ULTRASONIC LEVITATION Machine, joka käyttää ARDUINOa: 8 vaihetta (kuvien kanssa)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

On erittäin mielenkiintoista nähdä jotain kelluvaa ilmassa tai vapaassa tilassa, kuten avaruusolentojen avaruusaluksia. juuri siitä antigravitaatiohankkeessa on kyse. Esine (pohjimmiltaan pieni paperi tai termokolli) on sijoitettu kahden ultraäänianturin väliin, jotka tuottavat akustisia ääniaaltoja. Kohde kelluu ilmassa näiden aaltojen takia, jotka näyttävät olevan painovoimaa vastustavia.

Tässä opetusohjelmassa keskustelemme ultraäänilevitaatiosta ja rakennetaan levitaatiokone Arduinolla

Vaihe 1: Miten tämä on mahdollista?

Akustisen levitaation toiminnan ymmärtämiseksi sinun on ensin tiedettävä hieman painovoimasta, ilmasta ja äänestä. Ensinnäkin painovoima on voima, joka saa esineet houkuttelemaan toisiaan. Valtava esine, kuten Maa, vetää helposti puoleensa lähellä olevia esineitä, kuten puista riippuvia omenoita. Tiedemiehet eivät ole päättäneet tarkalleen, mikä aiheuttaa tämän vetovoiman, mutta uskovat sen olevan olemassa kaikkialla maailmankaikkeudessa.

Toiseksi ilma on neste, joka käyttäytyy olennaisesti samalla tavalla kuin nesteet. Kuten nesteet, myös ilma koostuu mikroskooppisista hiukkasista, jotka liikkuvat suhteessa toisiinsa. Ilma liikkuu myös kuten vesi - itse asiassa jotkut aerodynaamiset testit suoritetaan veden alla ilman sijaan. Kaasujen hiukkaset, kuten ne, jotka muodostavat ilmaa, ovat yksinkertaisesti kauempana toisistaan ja liikkuvat nopeammin kuin nesteiden hiukkaset.

Kolmanneksi ääni on värähtely, joka kulkee väliaineen läpi, kuten kaasu, neste tai kiinteä esine. jos painat kelloa, kello värisee ilmassa. Kun kellon toinen puoli liikkuu ulos, se työntää viereisiä ilmamolekyylejä lisäämällä painetta kyseisellä ilma -alueella. Tämä korkeamman paineen alue on puristus. Kun kellon sivu liikkuu takaisin sisään, se vetää molekyylit erilleen ja luo alemman paineen alueen, jota kutsutaan harvinaisuudeksi. Ilman tätä molekyylien liikettä ääni ei voisi kulkea, minkä vuoksi tyhjiössä ei kuulu ääntä.

akustinen levitaattori

Perusakustisessa levitaattorissa on kaksi pääosaa - muunnin, joka on ääntä tuottava värisevä pinta, ja heijastin. Usein anturissa ja heijastimessa on koverat pinnat, jotka auttavat keskittymään ääneen. Ääniaalto kulkee pois kaikuanturista ja pomppii heijastimesta. Tämän matkustamisen kolme perusominaisuutta, heijastava aalto, auttavat sitä ripustamaan esineitä ilmassa.

kun ääniaalto heijastuu pinnasta, sen puristusten ja harvinaisuuksien välinen vuorovaikutus aiheuttaa häiriöitä. Pakkaukset, jotka täyttävät muut pakkaukset, vahvistavat toisiaan, ja harvinaisuuksia vastaavat pakkaukset tasapainottavat toisiaan. Joskus heijastuminen ja häiriöt voivat muodostaa seisovan aallon. Pysyvät aallot näyttävät siirtyvän edestakaisin tai värisevät lohkoissa pikemminkin kuin kulkevat paikasta toiseen. Tämä hiljaisuuden illuusio antaa seisoville aalloille nimen. Pysyvän aallon solmut ovat akustisen levitaation syy.

