- Komponenta je obvezna
- Diagram ultrazvočne levitacije
- Programiranje Arduina za ultrazvočno levitacijo
- Izdelava nastavitve ultrazvočne levitacije
Zelo vznemirljivo je videti, kako nekaj lebdi v zraku ali prostem prostoru, kar je točno tisto, za kar gre pri antigravitacijskem projektu. Predmet (v bistvu majhen košček papirja ali termokol) je postavljen med dva ultrazvočna pretvornika, ki ustvarjata zvočne valove. Predmet plava v zraku zaradi teh valov, ki se zdijo antigravitacijski. To ni le kul videz Arduino levitacije, ampak ima tudi veliko praktičnih aplikacij. Raziskovalci se ukvarjajo z ultrazvočnimi robotskimi prijemali, ki delujejo zelo podobno temu, in ti prijemali so lahko koristni pri premikanju predmetov, ne da bi se jih dotaknili.
Komponenta je obvezna
- Arduino Uno / Arduino Nano ATMEGA328P
- Ultrazvočni modul HC-SR04
- IC ali L239d modul H-most L239D
- Vero Board Dotted Vero
- Dioda 4007
- Kondenzator (PF) 104
Dodatna zahteva za napajanje od 8 do 12v
- Regulator napetosti LM 7809
- LED napajalnik 12V 2Amp
Dodatni material: nekaj priključne žice, moška glava, ženska do ženska mostička
Diagram ultrazvočne levitacije
Celotno vezje Arduino Levitation je prikazano spodaj, princip delovanja vezja pa je zelo preprost. Glavna komponenta tega projekta je IC, ki poganja motor Arduino, L239D in ultrazvočni pretvornik, zbran iz modula ultrazvočnega senzorja HCSR04. Na splošno ultrazvočni senzor oddaja zvočni val frekvenčnega signala med 25 kHz in 50 kHz in v tem projektu uporabljamo ultrazvočni pretvornik HCSR04. Pred tem smo zgradili številne projekte ultrazvočnih senzorjev, v katerih se HCSR04 uporablja predvsem za merjenje razdalje. V tem projektu smo pretvornik ločili iz modula.
Glede na list je delovna frekvenca tega ultrazvočnega pretvornika 40 kHz. Namen uporabe Arduina in tega majhnega dela kode je generiranje 40KHz visokofrekvenčnega nihajnega signala za moj ultrazvočni senzor ali pretvornik, ta impulz pa se uporabi na vhodu gonilnika dvobojnega motorja IC L239D (Pin 2 in 6 iz Arduino A0 in A1 zatiči) za pogon ultrazvočnega pretvornika. Na koncu smo uporabljati to visokofrekvenčno 40KHz nihajnega signala, skupaj s krmilno napetostjo preko dolgega IC (običajno 8 do 12 napetosti dani na 8 th zatič L239D IC, Vcc2) na ultrazvočni pretvornik. Zaradi tega ultrazvočni pretvornik proizvaja zvočne valove. Dva pretvornika smo postavili obraz v obraz v nasprotni smeri tako, da je med njima ostalo nekaj prostora. Akustični zvočni valovi potujejo med dvema pretvornikoma in omogočajo, da predmet plava.
Prosimo, upoštevajte, da ima L293D vhod dvojno napetost, ena je na oblast IC sama, ki se napaja iz Arduino 5v v tem projektu in drugega Vcc2 (8 th) se uporablja za izhod komponento vožnje napetosti in to VCC pin lahko sprejme do 36V. Ta IC ima 2 zatiča Enable, 4 vhoda in izhoda, 4 ozemljitve. Koncept uporabe tega IC izhaja iz koncepta uporabe mikrokrmilnika in tega čipa, kjer lahko samo s pomočjo logičnega ali digitalnega signala mikrokrmilnika spremenimo smer in hitrost dveh motorjev posebej.
V tem vezju uporabljamo samo dva vhoda IC L293D, vhodni zatič 1 (2) in vhodni zatič 2 (7). Če želite omogočiti ti dve nožici, moramo imeti PIN 1 za omogočanje IC-ja visok, zato smo ta pin pripnili na pin IC 16, ki je vhodni Vcc 1, če želite izvedeti več, sledite podatkovnemu listu L293D.
