ULTRASONIC LEVITATION մեքենա ARDUINO- ի միջոցով. 8 քայլ (նկարներով)

2025 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-23 14:48

Շատ հետաքրքիր է տեսնել օդում կամ ազատ տարածության վրա ինչ -որ բան, ինչպես օտար տիեզերանավերը: դա հենց հակա-ինքնահոս նախագծի մասին է: Օբյեկտը (հիմնականում մի փոքր կտոր թուղթ կամ տերմոկոլ) տեղադրված է երկու ուլտրաձայնային փոխարկիչների միջև, որոնք առաջացնում են ձայնային ձայնային ալիքներ: Օբյեկտը լողում է օդում այս ալիքների պատճառով, որոնք, թվում է, հակաժավթային են:

այս ձեռնարկում եկեք քննարկենք ուլտրաձայնային լևիտացիան և եկեք կառուցենք լևիտացիոն մեքենա ՝ օգտագործելով Arduino- ն

Քայլ 1: Ինչպես է դա հնարավոր

Հասկանալու համար, թե ինչպես է գործում ձայնային լևիտացիան, նախ պետք է մի փոքր իմանալ ձգողության, օդի և ձայնի մասին: Նախ, ինքնահոսն այնպիսի ուժ է, որը ստիպում է առարկաներին գրավել միմյանց: Հսկայական օբյեկտը, ինչպես Երկիրը, հեշտությամբ գրավում է իրեն մոտ գտնվող առարկաները, ինչպես ծառերից կախված խնձորը: Գիտնականները հստակ չեն որոշել, թե ինչն է առաջացնում այս գրավչությունը, բայց կարծում են, որ այն գոյություն ունի տիեզերքի ամենուր:

Երկրորդ, օդը հեղուկ է, որն ըստ էության վարվում է նույն կերպ, ինչ հեղուկները: Հեղուկների նման, օդը կազմված է մանրադիտակային մասնիկներից, որոնք շարժվում են միմյանց նկատմամբ: Օդը նույնպես շարժվում է ինչպես ջուրը. Փաստորեն, որոշ աերոդինամիկ փորձարկումներ տեղի են ունենում ոչ թե օդում, այլ ջրի տակ: Գազերի մասնիկները, ինչպես օդը կազմող մասնիկները, պարզապես ավելի հեռու են միմյանցից և ավելի արագ են շարժվում, քան հեղուկների մասնիկները:

Երրորդ, ձայնը թրթռում է, որն անցնում է միջավայրի միջով, ինչպես գազը, հեղուկը կամ պինդ առարկան: եթե զանգ ես տալիս, զանգը թրթռում է օդում: Երբ զանգի մի կողմը շարժվում է դեպի դուրս, այն հրում է օդի մոլեկուլները իր կողքին ՝ մեծացնելով ճնշումը օդի այդ հատվածում: Ավելի բարձր ճնշման այս տարածքը սեղմում է: Երբ զանգի կողմը հետ է շարժվում, այն մոլեկուլները հեռացնում է իրարից ՝ ստեղծելով ավելի ցածր ճնշման շրջան, որը կոչվում է հազվադեպություն: Առանց մոլեկուլների այս շարժման, ձայնը չէր կարող շարժվել, այդ իսկ պատճառով վակուումում ձայն չկա:

ակուստիկ լևիտատոր

Հիմնական ակուստիկ լեվիտատորն ունի երկու հիմնական մաս ՝ փոխարկիչ, որը թրթռացող մակերես է, որը ստեղծում է ձայնը, և անդրադարձիչ: Հաճախ փոխարկիչն ու անդրադարձիչն ունեն գոգավոր մակերեսներ, որոնք օգնում են կենտրոնացնել ձայնը: Ձայնային ալիքը հեռանում է փոխարկիչից և ցատկում ռեֆլեկտորից: Այս ճանապարհորդող, արտացոլող ալիքի երեք հիմնական հատկությունները օգնում են նրան օդում կանգնեցնել առարկաները:

երբ ձայնային ալիքը արտացոլվում է մակերևույթից, նրա սեղմումների և հազվագյուտ ֆակտացիաների միջև փոխազդեցությունն առաջացնում է միջամտություն: Սեղմումները, որոնք հանդիպում են այլ սեղմումների, ուժեղացնում են մեկը մյուսին, իսկ հազվագյուտ ֆակտացիաների հանդիպող սեղմումները հավասարակշռում են միմյանց: Երբեմն արտացոլումն ու միջամտությունը կարող են համատեղվել ՝ ստեղծելով մշտական ալիք: Կանգնած ալիքները կարծես ավելի ու ավելի են տեղաշարժվում կամ թրթռում հատվածներով, այլ ոչ թե տեղից տեղ են շարժվում: Անշարժության այս պատրանքն այն է, ինչ կանգնած ալիքներին տալիս է իրենց անունը: Կանգնած ձայնային ալիքները սահմանել են հանգույցներ կամ նվազագույն ճնշման տարածքներ և հակոդոդներ կամ առավելագույն ճնշման տարածքներ: Կանգնած ալիքի հանգույցները գտնվում են ակուստիկ լևիտացիայի պատճառով:

Տեղադրելով ռեֆլեկտորը փոխարկիչից ճիշտ հեռավորության վրա, ձայնային լևիտատորը ստեղծում է կանգնած ալիք: Երբ ալիքի կողմնորոշումը զուգահեռ է ձգողականության ձգմանը, կանգնած ալիքի մասերն ունեն մշտական վար ճնշում դեպի ներքև, իսկ մյուսները ՝ անընդհատ դեպի վեր: Հանգույցները շատ փոքր ճնշում ունեն:

