2017-04-26

手繞喇叭

2013年去日本參訪時,上到電磁感應的演示老師利用喇叭製作給學生探討電磁感應,
給每組學生實作不方便的點在於各組需有功率放大器喇叭效果才出得來,
沒放大需再加個麥克風給學生聽,不然就像耳機一樣小小聲而已。
要多組放大器時比較花時間金錢的,這件事情就一直在腦海裡。

後來發現些微動手處理一下,即可製作出多組放大器供學生使用,
而開了一個手作喇叭的研習給老師們來進行製作。

目標原設定在提供不同線徑、不同材質杯子、不同線圈數、不同強度釹鐵至少四種變因來討論喇叭發聲效果,試著帶老師作一輪的結果發現作一個單體就要兩個小時多了,要探究這幾個變因只適合自己先完成16個直接給大家作討論。

製作過程簡單,只要把線圈繞好,固定於紙杯底部,基本上就完成的單體本身,
我把所有東西都放進咖啡杯,上課要演示時只要帶著這個咖啡杯就好,
製作單體時要注意的小地方有:
完成總成圖

  • 纏繞的線圈直徑要大於磁鐵直徑,在這裡我使用3號電池來纏繞,纏得很緊會使得線圈出不來,為了好拿出來也可以先貼一圈紙、再反貼膠帶上去,紙和紙之間摩擦力會小一點
  • 選用的紙膠帶是6mm,將紙膠帶反黏於電池,有黏性的朝外,留紙杯直徑長度出來繞,纏的時候線圈不能超過膠帶寬度,多出來部分要反折一些回去,用來上膠以黏在紙杯底部用
  • 線圈可能是兩三層,最後上完後要上一點膠,可以固定住不會跑掉,保險起見最外面再上一層膠帶。


其他只是晶片與線材連結而已,線材連接幾樣要特別說明,是花較多時間的地方。
紅點為鬚焊接的點

  • 晶片周圍焊接上排針公頭
  • 音源線,有左聲道、右聲道和接地線,把他們三頭分出後接進杜邦母座裡,事實上這裡左右聲道不分也沒關係,重點是挑出接地線是哪條


  • 電源供應我使用行動電源,把USB兩側各接條麵包線出來就好,記得用電錶判斷一下哪邊是正極。我也做了鱷魚夾版本,用在電解、電鍍、以及判斷電解質時都有用到
    100Ω + 紫光LED 檢測電解質用

  • 喇叭輸出端其實只要兩端都母的麵包線即可,因為單體的部份我也把漆包線焊上排針,而原本作鱷魚夾的目的是也可以夾現成的喇叭單體用

開發過程當中遇到的困難有:

  1. 要如何固定磁鐵與線圈?
  2. 磁力線如何分布效果最好?
  3. 線徑使用多少?線圈要繞多少?阻抗如何計算?

我發現:

  1. 圈動式與磁動式喇叭對紙杯喇叭來說沒那麼的絕對,我利用了鐵絲來協助固定釹磁鐵,若沒了鐵絲,其聲音大小有顯著差異,所以其實圈動和磁動同時發聲對教學現場效果較好,但這不是一般喇叭的設計。
  2. 拿一般的永久磁鐵,都比線圈產生的磁力要強得很多,所以喇叭製作時,重點不是線圈要多圈,應該是磁力要夠強的磁鐵,本來想以電磁鐵來提供磁場,但這樣磁場也太小了,故要得到大聲的喇叭,要想辦法讓圈動式與震動體連結緊密。許多單體的設計是山形磁鐵,線圈繞於山字的中央,此時磁力線可垂直穿過線圈,而我所製作的版本只是釹鐵置於線圈一側,磁力線發散穿過線圈而出,對於繞「較高」的線圈來說,效果有限,或許也可以嘗試繞同心圓較多來取代「較高」才能比較得出來?可以的話,下次想嘗試使用環形釹鐵來製作看看。
  3. 後來參加了虎尾高中辦理的高瞻計畫研習,製作彈跳鋁環教具時知道了串連電容可以減小阻抗、效果可以更好之後才明白有些功率放大板的電容效果目的為何。

2017-04-05

用積木演示演化篩選歷程


故事是亂編的,主要呈現篩選過程發生:

很久很久以前,這世界上有許多不同形狀和顏色的積木,
但是好景不常,積木們歷經好幾次的災難,
首先罹難的是黃色星星形狀的積木,他塞不進去紅色的圓形、正方形、三角形門,沒辦法生存下去跳海了,
陸續罹難的包含所有黃色的積木,
紅色災難結束後,剩下的積木又陸續遭遇到綠色、黃色、以及橘色劫難,
從此以後只留下一種形狀的積木,他就是五邊形積木。

往後當五邊形發展出自己的族群和高科技後,
他們不斷地挖掘出過往的積木們,
並且永遠猜不透到底是發生了什麼事情才導致那些長得像現代積木的傢伙們全部滅絕了。

演化拉霸機

利用演化骰訓練學生述說兩種演化模式,
骰子做起來花時間,改成拉霸機修改增加項目就快速許多,
我做了兩個版本,一個是四個變數、一個是部位和變化互相搭配的版本,

平常上課沒使用電腦與投影片,是以電視播放隨身碟內的圖片和影片,
所以就利用螢幕錄製試算表的隨機變化,如下兩個影片:


不過其實改成三變數的話,就用拉霸機就可以了。

人特別愛找原因,好似找到原因問題就解決了,
經過這樣的練習之後最怕學生以為找到原因就找到了答案,
尤其學生認為的答案通常是唯一答案,
演化是複雜的交互作用結果,
須提醒學生即使重頭再來一次也不一定會有一樣結果。

定影

為了防止這些殘留鹵化銀在日後繼續對光線敏感,定影劑將它們溶解和清除,只留下顯影後的金屬銀。使圖像在光線下穩定且永久保存。 以 AP 顯影罐為例,300 c.c.溶液中 , 20 % 硫代硫酸鈉 = 60g 硫代硫酸鈉  + 240g 水 硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)和溴化银(Ag...