Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Переможець Олімпійського конкурсу Alex Rider: побудувати гаджет Cup Cup - він працює!

Кріс Магрі, інженер-інженер

Ще раз дякуємо всім, хто увійшов до конкурсу гаджетів Dream Rider! Як і обіцяли, наша команда на Make: Labs створила виграшну гаджет: супер-стелс-кубок для прослуховування, розроблений Гран-прі Ніком. Перевір!

На тлі великої кількості чудових записів, які були надзвичайно креативними, Кубок за слухання вважався загальним переможцем, оскільки він невибагливий і високотехнологічний, але все ще побудований. Він прийшов з детальними мальованими планами, навіть показуючи, який тип електронних частин буде потрібний. Оригінальною ідеєю була чашка для пиття з помилковим дном і прихованою електронікою - мікрофон, підсилювач і динамік - щоб людина могла покласти чашу до вуха і підслухати розмови з відстані, або слухати через стіни.

Результати Використовуючи електроніку, доступну будь-кому, ми виявили, що чашка слухання може легко підібрати слабкі звуки поблизу і зробити їх голоснішими, хоча це не могло слухати стіни, якщо вони не були тонкими з папером. Звичайно, ми вважаємо, що роботодавець компанії MI6 у Alex Rider може дозволити собі деякі дивовижні мініатюрні схеми, такі як у дорогих слухових апаратах, які надзвичайно збільшать продуктивність Кубка слухачів.

В цілому, Cup Listening було приємним дизайном та побудовою. Це дійсно поставило нас у черевики Smithers, виробник гаджета для Alex Rider (хоч ми заздримо його лабораторії).

Побудова Кубка слухачів Після того, як оцінювали всі записи за трьома критеріями (креативність ідеї, прохолодний фактор і технічний реалізм), таблицю результатів і вибір Кубок слухачів як кінцевого переможця, наші біди тільки починалися. Тепер, як побудувати один?

Ми опублікували чимало схем підсилювачів у журналі MAKE, і побудували ще кілька, які не були опубліковані, тому ми мали досить хороший хід ланцюгів, щоб спробувати. Ми пройшли через журнали і визначили 3 потенційні схеми, які могли б працювати. У перший день, інженерний стажер Ерік Чу і я дісталися до швидкої збірки, щоб перевірити, що це було б мати підсилювач з мікрофоном всередині чашки. Ми викрали модуль підсилювача з існуючого проекту, що сидить на нашій полиці: пристрій «Приховане бездротове прослуховування», замаскований під книгу, з книги «Зробити 16-й том», «Шпигунська техніка». Ми вирізали дірку в звичайній червоній пластиковій чашці Dixie і засунули мікрофон. Це стало нашим тестером протягом наступних декількох днів ...

Тестовий ланцюг 1 Після зупинки вкраденої електроніки і закріплення батарей на чашці Dixie з чорною стрічкою, ми припаяли мікрофон на 2 довгі дроти, щоб спробувати різні конфігурації мікрофона. Там було так багато висячих дротів, що одна людина повинна була тримати чашку, прицілювати її, і возитися з перемикачами, в той час як інший буде позначати разом з навушниками. Це було схоже на те, щоб бути зв'язаними разом. Ми виявили, що дуже легко вказати мікрофон неправильним способом і отримати зворотний зв'язок, який розщеплює голову! Ми швидко навчилися не ставити навушники в наші вуха.

Там було багато збираються відбуваються в MAKE офісах, з усім персоналом у великих зустрічах весь день. Ерік і я, зібравшись за шнур для навушників, спробували підслухати їхні зустрічі. Це був загальний провал. Ми не могли чути нічого. Ми постаралися розмістити чашку проти скляних дверей до приміщення конференції. Люди всередині дивилися, а потім відволікалися, з певною, "О, це ті божевільні стажери з їхніми дивними примхами знову." Я думаю, вони всі звикли бачити такі речі.

Через деякий час до нас приєднався інженер-інженер Тайлер Московіте, і ми отримали більше наукових знань. Він став нашим джерелом звуку. Ми їздили в різні кімнати і запечатували його всередині, розмовляючи з самим собою. Потім ми розігрували мікрофон і перенастроювали його, ще більше пошкодили наші барабанні перетинки, але нічого не спрацювало.