Asettamalla heijastin oikean etäisyyden päähän kaikuanturista, akustinen levitaattori luo seisovan aallon. Kun aallon suuntaus on yhdensuuntainen painovoiman kanssa, seisovan aallon osilla on jatkuva paine alaspäin ja toisilla on jatkuva ylöspäin suuntautuva paine. Solmuissa on hyvin pieni paine.

jotta voimme sijoittaa sinne pieniä esineitä ja levitoida

Vaihe 2: Tarvittavat komponentit

• Arduino Uno / Arduino Nano ATMEGA328P
• Ultraäänimoduuli HC-SR04
• L239d H-silta-moduuli L298
• Yleinen piirilevy
• 7.4V akku tai virtalähde
• Liitäntäjohto.

Vaihe 3: Piirikaavio

piirin toimintaperiaate on hyvin yksinkertainen. Tämän projektin pääkomponentti on Arduino, L298 -moottorikäyttöinen IC ja ultraäänianturi, joka on kerätty ultraäänianturimoduulista HCSR04. Yleensä ultraäänianturi lähettää 25 kHz - 50 kHz taajuussignaalin akustisen aallon, ja tässä projektissa käytämme HCSR04 -ultraäänianturia. Tämä ultraääniaalto tekee seisovista aalloista solmuja ja antinodeja.

tämän ultraäänianturin toimintataajuus on 40 kHz. Joten Arduinon ja tämän pienen koodin käytön tarkoitus on tuottaa 40 kHz: n korkeataajuinen värähtelysignaali ultraääni-anturilleni tai -anturilleni, ja tämä pulssi kohdistetaan kaksintaistelumoottorin kuljettajan IC L293D tuloon (Arduino A0 & A1 -nastat)) ajaa ultraäänianturia. Lopuksi käytämme tätä korkeataajuista 40 kHz: n värähtelysignaalia yhdessä käyttöjännitteen kanssa ohjauspiirin (tyypillisesti 7,4 V) kautta ultraäänianturissa. Tämän seurauksena ultraäänianturi tuottaa akustisia ääniaaltoja. Asetimme kaksi anturia vastakkaiseen suuntaan vastakkaiseen suuntaan siten, että niiden väliin jää tilaa. Akustiset ääniaallot kulkevat kahden anturin välillä ja antavat kohteen kellua. Katso videota. Lisätietoja kaikesta videossa selitetystä

Vaihe 4: Kaikuanturin valmistus

Ensin meidän on irrotettava lähetin ja vastaanotin ultraäänimoduulista. Irrota myös suojakansi ja kytke siihen pitkät johdot. Aseta sitten lähetin ja vastaanotin toistensa päälle, muista, että ultraäänianturien sijainti on erittäin tärkeä. Niiden tulisi kohdata toisiaan vastakkaiseen suuntaan, mikä on erittäin tärkeää, ja niiden tulisi olla samalla linjalla, jotta ultraääni -aallot voivat kulkea ja leikata toisiaan vastakkaisiin suuntiin. Tätä varten käytin vaahtolevyä, muttereita ja botteja

Katso tekemisen video ymmärtääksesi paremmin

Vaihe 5: Ohjelmointi

Koodaus on hyvin yksinkertaista, vain muutamia rivejä. Käyttämällä tätä pientä koodia ajastimen ja keskeytystoimintojen avulla, teemme korkean tai matalan (0 /1) ja tuotamme 40 kHz: n värähtelysignaalin Arduino A0- ja A1 -ulostulonappeihin.

Lataa Arduino -koodi täältä

Vaihe 6: Liitännät

liitä kaikki kytkentäkaavion mukaisesti

muista liittää molemmat tontit yhteen

Vaihe 7: Tärkeitä asioita ja parannuksia

Kaikuanturin sijoittaminen on erittäin tärkeää, joten yritä sijoittaa se oikeaan asentoon

Voimme nostaa vain pieniä kappaleita kevyitä esineitä, kuten termokollaa ja paperia

Pitäisi antaa vähintään 2 ampeerin virta

Seuraavaksi yritin levitoida suuria esineitä, jotta ensin korotin ei. Lähettimistä ja vastaanottimista, jotka eivät toimineet. Joten seuraavaksi yritin suurjännitteellä, joka myös epäonnistui.

Improments

Myöhemmin ymmärsin epäonnistuneeni. Kaikuanturien järjestely, jos käytämme useita lähettimiä, meidän pitäisi olla kaarevassa rakenteessa.

Vaihe 8: Kiitos

Epäilykset Kommentoi alle