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火焰之舞:蜡烛振荡的9.9Hz时钟信号与电容传感新纪元

将三支蜡烛捆绑在一起,可逆转其千年优化以消除闪烁的特性,使其产生约9.9Hz的稳定振荡。该频率主要由重力及火焰直径决定。通过一根悬浮于火焰中的导线,利用电离气体引起的电容变化来检测此振荡,并将其频率分频至1Hz,从而获得稳定的时基信号。

该现象揭示了蜡烛火焰的固有不稳定性,以及通过物理耦合实现行为同步的可能性。这种由重力和尺寸决定的约10Hz的振荡频率,为开发创新的时间基准提供了基础。研究人员正探索利用此物理现象,将其转化为可用的电子信号,以期应用于精密计时或传感器技术。

利用电容式传感技术,通过测量导线与火焰间电容的变化,可有效捕捉火焰的振荡信号。该方法无需复杂的信号调理,即可将物理振荡转化为可供微控制器处理的电信号。后续的数字信号处理,包括滤波和零交叉检测,能够从噪声中提取出稳定的1Hz时钟信号,驱动LED指示,实现从自然现象到精确控制的转化。

Candle Flame Oscillations as a Clock
Todays candles have been optimized for millenia not to flicker. But it turns out when we bundle three of them together, we can undo all of these optimizations and the resulting triplet will start t…
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