Хтось мав гарну ідею, що, можливо, нам потрібна форма воронки, щоб направити звук у мікрофон. Ерік зробив паперовий конус і встановив мікрофон усередині наконечника і підійшов до зустрічей. Це також не спрацювало. Як щодо параболічного блюда всередині чашки? Я пішов додому мріяти про способи зігнути дроти, розрізати картон, або формувати пластику в параболічну форму. Наступні кілька днів були проведені в аналогічних випробуваннях. Наше підсилювач нарешті припинив роботу через всі речі, які ми намагалися паяти до цього моменту.

Зворотній зв'язок? Роз'єм для навушників Ми мали велике занепокоєння щодо зворотного зв'язку весь час; насправді я підняв занепокоєння в перший раз, коли ми подивилися на грубий контур Ніка, який розмістив мікрофон і динамік назад. У той час, я думав, що зворотний зв'язок є електричним явищем, тому я думав, що спільне використання одного місця на друкованій платі може спричинити проблеми. Ерік зрозумів, що зворотній зв'язок - це фізичне явище: звукові хвилі, що випускаються динаміком, підіймаються мікрофоном. Все залежить від того, де вказується мікрофон. Eric отриманий досить гарний у знаючому тільки де відгук би відбувся, та будучи дуже обережним не вказати чашку неправильний шлях. Але ми вирішили ще більше розділити мікрофон і динамік; ми б побудували прихований роз'єм для навушників у чашці. Це було б краще для стелс-прослуховування все одно!

Більш Дослідження У цьому пункті Ерик та я обидва ссів та зробив деяке інтернет-дослідження. Я натрапив на «дробовик», названий на честь їхньої довгої форми. Ми швидко зробили свій власний, подовжуючи дроти мікрофона і розміщуючи його в ½ ”ПВХ-трубі довжиною 1 ½ фути. Ми не могли почути жодних поліпшень.

Нарешті, я сів і дізнався про виготовлення параболічних страв. Я пройшов розрахунки і виявив, що завдяки фізичній довжині хвилі звукової хвилі блюдо повинно бути не менше 1 фут в діаметрі, щоб зосередити звук на мікрофоні. Мініатюрна, яка вмістилася б у чашці, була проти законів фізики. У цей момент я відчував себе цілком науковим і інженерним. До того ж, ми траплялися, що вивчали звук у своєму класі фізики в коледжі, і саме цього тижня я дізнався, що звук - це хвиля довгого тиску. Людське вухо може виявити ці маленькі зміни тиску в дивовижному діапазоні, аж до зміщення, яке настільки мало, як відстань між атомами. На мене осяяло, як мало ми в лабораторії дійсно знали про акустику.

Test Circuit 2 Але на наступний день Ерік і я прийшли до такого ж висновку. Ми зрозуміли, що те, що нам потрібно, не є великим посиленням. Замість цього, нам була потрібна можливість підібрати дуже слабкі звуки і підсилити їх лише трохи, достатньо, щоб загнати динамік для навушників.

Ерік знайшов схему, що зробила це в онлайн-архіві redcircuits.com. Він замовив усі деталі, і кожен з нас побудував схему на хлібних дошках. Дві схеми - не працювали. Я перевірив його і знайшов кілька помилок. Мій не працював, тому я посилав автору схеми електронною поштою і отримав чудову відповідь від Флавіо Деллепіане. Другого дня коли я прибув у Ерику отриманий його circuit попрацювати (я ніколи не приїхав шахта попрацювати!). Це здавалося дуже перспективним - настільки перспективним, що ми навіть не спробували Dixie cup. Ми пішли прямо на справжню річ.

Кейт Хаммонд, редактор, відповідальний за проект, вирішив розмістити нашу схему підсилювача всередині складної туристичної чашки, щоб зробити її ще більш шпигункою. Ерік наказав цю чудову збірну чашку з нержавіючої сталі, тому моє завдання полягала в тому, щоб спробувати підігнати ланцюг на невелику круглу друковану плату діаметром близько 1 ¾. Ми використовували всі деталі наскрізних отворів, і два конденсатори 1uF були величезними - кожна була довжиною 1! Це просто не було б. Я розібрав каталог Digi-Key для менших ковпачків і знайшов деякі танталові шапки, які, на мою думку, могли б працювати. Перед тим, як вони прибули, але, у удачі, ми знайшли деякі електролітичні 1uF кашкети у занедбаній коробці у лабораторії. Ми кинули їх до ескізного ланцюга. Вони, здавалося, працювали і були значно меншими, тому я пішов вперед з будівництвом.

