Экранированный контактный микрофон: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Меня часто спрашивают, как сделать чистые контактные микрофоны без шума, который обычно сопровождает их. Процесс создания контактного микрофона прост, просто припаяйте пару проводов к пьезоэлектрическому диску, и все готово. В этом руководстве я собираюсь подробнее рассказать о конкретных деталях, которые я узнал за эти годы.

При работе с любым аудиоприложением с низким энергопотреблением важно помнить, что где-то сигнал будет усилен, и любой электромагнитный шум, который улавливается сигнальным проводом в вашем кабеле, также будет усиливаться вместе с ним. Чтобы уменьшить шум, воспринимаемый сигнальным проводом, важно всегда помещать его в экран, подключенный к минусу или заземлению вашей цепи.

В этом приложении важен тип кабеля. Большинство инструментов и аудиокабелей без питания являются многожильными коаксиальными, что означает, что имеется многожильный сигнальный провод, окруженный многожильным отрицательным экраном. Для контактных микрофонов лучше всего подходит более тонкий гибкий кабель, потому что он изгибается при сгибании рядом с контактным микрофоном, а не отрывается от паяного соединения на тонком керамическом пьезоэлектрическом элементе. Я предпочитаю использовать экранирующую оплетку, которая имеет меньше пустот, чем экранирование без оплетки, но ее труднее найти. Типичное применение тонкого коаксиального кабеля в оплетке - подключение печатной платы к радиочастотной антенне.

Шаг 1. Настройка

Список деталей и инструментов:

Непаянный латунный дисковый пьезоэлектрический преобразователь диаметром 10-25 мм ~ 30 AWG многожильный многожильный коаксиальный кабель с экраном, например, Belden 83265 или Alpha 9178, латунный лист (регулировочная пластина) 0,015 - 0,025 дюйма (0,4 - 0,5 мм) (достаточно толстый, чтобы не сминаться, достаточно тонкий не требуется молоток для формования), например, K&S 2-компонентный эпоксидный припой для сердечника с регулируемой температурой, паяльный блок с регулируемой температурой, 1-1,5 см ударный пуансон, вспомогательные руки, небольшие быстрозажимные инструменты для зачистки проволоки, палочки для смешивания эпоксидной смолы (зубочистки или шпажки для барбекю), бумага для смешивания эпоксидной смолы, перманентный маркер, кисть, малярная лента

не показано на фото - ножницы

Перед началом: Прикрепите руки помощи к краю рабочего стола быстрым зажимом.

Установите паяльник на 700F / 370C.

Шаг 2: Подготовьте латунный экран

Выберите пьезоэлектрический преобразователь для своего проекта. Маленькие пьезоэлектрические преобразователи легче разместить на небольших участках, но они не так громко или ясно звучат, как большие. Я также обнаружил, что маленькие (10-12 мм) пьезоэлементы очень легко повредить изгибом. Связь между керамическим пьезоэлектрическим элементом и латунным диском, на котором он установлен, не очень прочная, и с помощью некоторых недорогих пьезоэлектрических элементов можно случайно отслоить керамику, даже не будучи в состоянии визуально заметить, что связь разорвана.

Выбрав датчик, нарисуйте его контур на листе латуни и вырежьте ножницами. Этот диск будет использоваться для экранирования сигнального провода после того, как пьезо будет спаян.

Поместите латунный вырез в самое большое углубление в куполообразном блоке и вручную сформируйте неглубокий купол, раздавливая и растягивая его до формы с помощью ударного перфоратора.

Шаг 3. Зачистите и оловяните кабель, а также отрежьте провода до нужной длины

Отрежьте кусок кабеля для вашего проекта. Всегда хорошо иметь лишнее, а потом урезать.

Зачистите примерно 1,5 см с конца кабеля, выбрав калибр на инструменте для зачистки проводов, который немного меньше диаметра кабеля.

С помощью канцелярской кнопки или канцелярской кнопки отделите оплетенные волокна экрана кабеля и скрутите их в жгут.

Нанесите припой на волокна в защитном жгуте, ненадолго прижав к нему паяльник, а затем введите припой в нагретый металл рядом с кончиком паяльника. Это называется лужением. Это сделано для того, чтобы жилы удерживались вместе, чтобы они не путались и не ломались, а также для облегчения пайки, предотвращая загрязнение и окисление.

Зачистите сигнальный провод так, чтобы у его основания оставалось около 2 мм изоляции, и залудите его.

Удерживая пьезоэлемент руками, отрежьте сигнальный провод кабеля так, чтобы его конец находился по центру керамического элемента, и обрежьте отрицательный экранирующий провод так, чтобы оставалось около 2–3 мм материала для припайки к латуни. опорный диск.

Шаг 4: припой кабель к пьезо

Поместите кабель над пьезоэлектрическим преобразователем, используя руки помощи, так, чтобы конец сигнального провода находился по центру керамического элемента, а экранирующий жгут касался окружающего латунного диска. Старайтесь, чтобы внешняя изоляция не выходила за край диска. Сохранение максимально плоской поверхности гарантирует, что не будет никаких точек поворота, в которых можно было бы оторвать пайку от керамического пьезоэлектрического элемента.

