ARDUINO Kullanan ULTRASONİK LEVİTASYON Makinesi: 8 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Uzaylı uzay gemileri gibi havada veya boş alanda yüzen bir şey görmek çok ilginç. anti-yerçekimi projesi tam olarak bununla ilgili. Nesne (temelde küçük bir kağıt parçası veya termokol), akustik ses dalgaları üreten iki ultrasonik dönüştürücü arasına yerleştirilir. Anti-yerçekimi gibi görünen bu dalgalar nedeniyle cisim havada yüzer.

Bu derste, ultrasonik havaya kaldırmayı tartışalım ve Arduino kullanarak bir havaya kaldırma makinesi yapalım.

Adım 1: Bu Nasıl Mümkün?

Akustik havaya yükselmenin nasıl çalıştığını anlamak için önce yerçekimi, hava ve ses hakkında biraz bilgi sahibi olmanız gerekir. Birincisi, yerçekimi nesnelerin birbirini çekmesine neden olan bir kuvvettir. Dünya gibi devasa bir nesne, ağaçlardan sarkan elmalar gibi kendisine yakın nesneleri kolayca çeker. Bilim adamları bu çekiciliğe neyin neden olduğuna tam olarak karar vermediler, ancak evrenin her yerinde var olduğuna inanıyorlar.

İkincisi, hava, esasen sıvıların yaptığı gibi davranan bir sıvıdır. Sıvılar gibi hava da birbirine göre hareket eden mikroskobik parçacıklardan oluşur. Hava da su gibi hareket eder - aslında bazı aerodinamik testler havada değil su altında yapılır. Gazlardaki parçacıklar, havayı oluşturanlar gibi, sıvılardaki parçacıklardan basitçe daha uzaktır ve daha hızlı hareket eder.

Üçüncüsü, ses, gaz, sıvı veya katı bir nesne gibi bir ortamda yayılan bir titreşimdir. bir zile vurursanız, zil havada titrer. Zilin bir tarafı dışarı çıkarken yanındaki hava moleküllerini iterek havanın o bölgesindeki basıncı arttırır. Bu yüksek basınç alanı bir sıkıştırmadır. Zilin yan tarafı içeri doğru hareket ederken, molekülleri birbirinden ayırarak, seyrekleşme adı verilen daha düşük basınçlı bir bölge oluşturur. Moleküllerin bu hareketi olmadan ses hareket edemezdi, bu yüzden boşlukta ses yoktur.

akustik kaldırıcı

Temel bir akustik kaldırıcının iki ana parçası vardır - sesi oluşturan titreşimli bir yüzey olan bir dönüştürücü ve bir reflektör. Genellikle dönüştürücü ve yansıtıcı, sesin odaklanmasına yardımcı olmak için içbükey yüzeylere sahiptir. Bir ses dalgası dönüştürücüden uzaklaşır ve yansıtıcıdan yansır. Bu seyahat eden, yansıtan dalganın üç temel özelliği, nesneleri havada asılı tutmasına yardımcı olur.

bir ses dalgası bir yüzeyden yansıdığında, sıkıştırmaları ve seyreklikleri arasındaki etkileşim girişime neden olur. Diğer kompresyonları karşılayan kompresyonlar birbirini güçlendirir ve seyrekliği karşılayan kompresyonlar birbirini dengeler. Bazen yansıma ve girişim, duran bir dalga oluşturmak için birleşebilir. Duran dalgalar, bir yerden bir yere seyahat etmek yerine, ileri geri hareket ediyor veya segmentler halinde titreşiyor gibi görünüyor. Durgunluk yanılsaması, duran dalgalara adını veren şeydir. Duran ses dalgaları, düğümleri veya minimum basınç alanlarını ve antinodları veya maksimum basınç alanlarını tanımlamıştır. Duran bir dalganın düğümleri, akustik levitasyonun nedenidir.

Akustik kaldırıcı, bir dönüştürücüden doğru mesafeye bir reflektör yerleştirerek, duran bir dalga oluşturur. Dalganın yönü yerçekimi kuvvetine paralel olduğunda, duran dalganın bazı kısımları sabit bir aşağı doğru basınca ve diğerleri sabit yukarı doğru basınca sahiptir. Düğümler çok az baskıya sahiptir.

böylece oraya küçük nesneler yerleştirebilir ve havaya kaldırabiliriz

2. Adım: Gerekli Bileşenler

• Arduino Uno / Arduino Nano ATMEGA328P
• Ultrasonik Modül HC-SR04
• L239d H-Köprü Modülü L298
• Ortak pcb
• 7.4v pil veya güç kaynağı
• Bağlantı teli.

