Generatore suono in un determinato range di frequenze

Salve a tutti,

sono piuttosto ignorante in materia di elettronica ma vorrei chiedervi un consiglio di fattibilità, nel qual caso proverò a studiare e capire come fare.

In ambito di apicoltura, nei vari tentativi di lotta sperimentale alla varroa (parassita che attacca le api), alcuni studi dicono che si possa tentare di debellare almeno in parte il parassita con un generatore di suono in un determinato range di frequenze. Alcuni studi dimostrano che tali frequenze non sono di disturbo per le api ma invece vanno a disturbare il parassita.

In commercio esiste già un prodotto (sviluppato in Germania) che ha le seguenti caratteristiche:

Technical specifications
Type: Me2900
LVD isolation class device
Power: 12 V DC
Power consumption: 0,1 - 0,3 A (depending on on the number of additional units)
frequency band:14,451 to 15,120 Hz
Frequency: linearly changing (vobel function)
Vobel frequency generator: 3,14 Hz
Dimensions: 140mm x 65mm x 30 mm
Weight: 0,64 kg
Class Risk: LVD

Tale dispositivo viene inserito nell'arnia (la casetta in legno delle api) e lasciato in funzione per un periodo di 21-23 giorni (il ciclo intero di sviluppo di un'ape).

Vorrei capire da voi più esperti se è possibile con Arduino provare a costruire una cosa simile.
Eventualmente se mi potete dire di che componenti avrò bisogno. Sarà poi mia cura studiare un po come programmarlo.

Grazie a chi vorrà dare un contributo.
Matteo

Buongiorno e benvenuto sul forum,
essendo il tuo primo post, nel rispetto del regolamento, ti chiedo cortesemente di presentarti QUI (spiegando bene quali conoscenze hai di elettronica e di programmazione ... possibilmente evitando di scrivere solo una riga di saluto) e di leggere con MOLTA attenzione il su citato REGOLAMENTO ... Grazie.

Guglielmo

provvedo subito e mi scuso

Se fosse solo per generare delle frequenze con degli interi, ti basterebbe un ciclo for ed un "tone()", probabilmente ... ma se devi fare degli spazzolamenti regolari a 3.14 Hz (cioe' in pratica 160 millisecondi per la rampa di salita ed altrettanti per quella di discesa) di una frequenza che implica decimali ed oscilla di 0.669Hz dal minimo al massimo, non lo so se sia possibile, ma mi sa tanto di no ... sono proprio cosi critiche quelle frequenze ? ... perche' magari bastano un paio di NE555 ...

Inoltre, come le diffondi ? ... altoparlanti piccoli con una frequenza centrale di 15Hz, non me ne vengono in mente, al momento ...

Etemenanki:
Se fosse solo per generare delle frequenze con degli interi, ti basterebbe un ciclo for ed un "tone()", probabilmente ... ma se devi fare degli spazzolamenti regolari a 3.14 Hz (cioe' in pratica 160 millisecondi per la rampa di salita ed altrettanti per quella di discesa) di una frequenza che implica decimali ed oscilla di 0.669Hz dal minimo al massimo, non lo so se sia possibile, ma mi sa tanto di no ... sono proprio cosi critiche quelle frequenze ? ... perche' magari bastano un paio di NE555 ...

Inoltre, come le diffondi ? ... altoparlanti piccoli con una frequenza centrale di 15Hz, non me ne vengono in mente, al momento ...

Ho prove di qualcuno che lo fa girare fisso a 15khz senza dover passare per tutte le frequenze con effetti cmq positivi. Per cui a me andrebbe anche bene fisso a 15khz.

Poi c'è chi ha usato un altoparlante del pc per diffondere il suono, impostandolo a 90db..

Sarebbe possibile usare un solo arduino impostato a 15khz e tanti altoparlanti quante sono le casette delle api? In modo da mandare lo stesso suono alla stessa frequenza su più casette?

