Mesin LEVITASI ULTRASONIK Menggunakan ARDUINO: 8 Langkah (dengan Gambar)

2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2025-01-23 15:00

Sangat menarik untuk melihat sesuatu yang terapung di udara atau ruang bebas seperti kapal angkasa asing. itulah sebenarnya projek anti-graviti. Objek (pada dasarnya sekeping kecil kertas atau termokol) diletakkan di antara dua transduser ultrasonik yang menghasilkan gelombang bunyi akustik. Objek itu terapung di udara kerana gelombang ini yang kelihatannya anti-graviti.

dalam tutorial ini, mari kita bincangkan levitasi ultrasonik dan mari kita membina mesin levitasi menggunakan Arduino

Langkah 1: Bagaimana Ini Mungkin

Untuk memahami bagaimana levitasi akustik berfungsi, pertama anda perlu mengetahui sedikit mengenai graviti, udara dan bunyi. Pertama, graviti adalah daya yang menyebabkan objek menarik antara satu sama lain. Objek yang sangat besar, seperti Bumi, dengan mudah menarik objek yang berdekatan dengannya, seperti epal yang tergantung dari pokok. Para saintis belum memutuskan dengan tepat apa yang menyebabkan tarikan ini, tetapi mereka percaya bahawa ia ada di mana-mana di alam semesta ini.

Kedua, udara adalah cecair yang berkelakuan sama seperti cecair. Seperti cecair, udara terbuat dari zarah mikroskopik yang bergerak saling berkaitan antara satu sama lain. Udara juga bergerak seperti air - sebenarnya, beberapa ujian aerodinamik berlaku di bawah air dan bukannya di udara. Zarah-zarah dalam gas, seperti yang membentuk udara, hanya berjauhan dan bergerak lebih cepat daripada zarah-zarah dalam cecair.

Ketiga, suara adalah getaran yang bergerak melalui media, seperti gas, cecair atau objek padat. jika anda menekan loceng, loceng bergetar di udara. Ketika satu sisi loceng bergerak keluar, ia mendorong molekul udara di sebelahnya, meningkatkan tekanan di kawasan udara itu. Kawasan tekanan tinggi ini adalah pemampatan. Ketika sisi loceng bergerak kembali, ia menarik molekul-molekulnya, mewujudkan kawasan tekanan rendah yang disebut pecahan jarang. Tanpa pergerakan molekul ini, suara tidak dapat bergerak, itulah sebabnya tidak ada suara di dalam vakum.

levitator akustik

Lvitator akustik asas mempunyai dua bahagian utama - transduser, yang merupakan permukaan getaran yang mengeluarkan suara, dan reflektor. Selalunya, transduser dan reflektor mempunyai permukaan cekung untuk menumpukan suara. Gelombang bunyi bergerak jauh dari transduser dan memantul dari reflektor. Tiga sifat asas perjalanan ini, memantulkan gelombang membantunya menggantung objek di udara.

apabila gelombang bunyi memantulkan permukaan, interaksi antara pemampatannya dan jarang berlaku menyebabkan gangguan. Mampatan yang memenuhi pemampatan lain saling menguatkan, dan mampatan yang memenuhi pecahan jarang mengimbangkan satu sama lain. Kadang kala, refleksi dan gangguan dapat bergabung untuk mewujudkan gelombang berdiri. Gelombang yang berdiri kelihatan bergeser bolak-balik atau bergetar di segmen daripada bergerak dari satu tempat ke tempat yang lain. Ilusi keheningan inilah yang memberi nama gelombang berdiri. Gelombang suara yang tegak mempunyai nod yang ditentukan, atau kawasan tekanan minimum, dan antinod, atau kawasan tekanan maksimum. Node gelombang tegak adalah sebab levitasi akustik.

