ULTRASONIESE LEVITASIEMasjien wat ARDUINO gebruik: 8 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

Dit is baie interessant om iets te sien dryf in die lug of vrye ruimte soos uitheemse ruimteskepe. dit is presies waaroor 'n anti-swaartekrag-projek gaan. Die voorwerp (basies 'n klein stukkie papier of termokol) word tussen twee ultrasoniese transducers geplaas wat akoestiese klankgolwe genereer. Die voorwerp dryf in die lug as gevolg van hierdie golwe wat blykbaar anti-swaartekrag het.

in hierdie tutoriaal, laat ons die ultrasoniese levitasie bespreek en laat ons 'n levitasiemasjien bou met behulp van Arduino

Stap 1: Hoe is dit moontlik

Om te verstaan hoe akoestiese swewing werk, moet u eers 'n bietjie weet oor swaartekrag, lug en klank. Eerstens is swaartekrag 'n krag wat veroorsaak dat voorwerpe mekaar aantrek. 'N Enorme voorwerp, soos die aarde, lok maklik voorwerpe wat daar naby is, soos appels wat aan bome hang. Wetenskaplikes het nie presies besluit wat hierdie aantrekkingskrag veroorsaak nie, maar hulle glo dat dit oral in die heelal bestaan.

Tweedens is die lug 'n vloeistof wat in wese op dieselfde manier optree as vloeistowwe. Net soos vloeistowwe, bestaan lug uit mikroskopiese deeltjies wat in verhouding tot mekaar beweeg. Lug beweeg ook soos water - sommige aerodinamiese toetse vind onder water plaas in plaas van in die lug. Die deeltjies in gasse, net soos die wat lug uitmaak, is eenvoudig verder uitmekaar en beweeg vinniger as die deeltjies in vloeistowwe.

Derdens is die klank 'n trilling wat deur 'n medium beweeg, soos 'n gas, 'n vloeistof of 'n vaste voorwerp. as jy 'n klokkie slaan, vibreer die klok in die lug. Terwyl die een kant van die klok uitbeweeg, stoot dit die lugmolekules langsaan, wat die druk in die luggebied verhoog. Hierdie gebied van hoër druk is 'n kompressie. Terwyl die kant van die klok weer inbeweeg, trek dit die molekules uitmekaar, wat 'n gebied met 'n laer druk skep wat 'n skaarsheid genoem word. Sonder hierdie beweging van molekules kon die geluid nie beweeg nie, en daarom is daar geen geluid in 'n vakuum nie.

akoestiese levitator

'N Basiese akoestiese levitator het twee hoofdele - 'n transducer, 'n trillende oppervlak wat die geluid maak, en 'n reflektor. Die transducer en reflektor het dikwels konkawe oppervlaktes om die klank te help fokus. 'N Klankgolf beweeg weg van die transducer af en weerkaats van die reflektor. Drie basiese eienskappe van hierdie bewegende, weerkaatsende golf help dit om voorwerpe in die lug op te hang.

wanneer 'n klankgolf van 'n oppervlak af weerkaats, veroorsaak die interaksie tussen sy kompressies en rarfaksies interferensie. Kompressies wat ander kompressies ontmoet, versterk mekaar, en kompressies wat rarefaksies ontmoet, balanseer mekaar. Soms kan refleksie en inmenging gekombineer word om 'n staande golf te skep. Dit lyk asof staande golwe heen en weer beweeg of in segmente vibreer eerder as om van plek tot plek te beweeg. Hierdie illusie van stilte gee staande golwe hul naam. Staande klankgolwe het gedefinieerde knope, of gebiede van minimum druk, en antinodes, of gebiede van maksimum druk. Die nodusse van 'n staande golf is die gevolg van akoestiese swewing.

