Diapasón

Está bien, no es un tambor, pero al menos es un instrumento de percusión. Los tonos más altos pueden ser difíciles de escuchar para los humanos a menos que toques el mango con el cráneo o sostenga el tenedor muy cerca de la oreja, pero definitivamente los perros pueden escucharlos desde una distancia mayor (hablo por experiencia de primera mano en Aquél). Mejor aún, continúan sonando por un buen rato (pueden durar más de un minuto si golpeas lo suficientemente fuerte), mientras que otras sugerencias (tambores microscópicos) hacen un sonido tan corto que casi no tiene sentido usarlos. Y un diapasón es algo que ya existe y no necesita un equipo científico sofisticado para hacer uno, solo compre uno en cualquier tienda de suministros de música bastante barato.

Los tambores funcionan como parlantes, solo que es un impacto cinético en lugar de un impacto magnético lo que mueve el material que mueve el aire.

Todo lo que necesita imaginar es una baqueta golpeando el lado izquierdo de la imagen en lugar de la bobina magnética que se muestra en la imagen. Así funcionan los tambores.

Varias cosas contribuyen a esto.

• El diámetro del tambor. Cuanto más grande es, más fácil es producir sonido de baja frecuencia. Por el contrario, cuanto más pequeño es, más fácil es producir sonido de alta frecuencia.

• La capacidad del parche del tambor para vibrar. Si lo piensas bien, el oído humano no es muy bueno para captar solo un ciclo de cualquier sonido. Cuanto menor sea el número de ciclos disponibles para escuchar, mayor debe ser la amplitud para escucharlo.

El sistema auditivo saludable y joven puede detectar tonos en silencio con frecuencias que van desde aproximadamente 20 a 20000 Hz. La Figura 2-2 muestra los umbrales promedio estandarizados para detectar sonidos tonales de diferentes frecuencias cuando los sonidos tienen una duración aproximada de 500 milisegundos (ms). ( Fuente )

Esta es la razón por la cual los tambores muy grandes deben golpearse muy fuerte para que se escuchen fácilmente.

• En tercer lugar, está la capacidad del parche del tambor para relajarse o volver a su posición original. Cuanto más rápido suceda esto, más alta se podrá reproducir la frecuencia. Si el parche del tambor requiere 0,1 ms para volver a su posición original, el tambor en sí no puede producir una frecuencia superior a 10 KHz. Esto se ve fácilmente desde la perspectiva de la animación del orador anterior. Si el cono del altavoz no puede volver a su primera posición antes de que el imán envíe el siguiente pulso, el cono simplemente permanece en su posición extendida y deja de emitir sonido. Del mismo modo, el tambor dejaría de hacer sonido (todo lo que escucharía es el sonido de la baqueta golpeando el parche del tambor; el tambor en sí no haría sonido).

Vale la pena señalar que la vibración y la relajación del parche del tambor no son instantáneas. Disminuyen tanto en frecuencia como en amplitud. El sonido que escucha una persona no es una sola frecuencia, sino una serie de frecuencias en un patrón decreciente. El golpe inicial y el tamaño del tambor crean la frecuencia predominante inicial. Se vuelve más silencioso y más bajo a partir de ahí. Esto podría influir en la construcción de un tambor ultrasónico, ya que la frecuencia decreciente podría entrar en el rango del oído humano, aunque es posible que la amplitud no sea lo suficientemente alta para la detección. ( Referencia útil, vea la parte sobre "brillo" )

¿Qué es un tambor?

Finalmente, vale la pena señalar que un tambor desde la perspectiva de un instrumento musical es algo que podría definirse como "un músico golpea un parche de tambor flexible y el resultado es un sonido que no se puede atribuir directamente al objeto utilizado para golpear el tambor".

• Un bloque de madera no es un tambor porque lo que escuchas es el sonido de la baqueta golpeando el bloque de madera, no el sonido creado por una superficie flexible golpeando contra el aire. (Los músicos no se refieren a los bloques de madera como tambores).

• Del mismo modo, el concreto no es un tambor porque el 99% de lo que escuchas es el sonido de la baqueta misma.

• Una lata volteada es un tambor porque el metal, aunque mucho más estriado que un parche de tambor tradicional, sin embargo, está conmocionando el aire debajo de él.

Y los tambores de acero son el mejor ejemplo de lo que podría crear un sonido ultrasónico. Pero, ¿podría crearse uno que los perros, pero no los humanos, pudieran oír?

Un tambor de acero caribeño ultrasónico

De esto, que tiene que ser el análisis final de los tambores de acero , aprendemos:

Otra implicación del uso de aleaciones metálicas para la producción de platillos es el efecto de las propiedades del material en la acústica del billete. Por ejemplo, si una nota fuera a ser modelada como una placa circular sujetada, su frecuencia fundamental puede expresarse como [112]:

$$f_{0,0} = \frac{0.467t}{r^2}\sqrt{\frac{E}{\rho(1-v^2)}}$$ donde t es el grosor del metal del billete, r es el radio del billete hasta el límite de sujeción,$\rho$es la densidad del billete de metal, E es su módulo de Young y v es la relación de Poisson.

