ULTRASONİK LEVİTASİYA Maşını ARDUINO istifadə edərək: 8 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:43

Havada və ya yad kosmik gəmilər kimi boş məkanda üzən bir şeyi görmək çox maraqlıdır. cazibə əleyhinə bir layihənin mahiyyəti budur. Cisim (əsasən kiçik bir kağız parçası və ya termokol) akustik səs dalğaları yaradan iki ultrasəs çeviricinin arasına yerləşdirilir. Cazibə qüvvəsi əleyhinə görünən bu dalğalar sayəsində cisim havada üzür.

bu dərsdə ultrasəs levitasiyasını müzakirə edək və Arduino istifadə edərək bir levitasiya maşını quraq

Addım 1: Bu necə mümkündür

Akustik levitasiyanın necə işlədiyini başa düşmək üçün əvvəlcə cazibə qüvvəsi, hava və səs haqqında bir az məlumat əldə etməlisiniz. Birincisi, cazibə qüvvəsi cisimlərin bir -birini cəlb etməsinə səbəb olur. Nəhəng bir cisim, Yer kimi, ağaclardan asılı olan alma kimi özünə yaxın olan cisimləri asanlıqla cəlb edir. Elm adamları bu cazibənin nədən qaynaqlandığına tam olaraq qərar verməyiblər, lakin kainatın hər yerində olduğuna inanırlar.

İkincisi, hava, mayelərlə eyni şəkildə davranan bir mayedir. Maye kimi, hava da bir -birinə bağlı olaraq hərəkət edən mikroskopik hissəciklərdən ibarətdir. Hava da su kimi hərəkət edir - əslində bəzi aerodinamik sınaqlar havada deyil, su altında aparılır. Qazlardakı hissəciklər, havanı meydana gətirənlər kimi, sadəcə bir -birindən uzaqdır və mayelərdəki hissəciklərdən daha sürətli hərəkət edir.

Üçüncüsü, səs, qaz, maye və ya bərk cisim kimi bir mühitdən keçən bir titrəyişdir. bir zəng vurursan, havada titrəyir. Zəngin bir tərəfi kənara çıxdıqca yanındakı hava molekullarını itələyərək havanın o bölgəsindəki təzyiqi artırır. Bu yüksək təzyiq sahəsi bir sıxışdır. Zəngin tərəfi geri çəkildikdə, molekulları bir-birindən ayıraraq, nadir bir bölük adlanan daha aşağı təzyiq bölgəsi yaradır. Molekulların bu hərəkəti olmadan səs hərəkət edə bilməzdi, buna görə də boşluqda səs yoxdur.

akustik levitator

Əsas akustik levitatorun iki əsas hissəsi var - səs çıxaran titrəyən səth olan bir çevirici və bir əks etdirici. Tez -tez, çeviricinin və reflektorun səsi yönəltmək üçün içbükey səthləri olur. Səs dalğası çeviricidən uzaqlaşır və reflektordan sıçrayır. Bu səyahətin dalğanı əks etdirən üç əsas xüsusiyyəti, havada olan obyektləri dayandırmağa kömək edir.

bir səs dalğası bir səthdən əks olunduqda, onun sıxılma və nadir hissələr arasındakı qarşılıqlı təsir müdaxiləyə səbəb olur. Digər sıxışmalara cavab verən kompressorlar bir -birini gücləndirir və nadir fraksiyalara cavab verən sıxışmalar bir -birini tarazlaşdırır. Bəzən əks və müdaxilə birləşərək dayanan bir dalğa yarada bilər. Ayaqda duran dalğalar bir yerdən digərinə səyahət etməkdənsə, irəli -geri sürüşür və ya seqmentlərdə titrəyir. Ayaqda duran dalğaların adlarını verən bu sakitlik illüziyasıdır. Daimi səs dalğaları müəyyən edilmiş düyünlərə və ya minimum təzyiq sahələrinə, antinodlara və ya maksimum təzyiq sahələrinə malikdir. Daimi dalğanın düyünləri akustik levitasiyanın səbəbidir.

Bir reflektoru çeviricidən ən yaxın məsafədə yerləşdirərək, akustik levitator dayanan dalğa yaradır. Dalğanın istiqaməti cazibə qüvvəsinə paralel olduqda, dayanan dalğanın hissələri sabit aşağıya, digərləri isə sabit yuxarıya doğru təzyiqə malikdir. Düyünlər çox az təzyiqə malikdir.

oraya kiçik əşyalar yerləşdirə və qaldıra bilərik

Addım 2: Lazım olan komponentlər

• Arduino Uno / Arduino Nano ATMEGA328P
• Ultrasonik Modul HC-SR04
• L239d H-Körpü Modulu L298
• Ümumi pcb
• 7.4v batareya və ya enerji təchizatı
• Bağlayıcı tel.

