propulsión asistida por plasma para experimentos avanzados.

Se anima a la comunidad de creadores a explorar, modificar y escalar estos diseños, compartiendo nuevos descubrimientos y mejoras.

No.

Sí.