Grazie in anticipo

dalbianc:
Ho prove di qualcuno che lo fa girare fisso a 15khz

Le specifiche tecniche parlano chiaramente di Hertz non kHz, inoltre l'apparato che hai citato costa solo 70 E, lascia perdere l'autocostruzione perché solo per realizzare un case che può stare dentro un'arnia per 20 giorni ti costa di più.

astrobeed:
Le specifiche tecniche parlano chiaramente di Hertz non kHz, inoltre l'apparato che hai citato costa solo 70 E, lascia perdere l'autocostruzione perché solo per realizzare un case che può stare dentro un'arnia per 20 giorni ti costa di più.

Che costa 70euro lo so, non è questo il problema altrimenti non avrei scritto qua.

Non serve un case particolare, basta uno da pochi euro in plastica o anche senza tanto messo sopra il coprifavo è protetto sia da api che da acqua.

La mia volontà era provare e imparare a usare arduino per uno scopo a me utile, se poi il sistema non dovesse funzionare avrei comunque una scheda arduino per altri scopi. Se poi fosse possibile trasmettere tale frequenza su più altoparlanti mi basta un solo dispositivo invece di 10 da 70 euro da acquistare.

Inoltre (ma qui sono ignorante ammetto che potrei sbagliarmi) 15.000 Hertz sono 15khz e a 15khz lo stanno provando alcuni che stanno avendo risultati positivi,quindi a me serve a 15khz.

Gtazie lo stesso

Scusa, ma nella pagina del produttore sono indicate le frequenze con le virgole, non con i punti ... 15.120 Hz o 15,120 KHz sarebbero 15 chilohertz, 15,120 Hz sono 15 virgola 12 Hertz ... a meno che il produttore non si sia sbagliato nello scriverli sul sito, ma non sembra, l'assorbimento lo ha indicato nello stesso modo ed e' corretto ...

15 Hertz sono una frequenza subsonica, non la si sente se non come una vibrazione toccando il dispositivo, mentre 15KHz sono un bel fischio molto acuto e fastidioso ... se ne hai vicini da controllare si fa presto a vedere ...

Confermo si tratta di circa 15khz..
Alcuni articoli su internet confermano
http://www.varroa-sound.de/

Quindi mi basterebbe una frequenza fissa a 15khz intanto per cominciare.. .nell'articolo dicono a 90decibel.

Consigli per cortesia come procedere e su che componenti usare?
Grazie

Signori, vi ricordo che nella lingua inglese si usano i punti al posto delle virgole e le virgole al posto dei punti, quindi 15,120Hz sono 15.120Hz, cioè 15,12kHz! :slight_smile:

Usa due NE555 o un solo NE556: fai un oscillatore a circa 15kHz e un altro a 3Hz (3,14Hz? :slight_smile: ). Dal condensatore di temporizzazione dell'oscillatore a 3Hz una resistenza abbastanza elevata (deve modulare di appena il 5%) va al piedino di controllo (il pin 5, nel caso dell'NE555) del secondo. L'uscita del primo rimane inutilizzata, mentre quella del secondo va alla capsula piezoelettrica o tweeter.

Datman:
Signori, vi ricordo che nella lingua inglese si usano i punti al posto delle virgole e le virgole al posto dei punti, quindi 15,120Hz sono 15.120Hz, cioè 15,12kHz! :slight_smile:

... allora perche' l'assorbimento e' dichiarato con "0,1 - 0,3 A" e la modulazione con "3,14 Hz" ? ... :grin:

(indipendentemente dal fatto che gli Inglesi funzionino alla rovescia, ovviamente ... :smiling_imp: :smiling_imp: :smiling_imp:)

Rimanendo sul semplice, vista la mia totale ignoranza in materia, come prima applicazione vorrei provare a usare i 15khz fissi senza alcuna modulazione.
Mi pare di capire che posso usare la funzione tone impostando la frequenza... Poi cosa ci devo attaccare per poter generare il suono a 90db?

Scusate se insisto.. Che componente posso prendere per generare un suono a 90db?un buzzer o un altoparlante? Mi potete per cortesia linkare un esempio di componente che faccia al caso mio?