Еврика! Впорядкування всіх частин у невеликий простір, в той же час здатне стежити за потоком ланцюга, було задоволенням. Я дійсно потрапив у дзен його, пізно ввечері в лабораторії, і там був приємний елемент майстерності в цьому завданні. У мене була вся схема в голові і я знав, де кожен свинець на нижній стороні (на відміну від компонентної сторони) повинен бути приєднаний. Я думав, що готовий контур був дуже гарним, і, він працював - завжди бонус.

Другого дня був наш термін мати схему у чашці та робочій. Ерік пробурив отвір у чашку для аудіороз'єму, і ми встановили ланцюг. Те, як він це робив, було дуже слизьким, красиво замаскованим і все ще дозволяло чаші руйнуватися. Ми включили його, і це спрацювало. Ми бігали по офісу з робочим чашкою слуху, пробуючи його. Я був повністю задоволений щоб зустрів наш термін, з 45 протоколом або так зекономити перед тим, як мій автобус прибув!

D’oh! Але тоді, проблема. Коли ми показали його Кейту, він вказав, що ми не змогли замаскувати контур. Проект повинен був мати фальшиве дно, тому ви не могли бачити схеми всередині чашки. ARGH. Я швидко вирізав фальшиве дно з металу і приклеїв його до схеми. Я знав, що не прийду на наступний день, тому мені дуже хотілося зробити цей термін і зробити це в ту ніч. Але помилкове дно застрягло занадто високо, тому що наші конденсатори були занадто високими.

Я намагався поспішати і відпаять-перепаять конденсатори. Вони мають циліндричну форму, тому я намагався їх покласти, а не встати. Я навіть знайшов конденсатор, який був трохи коротше і замінив його, і він цілком придатний. Потім я все замінив і спробував зафіксувати помилкове дно. У мене залишилося близько 10 хвилин. Фальшиве дно було занадто великим. Я відшліфував і відшліфував і продовжував перевіряти підгонку. Я подумав, що це спрацює, і час автобуса насувається, тому я взяв на себе азарт і «використав більший молоток». Це моє ім'я для розумного використання сили. Це підходило, але це busted Джек з дуже красивого монтажного отвору Еріка пробурив. Шкода. Я все одно підключив його і послухав. Thrum-thrum-thrum-thrum. Схема зробила цікавий пульсуючий шум. Вона була зламана. Моя гра була невдалою. Ерік не був щасливий зі мною і почав знімати з рота лазерні промені. Я втік на автобусі.

Перемога Останній Наступний день Eric турбує ланцюг та знайдений що у мойому поспіху, я припаяв у 47uF кашке замість 470uF кашкет. Це пояснювало цю проблему. Ми також забули про те, як підійти до нашого поточного джерела живлення, батареї АА, всередині чашки! Ми вирішили використовувати в якості джерела живлення літієву батарею з кнопкою 3В. Ми виявили, що схема може працювати вище 1,5 В протягом короткого часу і була помітно голоснішою, але ми не залишили її на рівні 3В для ризику смаження компонентів. Ми використали Закон Ома і розрахували необхідне значення резистора (що виявилося близько 260 Ом), щоб знизити напругу до необхідного 1,5 В.

Ерік вирішив побудувати іншу схему, оскільки перша не підходила до фальш-донної пластини. Конденсатори танталу 1uF прибули, і він перевірив їх на своїй схемі. Вони відмінно працювали, тому він виклав всі компоненти на новому протоколі, маючи на увазі, щоб зробити його максимально тонким. Для підключення компонентів замість пайки ми вирішили використати стару техніку, що називається дротом, оскільки було легше скасувати будь-які помилки. Вирізано виїмку з дошки, щоб розміститися навколо аудіороз'єму, і нитки гнізда були закріплені трохи супер клеєм, щоб утримувати закріплене кільце на місці. Після чергового раунду усунення несправностей, чашка слухань нарешті була завершена і готова до шпигунства!

Поділитися

Залишити Коментар