Dengan meletakkan reflektor pada jarak yang tepat dari transduser, levitator akustik menghasilkan gelombang tegak. Apabila orientasi gelombang selari dengan tarikan graviti, bahagian gelombang berdiri mempunyai tekanan ke bawah yang berterusan dan yang lain mempunyai tekanan ke atas yang berterusan. Node mempunyai tekanan yang sangat sedikit.

supaya kita dapat meletakkan objek kecil di sana dan melayang

Langkah 2: Komponen yang Diperlukan

• Arduino Uno / Arduino Nano ATMEGA328P
• Modul Ultrasonik HC-SR04
• Modul L239d H-Bridge L298
• PCB biasa
• 7.4v bateri atau bekalan kuasa
• Wayar penyambung.

Langkah 3: Rajah Litar

prinsip kerja litar sangat mudah. Komponen utama projek ini adalah Arduino, IC penggerak motor L298, dan transduser ultrasonik yang dikumpulkan dari modul sensor ultrasonik HCSR04. Secara amnya, sensor ultrasonik menghantar gelombang akustik isyarat frekuensi antara 25khz hingga 50 kHz, dan dalam projek ini, kami menggunakan transduser ultrasonik HCSR04. Gelombang ultrasonik ini menjadikan gelombang berdiri dengan nod dan antinod.

frekuensi kerja transduser ultrasonik ini ialah 40 kHz. Oleh itu, tujuan penggunaan Arduino dan sekeping kod kecil ini adalah untuk menghasilkan isyarat ayunan frekuensi tinggi 40KHz untuk sensor ultrasonik atau transduser saya dan nadi ini digunakan pada input pemandu motor duel IC L293D (dari pin Arduino A0 & A1) untuk memacu transduser ultrasonik. Akhirnya, kami menerapkan isyarat ayunan 40KHz frekuensi tinggi ini bersama dengan voltan pemanduan melalui IC pemanduan (biasanya 7.4v) pada transduser ultrasonik. Hasilnya transduser ultrasonik menghasilkan gelombang bunyi akustik. Kami meletakkan dua transduser secara berhadapan ke arah yang berlawanan sedemikian rupa sehingga ada sedikit ruang di antara mereka. Gelombang bunyi akustik bergerak di antara dua transduser dan membiarkan objek melayang. Sila tonton video untuk. Lebih banyak maklumat semuanya dijelaskan dalam video itu

Langkah 4: Membuat Transduser

Mula-mula kita perlu melepaskan pemancar dan penerima dari modul ultrasonik. Tanggalkan juga penutup pelindung kemudian sambungkan wayar panjang ke dalamnya. Kemudian letakkan pemancar dan penerima satu sama lain, kedudukan transduser ultrasonik sangat penting. Mereka harus saling berhadapan dalam arah yang bertentangan yang sangat penting dan mereka harus berada dalam barisan yang sama sehingga gelombang bunyi ultrasonik dapat bergerak dan saling bersilang pada arah yang berlawanan. Untuk ini saya menggunakan lembaran busa, kacang dan bot

Sila tonton video pembuatan untuk pemahaman yang lebih baik

Langkah 5: Pengaturcaraan

Pengekodan sangat mudah, hanya beberapa baris. Dengan menggunakan kod kecil ini dengan bantuan pemasa dan fungsi gangguan, kami membuat tinggi atau rendah (0/1) dan menghasilkan isyarat berayun 40Khz ke pin output Arduino A0 dan A1.

memuat turun kod Arduino dari sini

Langkah 6: Sambungan

sambungkan semuanya mengikut gambarajah litar

ingat untuk menghubungkan kedua-dua alasan bersama

Langkah 7: Perkara dan Penambahbaikan Penting

Penempatan transduser sangat Penting jadi cuba letakkan pada kedudukan yang betul

Kami hanya boleh mengangkat sekeping kecil benda ringan seperti termokol dan kertas

Harus menyediakan sekurang-kurangnya 2 amp arus

Seterusnya saya cuba mengangkat objek besar untuk pertama saya menambah no. Pemancar dan penerima yang tidak berfungsi. Jadi seterusnya saya mencuba dengan voltan tinggi yang juga gagal.

Impromen

Kemudian saya faham bahawa saya gagal kerana. Susunan transduser jika kita menggunakan pemancar berganda maka kita seharusnya berada dalam struktur Curvy.

Langkah 8: Terima kasih

Sebarang keraguan Komen di bawah