ลำโพงทั่วไปมักกระจายเสียงออกไปในวงกว้างเนื่องจากขนาดของไดอะแฟรมที่เล็กกว่าความยาวคลื่นเสียงมาก ทำให้เกิดการเลี้ยวเบนของคลื่นเสียงไปทุกทิศทาง ซึ่งเป็นข้อจำกัดในการส่งเสียงไปยังจุดที่ต้องการอย่างแม่นยำ เพื่อเอาชนะปัญหานี้ นักประดิษฐ์จึงหันมาใช้คลื่นอัลตราโซนิกที่มีความถี่สูงและมีความยาวคลื่นสั้นกว่ามาก โดยเฉพาะคลื่น 40 kHz ที่มีความยาวคลื่นเพียง 8 มิลลิเมตร ซึ่งเหมาะสำหรับการสร้างลำโพงทิศทางเดียวที่มีขนาดกะทัดรัด
เพื่อให้ลำแสงเสียงมีความแม่นยำและพุ่งตรงเป้ามากยิ่งขึ้น โครงการนี้ใช้ชุดตัวปล่อยคลื่นอัลตราโซนิกที่จัดเรียงอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งจะทำให้เกิดการแทรกสอดแบบเสริมกันในทิศทางด้านหน้าและแทรกสอดแบบหักล้างกันในทิศทางด้านข้าง ส่งผลให้ได้ลำแสงเสียงที่แคบและควบคุมทิศทางได้อย่างมีประสิทธิภาพ
แม้ว่าคลื่นอัลตราโซนิกจะไม่สามารถได้ยินได้ด้วยหูมนุษย์โดยตรง แต่หลักการทางฟิสิกส์ที่น่าสนใจทำให้มันกลายเป็นเสียงที่จับต้องได้ เมื่อคลื่นอัลตราโซนิกที่มีแอมพลิจูดสูงเดินทางผ่านอากาศ มันจะเปลี่ยนแปลงรูปร่างและรวมตัวกันเป็นคลื่นความถี่ต่ำลง เนื่องจากการที่เสียงเดินทางเร็วขึ้นเล็กน้อยในอากาศที่มีความดันสูง เมื่อนำเทคนิคการปรับแอมพลิจูด (Amplitude Modulation – AM) มาใช้ร่วมกับสัญญาณอัลตราโซนิก อากาศจะทำหน้าที่เป็นตัวแยกสัญญาณ ทำให้เกิดเสียงที่มนุษย์ได้ยิน แม้คุณภาพเสียงอาจไม่สมบูรณ์แบบ แต่ก็ยังคงจดจำได้
จากการสาธิต ลำโพงทิศทางเดียวนี้แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างของความเข้มเสียงที่ชัดเจนเมื่อเล็งไปที่ไมโครโฟน นอกจากนี้ยังสามารถสะท้อนลำแสงเสียงกับพื้นผิวแข็งได้ อย่างไรก็ตาม การสะท้อนหลายครั้งอาจลดทิศทางของเสียงเมื่อใช้งานภายในอาคาร วงจรที่ใช้ในอุปกรณ์นี้มีความคล้ายคลึงกับโครงการก่อนหน้าหลายชิ้น โดยใช้ 555 timer ในการขับเคลื่อนคลื่นอัลตราโซนิก ซึ่งตอกย้ำถึงความเป็นไปได้ในการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนี้ในอนาคต
🏷️ หมวดหมู่: digital audio hacks, amplitude modulation, directional speaker, parametric speaker, ultrasonic, ultrasonic array
🔗 อ่านบทความฉบับเต็ม: hackaday