Deur 'n reflektor op die regte afstand van 'n transducer te plaas, skep die akoestiese levitator 'n staande golf. As die oriëntasie van die golf parallel is met die aantrekkingskrag van swaartekrag, het dele van die staande golf 'n konstante afwaartse druk en ander konstante opwaartse druk. Die knope het baie min druk.

sodat ons klein voorwerpe daar kan plaas en kan sweef

Stap 2: Komponente benodig

• Arduino Uno / Arduino Nano ATMEGA328P
• Ultrasoniese module HC-SR04
• L239d H-brug module L298
• Algemene PCB
• 7.4v battery of kragtoevoer
• Verbindingsdraad.

Stap 3: Kringdiagram

die werkingsbeginsel van die stroombaan is baie eenvoudig. Die hoofkomponent van hierdie projek is 'n Arduino, L298 motorbestuurder IC, en ultrasoniese transducer wat uit die ultrasoniese sensormodule HCSR04 versamel is. Oor die algemeen stuur die ultrasoniese sensor 'n akoestiese golf van 'n frekwensiesin tussen 25khz tot 50kHz, en in hierdie projek gebruik ons HCSR04 ultrasoniese transducer. Hierdie ultrasoniese golwe maak die staande golwe met nodusse en antinodes.

die werkfrekwensie van hierdie ultrasoniese transducer is 40 kHz. Die doel van die gebruik van Arduino en hierdie klein stukkie kode is dus om 'n 40KHz hoëfrekwensie-ossillasie-sein vir my ultrasoniese sensor of transducer te genereer, en hierdie polsslag word toegepas op die invoer van die tweeledige motorbestuurder IC L293D (vanaf Arduino A0 & A1-penne)) om die ultrasoniese transducer aan te dryf. Laastens pas ons hierdie hoëfrekwensie 40KHz ossillasie sein toe saam met die dryfspanning deur die ry IC (tipies 7.4v) op die ultrasoniese transducer. As gevolg hiervan produseer die ultrasoniese transducer akoestiese klankgolwe. Ons het twee transducers in die teenoorgestelde rigting van aangesig tot aangesig geplaas, sodat daar 'n bietjie ruimte tussen hulle is. Akoestiese klankgolwe beweeg tussen twee transducers en laat die voorwerp dryf. Kyk asseblief na die video. Meer inligting alles wat in die video verduidelik word

Stap 4: Maak die transducer

Eerstens moet ons die sender en ontvanger van die ultraklankmodule losmaak. Verwyder ook die beskermende omhulsel en koppel lang drade daaraan. Plaas dan die sender en ontvanger bo -op, onthou, die posisie van ultrasoniese transducers is baie belangrik. Hulle moet in die teenoorgestelde rigting teenoor mekaar wees, wat baie belangrik is, en hulle moet in dieselfde lyn wees sodat ultraklankgolwe kan beweeg en mekaar in teenoorgestelde rigtings kan sny. Hiervoor het ek skuimvel, neute en bots gebruik

Kyk na die maakvideo vir 'n beter begrip

Stap 5: Programmering

Die kodering is baie eenvoudig, slegs enkele reëls. Met behulp van hierdie klein kode met behulp van 'n timer en onderbrekingsfunksies, maak ons hoog of laag (0 /1) en genereer 'n ossillerende sein van 40Khz na Arduino A0 en A1 uitsetpenne.

laai die Arduino -kode hier af

Stap 6: Verbindings

verbind alles volgens die stroombaandiagram

onthou om albei gronde met mekaar te verbind

Stap 7: Belangrike dinge en verbeterings

Die plasing van die transducer is baie belangrik, dus probeer om dit in die regte posisie te plaas

Ons kan slegs klein stukkies ligte voorwerpe soos termokol en papier oplig

Moet ten minste 2 amp stroom verskaf

Daarna het ek probeer om groot voorwerpe op te sweef, en ek verhoog eers die nr. Van transmitters en ontvangers wat nie gewerk het nie. Dus het ek probeer met 'n hoë spanning, wat ook misluk het.

Besware

Later het ek verstaan ek misluk as gevolg van die. Rangskikking van transducers as ons meer senders gebruik, moet ons in 'n Curvy -struktuur vertoef.

Stap 8: Dankie

Enige twyfel Lewer kommentaar hieronder