De la página 29 de ese documento obtenemos las variables llenas y, utilizando un espesor de acero de 0,55 mm:

Lo cual, si he hecho bien los cálculos, nos da un radio de parche de 8 mm para lograr una nota fundamental de 20 Khz.

Conclusión

La respuesta es no, no puedes hacer un tambor que emita una frecuencia más allá del oído humano. La fabricación del parche del tambor (un material con una capacidad de recuperación lo suficientemente rápida) y el tamaño (8 mm y menos usando acero inoxidable) son físicamente demasiado pequeños para que una criatura del tamaño que está discutiendo pueda golpear de manera predecible con una baqueta (que debe, en sí misma). , ser más pequeño que el diámetro de la cabeza del tambor).

Sí, es posible. Los tambores emiten sonidos porque las pieles de los tambores vibran, al igual que la membrana de un altavoz. Cuanto más rápido vibra la piel, más alto es el tono. Es muy posible hacer tambores que emitan sonidos ultrasónicos (por encima de 20 KHz). Los silbatos para perros generalmente emiten un sonido en el rango de 23 a 54 KHz.

Cuatro cosas afectan el tono del tambor: qué tan grande es el tambor (más pequeño da un tono más alto), qué tan apretada está la piel (más apretada da un tono más alto), el material de la piel del tambor (los tambores de acero, por ejemplo, dan un tono más alto), y el medio en el que viaja el sonido (los sonidos se vuelven más agudos en el agua). Lo último probablemente no sea relevante aquí, ya que imagino que sus perros están fuera del agua.

Los tambores de ultrasonido existen y se utilizan, por ejemplo, en escáneres médicos. Siemens fabrica parches de ultrasonidos a partir de obleas de silicio, cada una de las cuales tiene una séptima parte del ancho de un cabello humano. La Universidad de Columbia Británica fabrica parches de resina de polímero, del ancho de un cabello humano. Sin embargo, no necesitará este grado de ultrasonido para lograr su objetivo. Por lo tanto, un pequeño tambor de acero con una piel apretada debería poder proporcionar sonidos ultrasónicos en el rango que necesita.

Un problema podría ser que es difícil lograr un volumen muy alto con un tambor tan pequeño, pero, de nuevo, los perros tienen muy buena audición. Otro problema es que los sonidos de batería serán muy cortos, más 'plink' que 'boom', como en un tambor de acero, pero aún más cortos.

¿Tiene que ser un tambor específicamente?

Si juegas con un kit de batería, notarás que los platillos hacen diferentes sonidos dependiendo de dónde golpees. Golpear la parte superior de los platillos ride o crash con la punta de la baqueta producirá sonidos muy agudos y, dependiendo de los platillos que tenga, estos sonidos pueden estar en el límite y/o por encima del rango auditivo humano. La cuestión es que, aunque no puedas escucharlos, puedes sentirlos. Duele un poco el oído cuando es fuerte.

Recuerda que los perros captan los sonidos desde mucho más lejos que los humanos. Si tienes un perro en casa y viene cuando lo llamas, intenta llamarlo susurrando desde otra habitación ;) las razas con las orejas más parecidas a las de los lobos tienen el mejor oído y pueden oírte abriendo el tarro de mantequilla de maní desde el otro lado de la casa . Todo esto es para decir que podrías golpear la parte superior de un platillo especial desde muy lejos para que ningún humano lo escuche, pero los perros sí.

Si debe insistir en un tambor: nuevamente con kits de batería, cuanto más pequeño es el tambor, más alto es su tono. Los sonidos más bajos que obtienes provienen del tom de piso (el grande generalmente a la derecha del baterista) y el bombo (el que está en el centro del kit, que tocas con un pedal). El tono más alto es el tom pequeño, en el tol del bombo y en el centro izquierdo del baterista.

Haga un tambor lo suficientemente pequeño y será ultrasónico. Si está lo suficientemente cerca, escuchará que lo golpean; sin embargo, sería un sonido débil, como el sonido de un tambor con un silenciador de batería o un pad de entrenamiento. Eso vendría principalmente del palo. El parche de tambor propiamente dicho sería inaudible para los humanos. No sé qué tamaño tendría ese tambor, pero sería muy pequeño, mucho más pequeño que una pandereta.

Si desea volverse electrónico: los bateristas que viven en apartamentos y no quieren ser desalojados generalmente tocan kits electrónicos o usan sordinas de batería (una especie de silenciador) o pads de entrenamiento. Puede conectar un transductor piezoeléctrico a estos (el kit electrónico usa tales transductores por diseño). Un transductor es un dispositivo que convierte una señal no eléctrica en una eléctrica y viceversa. Por lo tanto, podría detectar vibraciones en un parche o pad en su mayoría silenciados y hacer que una computadora o teléfono inteligente reproduzca un sonido ultrasónico.