Adım 3: Devre Şeması

devrenin çalışma prensibi çok basittir. Bu projenin ana bileşeni, bir Arduino, L298 motor sürücü IC ve ultrasonik sensör modülü HCSR04'ten toplanan ultrasonik dönüştürücüdür. Genel olarak, ultrasonik sensör 25 khz ile 50 kHz arasında bir frekans sinyalinin akustik dalgasını iletir ve bu projede HCSR04 ultrasonik dönüştürücü kullanıyoruz. Bu ultrasonik dalgalar, düğümler ve antinodlarla duran dalgaları oluşturur.

bu ultrasonik dönüştürücünün çalışma frekansı 40 kHz'dir. Bu nedenle, Arduino ve bu küçük kod parçasını kullanmanın amacı, ultrasonik sensörüm veya dönüştürücüm için 40KHz yüksek frekanslı bir salınım sinyali üretmektir ve bu darbe, düello motor sürücüsü IC L293D'nin girişine uygulanır (Arduino A0 ve A1 pinlerinden).) ultrasonik dönüştürücüyü sürmek için. Son olarak, bu yüksek frekanslı 40KHz salınım sinyalini, ultrasonik dönüştürücü üzerinde IC (tipik olarak 7.4v) sürüş gerilimi ile birlikte uygularız. Bunun sonucunda ultrasonik dönüştürücü akustik ses dalgaları üretir. İki dönüştürücüyü aralarında biraz boşluk kalacak şekilde zıt yönde yüz yüze yerleştirdik. Akustik ses dalgaları iki dönüştürücü arasında hareket eder ve nesnenin yüzmesini sağlar. Lütfen videoyu izleyin. Daha fazla bilgi her şey bu videoda açıklanmıştır

Adım 4: Dönüştürücünün Yapılması

Öncelikle verici ve alıcıyı ultrasonik modülden sökmemiz gerekiyor. Ayrıca koruyucu kapağı çıkarın ve uzun kabloları ona bağlayın. Daha sonra verici ve alıcıyı üst üste yerleştirin unutmayın, ultrasonik dönüştürücülerin konumu çok önemlidir. Ultrasonik ses dalgalarının zıt yönlerde hareket edebilmeleri ve birbirlerini kesebilmeleri için çok önemli olan zıt yönde birbirlerine bakmaları ve aynı çizgide olmaları gerekir. Bunun için köpük levha, fındık ve bot kullandım

Lütfen daha iyi anlamak için yapım videosunu izleyin

Adım 5: Programlama

Kodlama çok basit, sadece birkaç satır. Bu küçük kodu bir timer ve kesme fonksiyonları yardımıyla kullanarak, Arduino A0 ve A1 çıkış pinlerine yüksek veya düşük (0/1) yapıyor ve 40Khz salınımlı bir sinyal üretiyoruz.

Arduino kodunu buradan indirin

6. Adım: Bağlantılar

her şeyi devre şemasına göre bağlayın

her iki zemini birbirine bağlamayı unutmayın

7. Adım: Önemli Şeyler ve İyileştirmeler

Dönüştürücünün yerleşimi çok önemlidir, bu yüzden onu uygun konuma yerleştirmeye çalışın.

Termokol ve kağıt gibi yalnızca küçük hafif nesneleri kaldırabiliriz.

En az 2 amper akım sağlamalıdır

Sonra büyük nesneleri havaya kaldırmaya çalıştım, bunun için önce hayırı arttırdım. Çalışmayan vericiler ve alıcılar. Sonra da başarısız olan yüksek voltajla denedim.

iyileştirmeler

Daha sonra anladım çünkü başarısız oldum. Dönüştürücülerin düzenlenmesi Birden fazla verici kullanırsak, o zaman Kıvrımlı bir yapıda almalıyız.

Adım 8: Teşekkürler

Herhangi bir şüpheniz varsa, aşağıda yorum yapın