Grazie di cuore a chi vorrà rispondere

Un tweeter piezo o una capsula piezo

Perdonate la mia ignoranza.. Qualcuno mi può linkare un specifico componente per generare un suono a 15khz e 90db??su internet trovo un infinità di buzzer, tweeter o speaker ma non so quale sia quello con le caratteristiche giuste.. Grazie e scusate per l'insistenza

Se ti va bene molto direttivo, puoi prendere un classico KSN1001A. Ha una sensibilità dichiarata di 94dBspl a 1m con 2,83Veff di segnale e una risposta fino a 40kHz.

Le difficoltà nel risponderti sono molteplici. Provo a elencarle:

  • 90dB misurano l'intensità del suono che vuoi produrre. Ma l'intensità del suono è inversamente proporzionale alla distanza. Capisci anche tu che uno sparo a un metro di distanza ha un'intensità MOLTO diversa da uno sparo a 100m. Quindi 90dB di intensità sonora, ma a quale distanza? Trattandosi di un'arnia si può supporre che sia a qualche decina di centimetri di distanza dal trasduttore (tweeter).

  • Che potenza elettrica occorre fornire al trasduttore per ottenere quei 90dB? Non lo sappiamo, ma sappiamo che TUTTO l'apparecchio da te linkato assorbe 0,1A a 12V. Quindi NON PUO' fornire più di 1,2W al trasduttore. Dato che non conosciamo il rendimento elettro-acustico del trasduttore non possiamo sapere a priori se con 1,2W il tweeter che sceglieremo riuscirà a produrre un'intensità di 90dB a 15kHz a una distanza di qualche decina di centimetri.

  • Possiamo sperimentare scegliendo un tweeter con delle caratteristiche che, sulla carta, dicono di produrre ALMENO 90dB alla distanza che ci interessa. Un esempio potrebbe essere questo. Nei dati è riportata la dicitura: "Press. son. med. (2,83V/1m) 90dB", ma ha un'impedenza di 1000 Ohm già a 1kHz. Non me ne intendo, ma ritengo difficile riuscire a pilotarlo con 12V. D'altronde costa poco e un esperimento è fattibile.

Come vedi ci sono molte incognite nel tuo progetto. Il mio consiglio è: se vuoi sperimentare, monta un circuito come questo, con un transistor più potente, collega quel tweeter e vedi che succede. Se non vuoi sperimentare compra il dispositivo che hai linkato.

Ciao,
P.

EDIT: Ops, preceduto da Datman

Grazie mille veramente a tutti, faro' delle prove

Un tweeter piezoelettrico è quasi equivalente a un condensatore, con una capacità di 100~150nF. La sua impedenza, quindi, è quasi puramente reattiva. Assorbe corrente, ma un attimo dopo la restituisce (e deve dissiparla il generatore!), quindi la potenza da lui dissipata è praticamente nulla. Come massimo segnale applicabile, infatti, (quando è detto correttamente) si parla di massima tensione applicabile, non di massima potenza. Ne parlava una trentina d'anni fa Audio Review (1988?) a proposito del progetto delle casse Party, che realizzai. Forse era 30Vpp?...

Datman:
.... Forse era 30Vpp?...

Dipende dal tipo dell'elemento piezo ... se usi elle semplici cialdine (i dischetti in ottone con l'elemento piezoceramico in mezzo), anche 100 e piu ...

Non e' che "non consuma corrente", altrimenti non produrrebbe neppure suono ... la corrente consumata dipende dalla frequenza di pilotaggio e dalla reattanza equivalente ... e dato che e' elastico, quando applichi una tensione si deforma, poi tornando piu o meno alla forma originale restituisce parte della tensione applicata (meno l'energia convertita in suono mediante la deformazione meccanica e le perdite) ...

Comunque se vuoi aumentarne di parecchio l'efficenza, usa un circuito risonante meccanico, e piazza in parallelo all'elemento piezo un'induttanza, calcolata in modo che la risonanza del gruppo LC sia quella della frequenza che vuoi usare per pilotarlo (piu semplice che realizzare un trasformatore elevatore, altro sistema per aumentarne l'efficenza)