- Nepieciešams komponents
- Ultraskaņas levitācijas shēmas diagramma
- Arduino programmēšana ultraskaņas levitācijai
- Ultraskaņas levitācijas iestatīšanas veidošana
Ir ļoti aizraujoši redzēt, ka gaisā vai brīvā telpā peld kaut kas tieši tāds, kāds ir antigravitācijas projekts. Objekts (būtībā neliels papīra vai termokokolona gabals) ir novietots starp diviem ultraskaņas devējiem, kas rada akustiskos skaņas viļņus. Objekts peld gaisā šo viļņu dēļ, kuriem, šķiet, ir antigravitācija. Šis ir ne tikai foršs izskata Arduino levitācijas projekts, bet tam ir arī daudz praktisku pielietojumu. Pētnieki strādā pie ultraskaņas robotu satvērējiem, kas darbojas ļoti līdzīgi šim, un šie satvērēji var būt noderīgi objektu pārvietošanā, tos nepieskaroties.
Nepieciešams komponents
- Arduino Uno / Arduino Nano ATMEGA328P
- Ultraskaņas modulis HC-SR04
- IC vai L239d H tilta modulis L239D
- Vero Board ar punktētu Vero
- Diode 4007
- Kondensators (PF) 104
Papildu prasības 8v līdz 12v barošanas avotam
- Sprieguma regulators LM 7809
- Led draivera barošanas avots 12V 2Amp
Papildmateriāls: Daži savienojuma vadi, vīriešu galvenes, sieviešu un sieviešu džempera stieples
Ultraskaņas levitācijas shēmas diagramma
Pilnīga Arduino Levitation ķēde ir parādīta zemāk, un ķēdes darbības princips ir ļoti vienkāršs. Šī projekta galvenā sastāvdaļa ir Arduino, L239D motora braukšanas IC un ultraskaņas devējs, kas savākts no ultraskaņas sensoru moduļa HCSR04. Parasti ultraskaņas sensors pārraida frekvences signāla akustisko viļņu no 25 kHz līdz 50 kHz, un šajā projektā mēs izmantojam ultraskaņas devēju HCSR04. Iepriekš mēs esam izveidojuši daudzus ultraskaņas sensoru projektus, kuros HCSR04 galvenokārt izmanto attāluma mērīšanai. Šajā projektā mēs esam izlodinājuši pārveidotāju no moduļa.
Saskaņā ar datu lapu šī ultraskaņas pārveidotāja darba frekvence ir 40 kHz. Tātad, Arduino un šī mazā koda gabala izmantošanas mērķis ir ģenerēt 40KHz augstas frekvences svārstību signālu manam ultraskaņas sensoram vai pārveidotājam, un šis impulss tiek izmantots divcīņas motora draivera IC L239D ievadam (Arduino 2. un 6. tapas A0 un A1 tapas), lai darbinātu ultraskaņas devēju. Visbeidzot, mēs izmantojam šo augstas frekvences 40KHZ svārstību signālu kopā ar braukšanas sprieguma caur braukšanas IC (parasti 8 līdz 12 spriegumu dota uz 8 th pin no L239D IC, Vcc2) uz ultraskaņas devējs. Tā rezultātā ultraskaņas devējs rada akustiskos skaņas viļņus. Divus devējus novietojām aci pret aci pretējā virzienā tādā veidā, lai starp tiem būtu atstāta vieta. Akustiskie skaņas viļņi pārvietojas starp diviem devējiem un ļauj objektam peldēt.
Lūdzu, ņemiet vērā, ka L293D ir divējāda sprieguma ievadi, viens ir varas pati IC, kuru darbina no Arduino 5V šajā projektā un citu Vcc2 (8 th) piemērots izejas komponentu braukšanas sprieguma, un tas VCC pin var pieņemt līdz 36V. Šim IC ir 2 iespējošanas tapas, 4 ieejas-izejas tapas, 4 iezemētās tapas. Šī IC izmantošanas jēdziens nāk no mikrokontrollera un šīs mikroshēmas izmantošanas jēdziena, kur mēs varam mainīt 2 motoru virzienu un ātrumu atsevišķi, vienkārši nodrošinot loģisku vai digitālu signālu no mikrokontrollera.
