Spongillator - Ein schwammbasierter Audio-Oszillator

Spongillator: Ein schwammbasierter Audio-Oszillator​

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Schwammmaterial weist eine extrem hohe Dielektrizitätskonstante auf, die einen variablen Kondensator mit großem Bereich ermöglicht, wenn es zwischen zwei Metallplatten eingespannt und komprimiert wird. Kondensatoren im Bereich von 100 nF können mit nur wenigen Zentimetern Schwammmaterial hergestellt werden. Zur Demonstration der Anwendung wurden sowohl ein schwammbasierter Oszillator als auch ein schwammbasierter Tiefpassfilter gebaut.
Dokumente:

In der Datei: „Spongetronics.pdf“ finden Sie Schaltkreise, Oszilloskopmessungen und andere Informationen.

Film :
Hören Sie Geräusche, sehen Sie die zugehörigen Wellenformen auf einem Oszilloskopbildschirm und die Schaltkreise.

Schwammarten , die ich identifizieren konnte:
1 – auf Zellulosebasis
2 – organisch
3 – synthetisch, auf Kunststoffbasis

Dieses Projekt verwendet den üblichen (künstlichen) Haushaltsschwamm auf Zellulosebasis, der manchmal verwirrenderweise als „Naturschwamm“ bezeichnet wird.
Das Material funktioniert gut und sollte für diesen Zweck wirklich trocken sein.
Der zweite Typ wird aus den Überresten echter organischer Schwämme hergestellt, die im Meer lebten; diesen Typ habe ich nicht ausprobiert.
Ein dritter Typ ist ein synthetischer (auf Kunststoffbasis) Haushaltsschwamm; dieser versagt, da er keine hohe Kapazität aufweist.

Einschränkungen:
Als Einschränkungen habe ich festgestellt, dass diese „Schwammkondensatoren“ einen relativ großen ESR und Gleichstromverlust haben, aber für die beschriebenen Anwendungen haben sie gut funktioniert. Das Dokument „Spongetronics.pdf“ enthält einige Zahlen.

Folgevorschlag:
Der nächste Schritt in der Spongetronics-Forschung könnte darin bestehen, einen schwammgesteuerten Audiooszillator (SCO) und einen schwammgesteuerten Filter (SCF) zu haben und anschließend einen „Spongesizer“ zu bauen.

Weiterführende Literatur:
Obwohl dieses Projekt aus Neugier und hauptsächlich zum Spaß entstand, habe ich später auch Berichte über ernsthafte Anwendungen gefunden.

Einige Links:
Hochleistungs-Superkondensatoren aus Graphen/Polyanilin-Kompositen, die auf einem Küchenschwamm abgelagert sind:
 
Ehm, alter Hut? Die meisten Aftertouch-Sensoren funktionieren doch so.
 
Eher kein alter Hut.Die meisten (After)touch-Sensoren, die ich kenne, sind ohmisch. Die Obst- und Wurst-oszillatoren ebenso, das ist völlig OT. Das spannende an der Spongetronic Geschichte ist, das Raymond mit dem Zelluloseschwamm offensichtlich auf eine Permittivität ε (habe ich noch als Dielektrizitätszahl gelernt) von > 20000 kommt. Habe es nachgerechnet, stimmt so, aber es fehlt noch eine Erklärung. Zum Vergleich: Luft hat ε =1, Papier (Zellulose wie der Schwamm!) hat ca ε=3,7, Polymere ebenfalls < 4. Dachte beim ersten Lesen, er verwendet einen nassen Schwamm (H2O ε=81) und drückt beim Komprimieren Luft raus, so dass H20/Volumen steigt. Aber nein, der Schwamm ist trocken und das ε um ein Vielfaches höher wie bei Wasser. Vergleichbare ε haben nur Keramikwerkstoffe - deshalb KerKos - und Nanomaterialien. Deshalb vermute ich, dass Nanostruktureffekte wirken.
Habt ihr eine bessere Erklärung ? Gibt es Aftertouch- oder andere Sensoren, die diesen "ultrahigh ε" Effekt nutzen ? Gerne links posten
 


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