Doppler-demonstratie Met Behulp Van Rotatie

De opdracht was een opstelling te bouwen die een natuurkundig fenomeen demonstreert met betrekking tot twee natuurkunde domeinen. Wij hebben gekozen binnen de domeinen mechanica en akoestiek het Doppler-effect te demonstreren. Dit is gedaan met behulp van een rotatie waarbij een geluidsbron naar de waarnemer toe en van de waarnemer af beweegt. Het doppler effect is namelijk een waargenomen verandering van frequentie van golven door een snelheidsverschil tussen bron en waarnemer. Bij deze demo is voor geluidsgolven gekozen om dit effect na te bootsen.

De volgende materialen zijn nodig:

• 1.50 meter lang item profiel staaf
• Draaischijf (van de Ikea)
• 4 wieltjes met motor
• Active buzzer module
• 3 9V batterijen
• 3 9V batterijclips
• Stukjes resthout
• Houten plaat (6 mm dik, 400x400mm)
• 4 bouten 20 mm lang
• 4 t-sleuf moeren
• 8 houtschroeven 10 mm lang
• Buzzerbox (lasersnijden)
• 4 houdertjes (lasersnijden)
• Breadboard
• Arduino
• En wees niet bang voor ducttape

De volgende tools:

• Accu-staafschroevendraaier
• Boor
• Soldeerbout
• Schroevendraaier
• Stanley mes

En de volgende skills:

• Solderen

De gebruikte lasersnij files voor de houdertjes en de buzzerbox respectievelijk, zijn hieronder gegeven:

Soldeer eerst twee male-to-male draadjes aan de elektronische pinnetjes van elke motor. Zet vervolgens de lasergesneden houdertjes in elkaar met de motoren erin. Er zijn voorbestemde gaten in de houdertjes voor elk uitsteeksel van de motor. Druk vervolgens de wielen op de motortjes. Je hebt nu vier keer een motorwiel in een houdertje.

Boor nu op een rechte lijn twee gaten in de draaischijf zoals hierboven en draai er twee bouten doorheen die in een t-sleuf gaan. Verhoog voor het statief de draaischijf met stukjes hout zodat de wielen er net vanonder tegenaan komen. De massa van de draaischijf rust dus op het hout en de plaat en niet op de wielen. Schroef hierna de onderkant van de houdertjes van de motorwielen in de houten plaat zodat de wielen op een straal van 11.5 cm van het midden af zitten en precies in het midden van elke zijde van de draaischijf. Zet de doosjes daarna in elkaar zodat het statief er als de laatste twee foto's uitziet.

Zet als volgende de lasergesneden buzzerbox in elkaar, deze is zodat er niks rond gaat vliegen door de roterende beweging. De bovenkant is open zodat de buzzer makkelijk aan en uit gezet kan worden. Maak voor in de box een circuit van de Arduino, 9V batterij, 9V batterijclip en buzzer (zoals de afbeelding). Zorg daarna dat de buzzer uit de doos komt door het daarvoor bestemde gat. Als laatst om de box aan de staaf te bevestigen, boor twee gaten in de onderkant van de doos en schroef er bouten doorheen die in een t-sleuf gaan.

Nu is het tijd om te monteren, namelijk het statief, de staaf en de buzzerbox. Zet eerst de draaischijf op het houten verhoog van het statief. Schuif daarna de item profiel staaf op de t-sleuven bovenop de draaischijf en schuif vervolgens de t-sleuven van de buzzerbox op het uiteinde van de staaf.

Voor de aandrijving van de motoren is het bovenstaande elektrische circuit nodig . Maak dus twee motoren van twee wielen in het volgende circuit vast aan een 9V batterij en herhaal dit voor de andere twee motoren. Uiteindelijk heb je dit circuit dus twee keer nodig.

Dit is de uiteindelijke opstelling. Hier is gewoon uit de losse pols een tegengewicht gecreëerd maar gebruik zelf het resthout voor een benodigd tegengewicht.