Si te gusta el bricolaje, puedes hacerlo con una batería Guitar Hero, una PC y un parlante. Hice esto una vez, no para reproducir sonidos ultrasónicos, sino sonidos normales de batería. Sé con certeza que la PC detectará los kits de batería de PS3 y X360 como joysticks Plug and Play (con cada tambor o platillo asignado a un botón diferente, que se "presiona" cuando los presiona) - el de Wii simplemente detecta el wiimote, pero algún software especial hace que se comporte como los demás. Entonces necesita algún software para traducir esas pulsaciones de botón en sonido. Hay un montón de software MIDI, pero no sé si hacen ultrasonido. Siempre puedes programar el tuyo propio o hacer que alguien más lo haga por ti :)

¿Qué pasa con los sonidos de tono muy bajo?

según mis cálculos, un tambor de 40 pulgadas debería funcionar bien.

usé matemáticas mentales usando un gráfico de este enlace: https://tune-bot.com/tunebottuningguide.pdf

sin embargo, para el tambor que necesitas, tengo una idea de lo que podría ser perfecto: un parlante piezoeléctrico. Puede tener una caja de ritmos con esto que produce ritmos en el rango de sonido que solo los perros pueden escuchar.

Los perros pueden escuchar entre 47 000 y 65 000 Hz. Los humanos adultos pueden escuchar hasta 20,000 Hertz, aunque los niños pequeños pueden escuchar más alto.

Tendrías que hacer el tambor de algo como cobre o aluminio. Ya que permiten vibrar más rápido, por lo tanto, permiten que el sonido alcance un Hertz más alto.
Se requeriría un tambor pequeño porque cuanto más grande sea el tambor, menor será la velocidad de vibración debido a la velocidad desde el borde hasta el punto de golpe y viceversa.

Los perros con orejas puntiagudas podrán oír mejor que los perros con orejas caídas. Por lo tanto, debe basar el sonido en qué tipo de oído necesitará escucharlo más.

Los perros tienden a prestar más atención a los sonidos que los humanos porque los humanos tienen algo en el cerebro que les permite bloquear el ruido de fondo. Aunque al igual que en las personas con autismo o trastorno del procesamiento sensorial verás que no pueden bloquear el ruido de fondo. Entonces, todo el ruido suena al mismo nivel de volumen. Por lo tanto, el sonido no tendría que durar demasiado para que lo escucharan en teoría.

Entonces, diría que basándome en estos hechos, es muy plausible, aunque algo difícil, a menos que tenga algo como un amplificador, un parlante o algo así. Además, los humanos podrían escucharlo si están realmente cerca. Algunos humanos pueden escuchar más alto que otros. Entonces, como con algunos relojes para todos, excepto unos pocos, son completamente silenciosos, pero para otros tienen un sonido terriblemente agudo que el perro también puede escuchar. Eso también habría que considerarlo.

No completamente silencioso en el rango audible humano, no.

Lo mejor que puede lograr es una rejilla de tímpanos muy pequeños de acero o aluminio de rango milimétrico, cada uno con una aguja de acero en el frente, todas las agujas unidas a una paleta acolchada. En lugar del tímpano, puede adaptar la respuesta de @DarrelHoffman y usar diapasones, lo que necesitaría una tecnología aún más simple.

Golpee la paleta con una baqueta, las agujas golpean los tímpanos y obtienen una fundamental supersónica en el rango de decenas de kHz. Necesitas jugar con el espacio del tímpano, pero funcionaría.

El problema es que todo el conjunto también vibraría inevitablemente en el rango audible y tendría armónicos audibles.

Tal cosa fue una vez un producto: el control remoto de televisión Zenith "Space Command" . Hizo pulsos ultrasónicos martillando varillas de aluminio. No era perfectamente silencioso para los humanos, el martillo hizo un pequeño clic, pero estuvo cerca.

Uno de los primeros transductores ultrasónicos, patentado por Polaroid como un telémetro en sus cámaras, es esencialmente un tambor.

La cara frontal del transductor es una hoja de lámina de oro (el parche del tambor). Detrás hay una placa de metal. La colocación de un voltaje (típicamente de 100 a 200 V) entre la lámina y la placa hace que la lámina sea atraída o repelida, moviendo la "parche de tambor" de la lámina, produciendo un pulso ultrasónico.

Cualquier sonido ultrasónico que regrese hace vibrar la lámina. Si se deja carga en la lámina, actúa como un capacitor variable y las vibraciones cambian el voltaje en el dispositivo. Así, el mismo dispositivo actúa como emisor y receptor. Su aplicación solo necesita ser utilizada como transmisor.

Todavía están disponibles para su compra hoy en día, aunque los transductores mejores y más pequeños son más comunes.