工程師的實驗室級麥克風(fēng)可以以低于30美元的價格進行3D打印
魔猴君 行業(yè)資訊 884天前
6月21日訊，聲學(xué)工程師 Peter Riccardi 設(shè)計了自己的實驗室級麥克風(fēng)，可以 3D 打印和組裝，價格不到 30 美元。
高端實驗室級麥克風(fēng)是聲學(xué)家或聲學(xué)工程師的基本工具，可提供在實驗期間捕獲精確物理信號所需的性能水平。不過PCB Piezotronics 等知名制造商提供的傳統(tǒng)電容式麥克風(fēng)售價約為 1000 美元重。Riccardi 在他的 Hackaday 項目頁面上寫道：“這種麥克風(fēng)的質(zhì)量非常好，但對于業(yè)余愛好者和發(fā)燒友來說，還有其他選擇可以讓您以一小部分成本獲得?！?/span>
Riccardi 的本土設(shè)備具有 3D 打印外殼和四個內(nèi)部 MEMS 麥克風(fēng)，旨在成為那些高端系統(tǒng)的可訪問替代品。盡管成本僅為 30 美元，但麥克風(fēng)的設(shè)計目的是在 20Hz 至 20kHz 的音頻頻帶中提供類似的本底噪聲、頻率響應(yīng)、平坦度和靈敏度。
3D 打印麥克風(fēng)的總成本不到 30 美元。照片來自彼得里卡爾迪。
設(shè)計和 3D 打印麥克風(fēng)
對于他的原型，工程師將電子設(shè)備分成兩塊板，第一塊是 MEMS 載板。四個 MEMS 麥克風(fēng)安裝在圓形 PCB 上，其中包括一系列小通孔焊盤，用于所有所需的電源和信號連接。第二塊板是主板，它容納了 MEMS 輸出的所有輸入和信號調(diào)節(jié)。
然后需要將電路板固定到機械組件上——這就是 3D 打印的用武之地。Riccardi 在 SolidWorks 中設(shè)計了一個簡單的圓柱形外殼，并使用 PLA 將組件分為兩部分進行了 3D 打印。機箱的形狀和尺寸旨在模仿直徑僅為 0.5 英寸的市售麥克風(fēng)。他補充說：“由于整個機械組件是弧形的，因此非常堅固，可以隨意折騰而不必擔(dān)心損壞或破裂外殼。 MEMS 載板的開口將需要在未來進行修改，因為作用在層間粘合上的材料非常少且應(yīng)力集中。目前，它工作得很好?！?/span>
3D 打印的 PLA 外殼分為兩部分。照片來自彼得里卡爾迪。
它的性能是否優(yōu)于商用麥克風(fēng)？
一次使用四個 MEMS 麥克風(fēng)的決定是經(jīng)過深思熟慮的。帶有電壓降的組件的電氣系統(tǒng)將不可避免地產(chǎn)生電噪聲，這會破壞信號并使它們更難讀取。這種噪聲是隨機的，但可以將其平均以減少其影響。通過將四個 MEMS 元件（噪聲源）與小電阻并聯(lián)在一起，可以降低麥克風(fēng)的輸出本底噪聲，從而輕松提高系統(tǒng)的信噪比。典型的電容式麥克風(fēng)具有出色的信噪比，靈敏度約為 50mV/Pa。為了測試 3D 打印麥克風(fēng)的性能，Riccardi 在半消聲室（一個非常安靜的房間）中完成了測試。他使用 NI NI 4431 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將該設(shè)備的頻率響應(yīng)和噪聲測量值與 PCB Piezotronics 378B20 自由場電容式麥克風(fēng)進行比較。
至少可以說，結(jié)果令人印象深刻。 Riccardi 的低成本麥克風(fēng)在音頻頻帶中具有足夠平坦的頻率響應(yīng)，而其靈敏度被證明對于實際測量來說足夠高，盡管低于 PCB 產(chǎn)品。然而，在 200Hz 以下，3D 打印麥克風(fēng)的性能實際上比其商業(yè)同類產(chǎn)品略好。他寫道，“需要進行額外的實驗來更嚴格地表征麥克風(fēng)。但是，初步結(jié)果非常有希望，而且價格讓人無法忽視。”
正在半消聲室中測試的 3D 打印麥克風(fēng)。照片來自彼得里卡爾迪。
消費級 3D 打印技術(shù)的興起使世界各地的創(chuàng)意人員和愛好者能夠以相對較低的成本開發(fā)可訪問的產(chǎn)品版本。今年早些時候，業(yè)余玩具制造商 Riskable 開發(fā)了一種用于 PC 鍵盤的創(chuàng)新鍵開關(guān)機制。這種基于磁鐵的設(shè)計名為“Void Switch”，完全開源，可以使用任何普通的 FFF 3D 打印機在家中制造。
在其他地方，YouTuber Akaki Kuumeri 之前為他的 Xbox Series X/S 控制器設(shè)計并 3D 打印了一個新穎的操縱桿附件，將其變成了一個功能齊全的飛行桿。 最近，他繼續(xù)構(gòu)建了一個 3D 可打印部件的開源庫，這些部件連接到游戲控制器以實現(xiàn)非標(biāo)準的手部位置，使身體殘疾的人更容易玩視頻游戲。
來源:https://www.3ddayin.net/3Ddayinfangan/42615.html