այնպես որ մենք կարող ենք փոքր առարկաներ տեղադրել այնտեղ և թռչել

Քայլ 2: Անհրաժեշտ բաղադրիչներ

• Arduino Uno / Arduino Nano ATMEGA328P
• Ուլտրաձայնային մոդուլ HC-SR04
• L239d H-Bridge մոդուլ L298
• Սովորական հատ
• 7.4 վ մարտկոց կամ սնուցման աղբյուր
• Միացնող մետաղալար:

Քայլ 3: Շղթայի դիագրամ

սխեմայի աշխատանքի սկզբունքը շատ պարզ է: Այս նախագծի հիմնական բաղադրիչն է Arduino, L298 շարժիչով շարժիչ IC- ն և ուլտրաձայնային փոխարկիչը, որը հավաքված է ուլտրաձայնային տվիչների HCSR04 մոդուլից: Ընդհանրապես, ուլտրաձայնային տվիչը փոխանցում է հաճախականության ազդանշանի ձայնային ալիք 25khz- ից մինչև 50 kHz, և այս նախագծում մենք օգտագործում ենք HCSR04 ուլտրաձայնային փոխարկիչ: Այս ուլտրաձայնային ալիքները կանգնած ալիքները դարձնում են հանգույցներով և անտինոդներով:

այս ուլտրաձայնային փոխարկիչի աշխատանքային հաճախականությունը 40 կՀց է: Այսպիսով, Arduino- ի և այս փոքր կտորի օգտագործման նպատակն է ստեղծել 40KHz բարձր հաճախականության տատանումների ազդանշան իմ ուլտրաձայնային տվիչի կամ փոխարկիչի համար, և այս զարկերակը կիրառվում է մենամարտի IC L293D շարժիչի մուտքի վրա (Arduino A0 և A1 կապումներից) ուլտրաձայնային փոխարկիչ վարելու համար: Վերջապես, մենք կիրառում ենք այս բարձր հաճախականության 40KHz տատանումների ազդանշանը, ինչպես նաև ուլտրաձայնային փոխարկիչի վրա շարժիչ լարման միջոցով (սովորաբար 7.4v): Արդյունքում ուլտրաձայնային փոխարկիչը արտադրում է ձայնային ձայնային ալիքներ: Մենք երկու փոխարկիչ տեղադրեցինք դեմ առ դեմ հակառակ ուղղությամբ այնպես, որ նրանց միջև որոշակի տարածք մնա: Ձայնային ալիքները շարժվում են երկու փոխարկիչների միջև և թույլ են տալիս առարկային լողալ: խնդրում ենք դիտել տեսանյութը: Լրացուցիչ տեղեկություններ այն ամենի մասին, ինչ բացատրված է այդ տեսանյութում

Քայլ 4. Կատարողի ստեղծում

Սկզբում մենք պետք է ապամոնտաժենք հաղորդիչն ու ընդունիչը ուլտրաձայնային մոդուլից: Հեռացրեք նաև պաշտպանիչ ծածկը, այնուհետև երկար լարերը միացրեք դրան: Այնուհետեւ տեղադրեք հաղորդիչն ու ընդունիչը մեկը մյուսի վրա, հիշեք, ուլտրաձայնային փոխարկիչների դիրքը շատ կարեւոր է: Նրանք պետք է միմյանց դեմ լինեն հակառակ ուղղությամբ, ինչը շատ կարևոր է, և նրանք պետք է լինեն նույն գծում, որպեսզի ուլտրաձայնային ձայնային ալիքները կարողանան շարժվել և հատվել միմյանց հակառակ ուղղություններով: Դրա համար ես օգտագործել եմ փրփուր թերթ, ընկույզ և բոտեր

Խնդրում ենք ավելի լավ հասկանալու համար դիտեք պատրաստման տեսանյութը

Քայլ 5: mingրագրավորում

Կոդավորումը շատ պարզ է, ընդամենը մի քանի տողից: Littleամաչափի և ընդհատող գործառույթների օգնությամբ օգտագործելով այս փոքր կոդը ՝ մենք կատարում ենք բարձր կամ ցածր (0 /1) և ստեղծում ենք 40Khz տատանվող ազդանշան դեպի Arduino A0 և A1 ելքային կապում:

ներբեռնեք Arduino կոդը այստեղից

Քայլ 6: Միացումներ

միացրեք ամեն ինչ ըստ սխեմայի սխեմայի

հիշեք, որ երկու հիմքերը միացնեք իրար

Քայլ 7: Կարևոր բաներ և բարելավումներ

Փոխարկիչի տեղադրումը շատ կարևոր է, այնպես որ փորձեք այն տեղադրել ճիշտ դիրքում

Մենք կարող ենք բարձրացնել միայն փոքր կտոր թեթև առարկաներ, ինչպիսիք են թերմոկոլը և թուղթը

Պետք է ապահովի առնվազն 2 ամպ հոսանք

Հաջորդը ես փորձեցի թռիչք կատարել մեծ օբյեկտների համար, որպեսզի առաջինը ավելացնեմ համարը: Հաղորդիչներից և ընդունիչներից, որոնք չեն աշխատել: Հաջորդը ես փորձեցի բարձր լարման դեպքում դա նույնպես ձախողվեց:

Տպավորություններ

Հետագայում ես հասկացա, որ ձախողվել եմ դրա պատճառով: Փոխարկիչների կազմակերպումը, եթե մենք օգտագործում ենք բազմաթիվ հաղորդիչներ, ապա մենք պետք է կողմնորոշվենք Curvy կառուցվածքում:

Քայլ 8: Շնորհակալություն

Doubtsանկացած կասկած: Մեկնաբանեք ստորև