Uporaba 100nF kondenzator je obvezna za samo držite IC moč in kot oskrbo z električno energijo, ki jih uporabljamo voznik 12V 2Amp LED, potem pade napetost na 9V uporabo Voltage regulator IC LM7809 in dobavo 8 th pin L139D s skupnimi razlogov. Po mnenju foruma Arduino, Cc in Arduino plošča Arduino UNO podpira 7 do 12 voltov vhoda, vendar je varneje, če postavite 9 V Max.
Programiranje Arduina za ultrazvočno levitacijo
Kodiranje je zelo preprosto, le nekaj vrstic. S pomočjo te majhne kode s pomočjo časovnika in prekinitvenih funkcij izdelamo visoko ali nizko vrednost (0/1) in na izhodne nožice Arduino A0 in A1 ustvarimo nihajni signal 40Khz.
Najprej začnite z matriko faznega premika.
bajt TP = 0b10101010;
In vsa druga vrata prejmejo ta nasprotni signal. Po tem v nastavitvi void določimo vsa analogna vrata kot izhod s to vrstico kode.
DDRC = 0b11111111;
Nato inicializiramo časovnik 1 in onemogočimo vse prekinitve, da jih nastavimo na nič.
S to kodo
noInterrupts (); TCCR1A = 0; TCCR1B = 0; TCNT1 = 0;
Nato je časovnik ena konfiguriran tako, da sproži primerjalno prekinitveno uro pri 80KHZ. Arduino deluje s 16000000 MHZ ÷ 200 = 80.000 kHz kvadratnih valov se ustvari s to funkcijo.
OCR1A = 200; TCCR1B - = (1 << WGM12); TCCR1B - = (1 << CS10);
Po tem se ta vrstica aktivira, primerjaj prekinitev časovnika.
TIMSK1 - = (1 << OCIE1A);
In končno, aktivirajte prekinitev s to kodo.
prekinitve ();
Vsaka prekinitev spremeni stanje analognih vrat, to pretvori signal kvadratnega vala 80 kHz v polnovalni signal pri 40 kHz. Nato vrednost pošljemo na vrata Arduino A0 in A1.
ISR (TIMER1_COMPA_vect) {PORTC = TP; TP = ~ TP; // Pretvori TP za naslednji zagon}
In ni ničesar, kar bi lahko postavili ali potrebovali za zagon pod zankami.
Izdelava nastavitve ultrazvočne levitacije
Upoštevajte, da je za ta projekt pomembna pravilna namestitev ultrazvočnih pretvornikov. Soočeni naj bodo v nasprotni smeri, kar je zelo pomembno, in naj bodo v isti črti, da lahko ultrazvočni zvočni valovi potujejo in sekajo v nasprotnih smereh. Za to lahko vzamete dva majhna kosa lesa ali plošče MD, matico in lepilo. Za vrtalni stroj lahko naredite dve luknji, da se pretvornik popolnoma prilega. Na stojalo lahko obesite razporeditev ultrazvočnega pretvornika.
V tem primeru sem uporabil dva kosa kartona in nato s pomočjo lepila iz lepilne pištole pritrdil ultrazvočni pretvornik. Kasneje sem za izdelavo stojala uporabil preprosto ohišje ožičenja in vse popravil z lepilom.
Tu je nekaj slik ultrazvočne levitacije, ki prikazujejo delovanje projekta.
Ultrazvočna levitacija ali akustična levitacija deluje tudi, če je ena stran nameščena z ultrazvočnim pretvornikom, vendar bo v tem primeru potreben odsevnik, ki bo ovira, da se bo lahko v prihodnosti uporabljal na hoverboardu in proti gravitacijskemu prevozu. Spodaj si lahko ogledate tudi celoten delovni video.
Upam, da ste projekt razumeli in uživali v ustvarjanju nečesa zabavnega. Če imate kakršna koli vprašanja, jih pustite v spodnjem oddelku za komentarje, na naših forumih pa lahko uporabite tudi druga tehnična vprašanja.