Pages

12/28/2010

Plasma Speaker

วันนี้เพิ่งจะเห็นว่ามีคนเอา plasma มาทำเป็น speaker จริงๆแล้ว  (ความจริงอาจจะทำไว้นานแต่เราไม่รู้ก็ได้)  นี่เป็นวีดีโอที่เขาทำเอาไว้บรรเลงเพลงชื่อ Bloody Well Right.



หลักการที่เขาเขียนไว้ก็คือ  เส้นพลาสม่าที่เห็นเนี่ย จริงๆแล้วมันสร้างความถี่สูงออกมาเท่านั้น สูงแค่ไหน? ก็ราวๆ 30,000 Hz ซึ่งหูมนุษย์ฟังเสียงได้สูงสุดแค่ 20,000 Hz  ก็ไม่มีทางฟังเสียงนั้นออกอยู่แล้วแต่ถ้า เราเอาเสียงนี้มาปิดๆเปิดๆ 1000 ครั้งต่อนาที เราก็จะได้ยินเสียง 1000Hz รึเปล่า   ที่เหลือก็แค่เอาเพลงมาเิปดและทำให้พลาสม่านี้เปิดปิดตามความถี่ของเพลงเท่านั้น

ถ้าจะเอาในรายละเอียด   การสร้างเสียงด้วย plasma ซึ่งมีเสียงที่หูไม่ได้ยินอยู่นั้น  ทำได้โดยใช้วิธี Amplitude Modulation(AM) ลงไป  เพราะเมื่อความถี่สูงที่หูไม่ได้ยินนั้นถูกครอบด้วย envelope ที่เป็นเสียงที่คนเราได้ยินได้   มันก็จะมีรูปคลื่นออกมาเป็นคลื่นเสียงแบบที่เห็นข้างล่าง และเวลาฟังหูเราก็จะทำการตัดความถี่สูงที่ไม่ได้ยินออกไปโดยอัตโนมัติ  ก็จะทำให้ได้ยินเสียงนั้น
แต่จะทำให้พลาสม่ากลายเป็น AM ได้ยังไง   อันนี้ก็ต้องพึ่ง pulse-width-modulation (PWM)ละ
เนื่องจาก plasmaเองไม่ใช่ความถี่  แต่ถ้าเปิดเครื่องplasma ถึงจะเกิดความถี่มาด้วย  ดังนั้นก็เลยต้องใช้วิธีควบคุมการเปิดปิดเครื่องแทน รวมถึงความถี่ห่างของการเปิดปิดเครื่องplasma
PWMจึงเหมาะในการเข้ามาทำตรงนี้
จากรูปคือเมื่อเสียง(สีเขียว)เข้ามา จะถูกsamplingด้วยความถี่ๆนึง(สีน้ำเงิน) และจุดที่ตัดกันของสัญญาณทั้งสอง ก็จะมาถูกคำนวนกลายเป็นสัญญาณ PWM
ซึ่งในเคสนี้ ก็คือเราเอามาใช้เปิดปิด plasma   ดังนั้นถ้าสัญญาณPWMมันเป็นแท่งใหญ่ (ช่วง1ยาว) ก็จะได้สัญญาณAMที่มีAmplitudeสูง  ตรงกันข้ามกับช่วงไหนที่สัญญาณPWMเป็นแท่งบางๆ (ช่วง0ยาว) ก็จะทำให้ได้Amplitudeของสัญญาณเสียงที่ออกมามีAmplitudeต่ำไปด้วย

สรุปก็คือง่ายๆ    เสียงเข้ามา---> Sampling ---> ทำเป็น PWM --->นำไปขยาย--->เอาไปใช้เปิดปิด Tesla coil--->สร้างplasma ---> ทำให้เกิดเสียง(จากสัญญาณAM)

นี่เองที่ทำไมในวงจรเลยต้องมี PWM IC (เอาไว้สร้างPWM) กับ MOSFET Transistor (เอาไว้ขยายPWMให้เป็นสัญญาณเปิดปิดTesla)

ตอนนี้กำลังอยู่ว่าใครจะเอา ลำโพงที่ทำด้วยPlasmaแบบนี้มาเล่นเพลงนี้บ้าง   จะได้เหมือนกับหนังเรื่อง The Sorcerer's Apprentice

Secret: One Republic




Ref:
 - Circuit & VDO : http://teravolt.org/Plasma_Speaker_2.htm
 - Pictures: Wikipedia.org

Additional (ถามเอง ตอบเอง):
  Q: ถ้าเราสามารถได้ยินเสียงที่เข้ารหัสแบบAMได้โดยตรง ถ้าความถี่ของcarrier signalสูงมากๆจนไม่ได้ยิน  แล้วทำไมเราไม่ได้ยินเสียงจากคลื่นวิทยุ AM ตลอดเวลา?
  A: เพราะ carrierของวิทยุAMคือ electromagnetic signal ไม่ใช่ sound signal ดังนั้น เราต้องแปลงจากElectromagnetic signal นี้ให้อยู่ในรูป sound signal ซะก่อน   ซึ่งอุปกรณ์ตัวนั้นก็คือ  "ลำโพง"

  Q: ถ้างั้นถ้าตั้งลำโพงไว้เฉยๆ  มันก็ดังเองได้สิ?
  A: ก็คงต้องต่อ ground ไว้ขานึงด้วย และอีกขานึงต่อเข้ากับAM signal ที่โดนกรองให้เหลือแค่ช่องสัญญาณเดียวแล้ว   และนั่นก็กลายเป็นวิทยุแร่นั่นเอง http://www.hs8jyx.com/images/article/102.gif

  "Tremolo" ที่เห็นในกีตาร์เอฟเฟกท์ คือ การใช้ Amplitude Modulation เข้ากับสัญญาณเสียง  เพียงแค่ว่าคราวนี้ carrier signal มันมีความถี่ที่ช้ามากๆ  ทำให้เรารู้สึกถึงenvelopeที่ครอบสัญญาณเสียงได้เลย

1 comment:

  1. หนังเรื่องนี้เท่มากเลย..ชอบมากกก...

    ReplyDelete