Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Электроника » Arduino » Аппарат ультразвуковой левитации под управлением Aрдуино

    Аппарат ультразвуковой левитации под управлением Aрдуино

    Аппарат ультразвуковой левитации под управлением Aрдуино

    Интересный проект имитирующий левитацию сделала группа самодельщиков с ником EDISON SCIENCE CORNER.
    Устройство работает с использованием двух ультразвуковых датчиков направленны друг к другу.

    Инструменты и материалы:
    --Ардуино Уно;
    -Ультразвуковой модуль HC-SR04;
    -Модуль L298N;
    -Макетная плата;
    -Аккумулятор 7,4 В;
    -Провода;
    -Паяльное оборудование;




    Шаг первый: как это работает
    Чтобы понять, как работает акустическая левитация, сначала нужно немного узнать о гравитации, воздухе и звуке.* Во-первых, гравитация - это сила, заставляющая объекты притягиваться друг к другу. Огромный объект, такой как Земля, легко притягивает к себе объекты, находящиеся рядом, например, яблоки, свисающие с деревьев. Ученые не пришли к единому мнению, что именно вызывает силу притяжения, но они считают, что она существует повсюду во Вселенной.

    Во-вторых, воздух - это жидкость, которая ведет себя практически так же, как жидкости. Как и жидкости, воздух состоит из микроскопических частиц, которые движутся относительно друг друга. Воздух также движется, как и вода - на самом деле, некоторые аэродинамические испытания проводятся под водой, а не в воздухе. Частицы в газах, как и те, что составляют воздух, просто находятся дальше друг от друга и движутся быстрее, чем частицы в жидкостях.

    В-третьих, звук - это вибрация, которая распространяется через среду, например, газ, жидкость или твердый объект. Если ударить в колокольчик, он завибрирует в воздухе.

    * В утверждении авторов есть спорные моменты, но это их личное мнение.
    Акустический левитатор состоит из двух основных частей - преобразователя, который представляет собой вибрирующую поверхность, издающую звук, и отражателя. Часто преобразователь и отражатель имеют вогнутые поверхности, помогающие сфокусировать звук. Звуковая волна распространяется от преобразователя и отражается от отражателя. Свойства этой бегущей отражающей волны помогают ей "подвешивать" объекты в воздухе.

    Когда звуковая волна отражается от поверхности, взаимодействие между ее сжатием и разрежением вызывает интерференцию. Сжатия, которые встречаются с другими сжатиями, усиливают друг друга, а сжатия, которые встречаются с разрежением, уравновешивают друг друга. Иногда отражение и интерференция могут образовывать стоячую волну. Кажется, что стоячие волны движутся вперед и назад или колеблются сегментами, а не перемещаются с места на место. Эта иллюзия неподвижности и дает название стоячим волнам.

    Стоячие звуковые волны имеют определенные узлы или области минимального давления и пучности или области максимального давления. Узлы стоячей волны являются причиной акустической левитации.

    Размещая отражатель на правильном расстоянии от преобразователя, акустический левитатор создает стоячую волну. Когда ориентация волны параллельна силе тяжести, части стоячей волны имеют постоянное давление вниз, а другие - постоянное давление вверх. Помещая между ними какой-то небольшой легкий предмет, мы и имеем эффект левитации.


    Шаг второй: схема
    Принцип работы схемы очень прост. Основным компонентами этого проекта является Arduino, драйвер двигателя L298 и ультразвуковой преобразователь, собранный из модуля ультразвукового датчика HCSR04. Как правило, ультразвуковой датчик передает акустическую волну на частоте от 25 кГц до 50 кГц. Эти ультразвуковые волны создают стоячие волны с узлами и пучностями.

    Рабочая частота данного ультразвукового преобразователя составляет 40 кГц.
    Итак, цель использования Arduino состоит в том, чтобы генерировать высокочастотный колебательный сигнал 40 кГц для ультразвукового датчика или преобразователя, и этот импульс подается на вход IC L293D драйвера двигателя (от контактов Arduino A0 и A1 ) для управления ультразвуковым преобразователем. В результате ультразвуковой преобразователь производит акустические звуковые волны.

    Шаг третий: изготовление преобразователя
    Сначала нужно демонтировать ультразвуковые датчики. Затем нужно снять защитный колпачок и нарастить провода.
    Дальше отрезаем две пластинки от платы. Сверлим отверстие под винт. Ультразвуковые датчики размещаем на концах плат.

    Положение ультразвуковых преобразователей очень важно. Они должны быть обращены друг к другу и они должны находиться на одной линии, чтобы ультразвуковые звуковые волны могли распространяться и пересекаться друг с другом в противоположных направлениях.









    Шаг четвертый: сборка
    Дальше нужно закачать на Ардуино код. Используя этот код с помощью таймера и функций прерывания генерируется сигнал 40 кГц на выходные контакты Arduino A0 и A1.
    Код можно скачать здесь.
    Собираем устройство согласно схемы.



    Шаг пятый: работа аппарата и улучшения
    Размещение датчика очень важно, поэтому нужно постараться установить его в правильном положении.
    Мощность устройства небольшая и "работать" оно будет только с небольшими легкими предметами, например, бумагой или пенопластом.
    Для питания устройства нужен ток не менее 2 А.

    Устройство рабочее, а вот попытка сделать более мощный аппарат, для более тяжелых предметов, не удалась.
    Работу устройства, а также его сборку можно посмотреть на видео.

    Источник (Source)
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

    Бесконтактный термометр с передачей данных в облако

    Автоматическая паяльная печь для поверхностного монтажа из дешевой тостерной печи

    10
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    10
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    10
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 10 из 10 (голосов: 2 / История оценок)

    Добавить комментарий

    5 комментариев
    Korolev
    R555,
    не совсем понял назначение Ардуино
    А что там непонятного:
    цель использования Arduino состоит в том, чтобы генерировать высокочастотный колебательный сигнал 40 кГц для ультразвукового датчика ... Дальше нужно закачать на Ардуино код. Используя этот код с помощью таймера и функций прерывания генерируется сигнал 40 кГц на выходные контакты Arduino A0 и A1 
    Нонешние иначе не умеют!  xaxa
    R555
    Интересный проект и статья. С магнитной левитацией я знаком, с воздушной тоже. А вот про ультразвуковую не слышал, хотя ультразвук-одна из моих любимых тем, ещё в школе начал эксперементировать с ним, да и сейчас балуюсь иногда. smile 

    Конечно, группа самодельщиков немного чушь написала про сходство свойств газа и жидкости. А про бегущую и стоячую волны, подбор расстояния между излучателями на заданной частоте мне понравилось. Подогдать всё это дело, думаю, было непросто. Зачёт goodgood Правда, не совсем понял назначение Ардуино, чтобы просто создать сигнал нужной стабильной частоты? А драйвер мотора зачем? И откуда такой большой ток потребления, пъезоизлучатели столько не жрут, вроде scratch
    Кто не ошибается, тот не делает ничего.
    Korolev
    pogranec,
    Потому смотрим пункт
    Да видел я этот пункт, но "повыёживаться"-то для порядку надо!  smile 
    pogranec Автор
    Korolev,
    Потому смотрим пункт
    * В утверждении авторов есть спорные моменты, но это их личное мнение. 
    Korolev
    Во-вторых, воздух - это жидкость, которая ведет себя практически так же, как жидкости
    Воздух не жидкость, а газ, и "ведёт себя" соответственно!  yes 

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Последние комментарии

    Все комментарии