Припаяйте жгут экрана к латунному диску, нагревая диск и экран вместе, прижимая паяльник к обеим поверхностям и подавая припой между ними. Припой должен стекать под ним и быстро затвердеть после того, как вынуть железо. Прочное паяное соединение должно иметь вогнутую форму, а после охлаждения припой должен выглядеть блестящим. Эта точка пайки является самым прочным соединением между кабелем и датчиком.

Снизьте температуру паяльника до 350 ° C. Паяемая металлическая оболочка керамического элемента преобразователя может сгореть при температурах выше этой, и все еще может сгореть, если паяльник удерживается на нем более доли секунды. К счастью, эта оболочка легко принимает припой, если вы правильно расположите сигнальный провод.

Отрегулируйте положение сигнального провода так, чтобы он касался керамического элемента. Иногда можно отогнуть весь кабель от керамического элемента, используя припаянный экран в качестве точки опоры. Затем отрегулируйте угол сигнального провода к элементу с помощью пинцета, инструмента для зачистки проводов или даже деревянных палочек для смешивания. Затем, согнув сигнальный провод к керамическому элементу, согните весь кабель назад, ровно с плоскостью пьезоэлемента. Так я обычно борюсь с пружинистостью сигнального провода.

Будьте осторожны при сгибании кабеля. Как я объяснил ранее, керамическую деталь можно легко отделить от опорного диска. Этот компонент также легко сломать, и в обоих случаях микрофон не работает.

Теперь, когда сигнальный провод касается керамического элемента, а паяльник установлен на более низкую температуру, поместите припой на сигнальный провод и быстро постучите по нему паяльником, чтобы расплавить припой и подключить сигнальный провод к керамическому элементу. Чем меньше размер стыка, тем лучше. Соединение между металлической оболочкой керамического компонента и самой керамикой может быть нарушено в паяном соединении (оболочка может слегка пузыриться наружу), поэтому чем меньше припоя, тем более исправное электрическое соединение. Будьте осторожны с этим паяным соединением, его можно легко порвать, согнув кабель в неправильном направлении, прежде чем все будет склеено. Если его оторвать и нужно перепаять соединение, громкость на выходе с микрофона будет меньше. Обычно замена пьезодиска - лучший вариант, чем попытки что-то исправить.

Шаг 5: точки пайки эпоксидной смолой

Я пробовал несколько типов клея для скрепления всего в контактных микрофонах, клеи на основе силикона и полиуретана, но я по-прежнему считаю, что эпоксидные смолы лучше всего подходят для закрепления кабелей. Пятиминутная эпоксидная смола лучше всего подходит для этого, но имейте в виду, что для отверждения (высыхания) пятиминутной эпоксидной смолы может потребоваться от 5 до 20 минут.

Я использую малярную ленту, чтобы прикрепить пьезо к столу и закрепить паяные соединения эпоксидной смолой. Малярная лента (малярная лента) достаточно липкая, чтобы удерживать диск ровно, но не слишком липкая, чтобы я случайно не согнул латунный диск при его снятии. Чаще всего, когда я выполнял эту часть процесса с помощью двусторонней монтажной ленты или vhb, я разрушал микрофон, разбивая керамику, когда снимал его со стола после высыхания клея.

Сначала сложите короткий кусок малярной ленты пополам вдоль так, чтобы половина клея могла прилипнуть к рабочему столу, а другая половина была обращена вверх. Удерживая ленту на месте, согните еще два куска ленты с каждого конца. Поместите припаянный пьезодиск на ленту и прикрепите кабель к столу с помощью другого куска малярной ленты. Если вы работаете с более чем одним контактным микрофоном, выровняйте их на ленте и нанесите эпоксидную смолу на все за один прием.

Смешайте двухкомпонентную эпоксидную смолу деревянной палочкой и, используя эту палочку, накройте точки пайки пьезоэлемента, расширяя площадь поверхности примерно на 2 мм за пределы припоя. Я не покрываю всю поверхность диска, потому что добавленная масса заглушает звук, убивая часть высокочастотной характеристики. Сохраните палку и бумагу, на которой она была замешана, чтобы определить, когда эпоксидная смола затвердеет.

Шаг 6: прикрепите латунный экран

Завершающим этапом является прикрепление созданного ранее куполообразного щита.

Прикрепите пьезодиск к помощникам (старайтесь не раздавить керамику зажимами из крокодиловой кожи).

Вырежьте ножницами выемку в латунном экране по форме паяного соединения экранирующего провода так, чтобы латунный экран прилегал ровно к краю латунного диска. Будьте осторожны, чтобы случайно не коснуться керамического компонента куполообразным латунным экраном.

Поместите латунный экран на пьезодиск и удерживайте его зажимами из кожи аллигатора на руках. Иногда он немного скользит, и использование небольшого количества малярной ленты может помочь с первым паяным соединением. Мне нравится держать экран к пьезоэлементу в трех равноудаленных точках. Две точки могут работать, но они могут действовать как шарнир и гудеть на высоких частотах. Нагрейте кромку пьезоэлемента и экрана утюгом и осторожно подайте припой между ними. После появления припоя заполните зазор, дайте ему остыть и отрегулируйте экран (он почти всегда немного смещается на этом первом соединении), затем припаяйте в последних двух точках.

Вот и все. Иногда я окунаю это в прорезиненное покрытие, например, в пластик, но обычно я просто эпоксидирую эту сборку до того, что я хочу усилить. После того, как это будет завершено, припаивайте разъем или вилку, и вы в пути.