Chladni-plaat: 4 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Een Chladni plaat is een apparaat waarmee geluidsgolven in een plaat gevisualiseerd kunnen worden. Dit wordt gedaan door een trillingsbron (in dit geval twee luidsprekers) te bevestigen aan een dunne metalen plaat. Deze plaat zal vervolgens meetrillen met de trillingsbron. Op deze manier zullen er op de hoogte golven in de komende golven worden geproduceerd, dat deze zand richting de knopen van de bewegende golven.

Stap 1: Benodigdheden & Gebruikt Gereedschap

Benodigdheden

• 1 aluminium plaat (100x50 cm, 1 mm dik)
• 2 aluminium vierkante buizen (1m lang, 15x15 mm in doorsnede)
• 1 aluminium ronde buis (1m lang, 8 mm diameter)
• 1 polycarbonaat plaat (50x50 cm, 3 mm dik)
• 2 luidsprekers (10 Watt)
• 4 Neodymium magneten
• Toongenerator (In dit geval laptop met programma Sweepgen)
• Fijn, droog zand

Gebruikt gereedschap

• Lijmpistool
• Cirkelzaag
• Metaalzaag
• Vijl
• Lasersnijder
• Liniaal
• Boor
• Knipbank

Stap 2: Materialen Verzamelen En Bijsnijden

Alle buizen, platen en het zand zijn te halen bij een bouwmarkt. Verder zijn de luidsprekers goedkoop te vinden in een (online) tweedehands winkel, of kunnen de oude luidsprekers van een vriend worden gebruikt. De Neodymium magneten zijn goedkoop te vinden op het internet. Ten slotte wordt voor de toongenerator ingediend om een laptop met het (Gratis) programma SweepGen te gebruiken.

Nu alle materialen zijn vergaard, kunnen worden begonnen met het bijsnijden. Voor de MDF plaat is gekozen om de lange zijde te kiezen tot 1 meter, door een strook m.b.v. een cirkelzaag eraf te zagen. Verder is de polycarbonaat plaat in vieren gesneden met de lasersnijder. Indien deze niet beschikbaar is, kan worden gekozen om twee kleinere platen te gebruiken, of de plaat niet bij te snijden. De aluminium plaat is doormidden geknipt met een knipbank. Het zand dient een aantal uur in de oven op 110 graden Celsius te worden gedaan, zodat het goed droog is en niet aan elkaar blijft plakken op de plaat.

De aluminium buizen zijn in stukken gezaagd met een metaalzaag. Zowel de vierkante als de ronde buizen zijn in stukken met een lengte van 10 cm gezaagd. Van de ronde buizen worden maar twee stukken van 10 cm gebruikt en van de vierkante buizen acht. De overige stukken als reserve buizen. Na het zagen van de buizen van de stukken kunnen later worden gemaakt, zodat deze goed kunnen worden gemaakt op oppervlakten kunnen worden gelijmd. Voor de magneten wordt om over elke magneet een laagje duct tape te plaatsen, zodat deze niet kapotgaan wanneer ze hard in aanraking komen met elkaar komen.

Stap 3: Monteren

Nu alle materialen zijn geprepareerd, kunnen men beginnen met het in elkaar zetten van de Chladni plaat. Eerst wordt er met behulp van de liniaal het midden gezocht, eerst een gat in wordt geboord. Vervolgens wordt in hoek van deze twee platen, op 2, 5 cm afstand van elke zijde, een rechte hoek elke vorm van de vierkante buis. Zo kunnen bevestigen de vierkante buizen aan de polycarbonaat platen worden bevestigd met het lijmpistool.

De poten van de luidsprekers worden op het oppervlak bijgezaagd, dat het oppervlak van de cone parallel loopt, wanneer de luidspreker plat op tafel ligt. Vervolgens worden de ronde buizen aan de kegel van de luidspreker gelijmd, loodrecht op het oppervlak van de luidspreker (en dus loodrecht op de tafel). Het is die van groot dat deze goed recht staan en goed zijn vastgelijmd.

Hierna worden zowel de luidspreker als de vierkante buizen aan de MDF plaat vastgelijmd, zoals op bovenstaande afbeelding te zien is. Zorg er één voor dat de ronde buizen op liggen, met een onderlinge afstand van ongeveer 32 cm. Deze afstand moet worden opgemeten, hoe op de aluminium kan worden bepaald waar de magneten aan de bovenkant komen.

Ten slotte moeten de magneten aan de bovenkant van de ronde buizen vastgelijmd worden. Hier zijn de ronde ringen ter grootte van de magneten, die bij de magneten geleverd worden om deze te scheiden, gebruikt. Dit is gedaan om het lijmoppervlakte groter te worden. Vervolgens kan de plaat op de twee magneten gezeten worden. Zorg er zeker voor dat de magneten precies op de middellijn van de liggen, zodat deze recht blijft staan. De overige twee magneten worden aan de bovenkant van de plaat gedaan, deze enorme komt te staan. Tien sleuf wordt er een dunne laag zand op de plaat gedaan.

Stap 4: Trillen Maar

Nu de Chladni-plaat is, kunnen de luidsprekers worden aangesloten op een stopcontact en aan de laptop. Zorg er voor dat het volume maximaal aanstaat. Met de SweepGen app kan zelf naar resonantiefrequenties worden gezocht, door bij een bereik van ~100-1000 Hz te zoeken. Veel trilplezier!