Addım 3: Dövrə Şeması

dövrənin iş prinsipi çox sadədir. Bu layihənin əsas komponenti HCSR04 ultrasəs sensoru modulundan toplanan Arduino, L298 mühərrikli IC və ultrasəs çeviricisidir. Ümumiyyətlə, ultrasəs sensoru 25khz ilə 50 kHz arasında bir tezlik siqnalının akustik dalğasını ötürür və bu layihədə HCSR04 ultrasəs çeviricisini istifadə edirik. Bu ultrasəs dalğaları düyünləri və antinodları olan dayanıqlı dalğalar yaradır.

Bu ultrasəs çeviricinin işləmə tezliyi 40 kHz -dir. Beləliklə, Arduino və bu kiçik kod parçasından istifadə etmək məqsədi ultrasəs sensoru və ya çeviricim üçün 40KHz yüksək tezlikli bir salınım siqnalı yaratmaqdır və bu nəbz duel motor sürücüsü IC L293D (Arduino A0 və A1 pinlərindən)) ultrasəs çeviricisini idarə etmək. Nəhayət, bu yüksək tezlikli 40KHz salınım siqnalını ultrasəs ötürücüsündə sürücülük IC (adətən 7.4v) vasitəsilə idarəetmə gərginliyi ilə birlikdə tətbiq edirik. Bunun nəticəsində ultrasəs çeviricisi akustik səs dalğaları yaradır. Aralarında bir az boşluq qalacaq şəkildə tərs istiqamətdə iki çeviricini yerləşdirdik. Akustik səs dalğaları iki ötürücü arasında hərəkət edir və obyektin üzməsinə imkan verir. Zəhmət olmasa videoya baxın. Daha çox məlumat bu videoda hər şeyi izah edir

Addım 4: Dönüştürücünün hazırlanması

Əvvəlcə ötürücü və qəbuledicini ultrasəs modulundan silmək lazımdır. Qoruyucu örtüyü çıxarın və uzun telləri bağlayın. Sonra vericini və alıcısını bir -birinin üstünə qoyun, ultrasəs çeviricilərin mövqeyi çox vacibdir. Ultrasonik səs dalğalarının bir -birinə əks istiqamətdə gedə bilməsi üçün çox vacib olan əks istiqamətdə üz -üzə gəlməli və eyni xətdə olmalıdırlar. Bunun üçün köpük təbəqə, qoz -fındıq və botlardan istifadə etdim

Daha yaxşı başa düşmək üçün zəhmət olmasa videoya baxın

Addım 5: Proqramlaşdırma

Kodlaşdırma çox sadədir, yalnız bir neçə sətirdən ibarətdir. Bu kiçik kodu bir taymer və kəsmə funksiyalarının köməyi ilə istifadə edərək, yüksək və ya aşağı (0 /1) edirik və Arduino A0 və A1 çıxış pinlərinə 40Khz -lik bir salınan siqnal yaradırıq.

Arduino kodunu buradan yükləyin

Addım 6: Bağlantılar

hər şeyi dövrə sxeminə uyğun olaraq bağlayın

hər iki zəmini bir -birinə bağlamağı unutmayın

Addım 7: Əhəmiyyətli şeylər və təkmilləşdirmələr

Dönüştürücünün yerləşdirilməsi çox vacibdir, buna görə də onu düzgün mövqedə yerləşdirməyə çalışın

Termokol və kağız kimi yüngül əşyaların yalnız kiçik hissələrini qaldıra bilərik

Ən azı 2 amper cərəyan verməlidir

Daha sonra böyük obyektləri qaldırmağa çalışdım ki, əvvəlcə yoxluğu artırım. İşləməyən ötürücülərdən və alıcılardan. Buna görə də növbəti dəfə yüksək gərginliklə çalışdım ki, bu da uğursuz oldu.

Göstəricilər

Sonradan başa düşdüm ki, uğursuzluğa düçar oldum. Birdən çox ötürücü istifadə etsək, çeviricilərin tənzimlənməsi, əyri bir quruluşa sahib olmalıyıq.

Addım 8: Təşəkkürlər

Hər hansı bir şübhə varsa, aşağıda qeyd edin