Šajā ķēdē mēs izmantojam tikai divas IC L293D ieejas, ievades tapu 1 (2) un ievades tapu 2 (7). Lai iespējotu šīs divas tapas, mums IC Enable PIN 1 ir jāuztur augsts, tāpēc mēs šo tapu iešāvām uz IC spraudni 16, kas tiek ievadīta Vcc 1, lai uzzinātu vairāk, lūdzu, ievērojiet L293D datu lapu.
No 100nF kondensatoru lietošana ir obligāta tikai turiet IC jaudu un kā barošanas, mēs izmantojam 12V 2Amp LED draiveri, tad nomest spriegumu 9V izmantojot Sprieguma regulatoru IC LM7809 un piegādi līdz 8. th pin L139D ar kopīgu pamatu. Saskaņā ar Arduino, Cc un Arduino forumu, Arduino UNO dēlis atbalsta 7 līdz 12 voltu ievadi, taču drošāk ir ievietot 9 V Max.
Arduino programmēšana ultraskaņas levitācijai
Kodēšana ir ļoti vienkārša, tikai dažas rindiņas. Izmantojot šo mazo kodu ar taimera un pārtraukuma funkciju palīdzību, mēs izveidojam augstu vai zemu (0/1) un ģenerējam svārstīgu signālu 40Khz uz Arduino A0 un A1 izejas tapām.
Pirmkārt, sāciet ar fāzes nobīdes masīvu.
baits TP = 0b10101010;
Un katra otrā osta saņem šo pretējo signālu. Pēc tam zem tukšās iestatīšanas mēs visus analogos portus definējam kā izvadi, izmantojot šo koda rindu.
DDRC = 0b11111111;
Tad mēs inicializējam taimeri 1 un atspējojam visu pārtraukumu, lai iestatītu kā nulli.
Pēc šī koda
nēPārtrauc (); TCCR1A = 0; TCCR1B = 0; TCNT1 = 0;
Tad taimeris ir konfigurēts, lai aktivizētu salīdzināšanas pārtraukuma pulksteni pie 80KHZ. Arduino darbojas ar 16000000 MHZ ÷ 200 = 80 000 kHz kvadrātveida viļņiem, izmantojot šo funkciju.
OCR1A = 200; TCCR1B - = (1 << WGM12); TCCR1B - = (1 << CS10);
Pēc tam šī līnija aktivizējas, salīdziniet taimera pārtraukumu.
TIMSK1 - = (1 << OCIE1A);
Visbeidzot, aktivizējiet pārtraukumu, izmantojot šo koda fragmentu.
pārtrauc ();
Katrs pārtraukums maina analogo pieslēgvietu stāvokli, tādējādi 80 kHz kvadrātveida viļņu signāls tiek pārvērsts par pilna viļņa riteņbraukšanas signālu pie 40Khz. Un pēc tam mēs nosūtām vērtību uz Arduino izejas A0 un A1 portu.
ISR (TIMER1_COMPA_vect) {PORTC = TP; TP = ~ TP; // Apvērst TP nākamajam braucienam}
Un nav ko likt vai vajag palaist zem cilpām.
Ultraskaņas levitācijas iestatīšanas veidošana
Lūdzu, ņemiet vērā, ka šim projektam ir svarīgi pareizi uzstādīt ultraskaņas pārveidotājus. Viņiem vajadzētu būt vērstiem pretī pretējā virzienā, kas ir ļoti svarīgi, un tiem jābūt vienā līnijā, lai ultraskaņas skaņas viļņi varētu pārvietoties un krustoties viens otram pretējos virzienos. Šim nolūkam jūs varat paņemt divus mazus koka gabalus vai MD plāksni, uzgriežņu skrūvi un līmi. Jūs varat izveidot divas caurumus, lai precīzi piestiprinātu devēju pie urbjmašīnas. Uz statīva jūs varat pakārt ultraskaņas devēju izvietojumu.
Šajā gadījumā es izmantoju divus kartona gabalus un pēc tam ar līmes palīdzību no līmes pistoles nofiksēju ultraskaņas pārveidotāju. Vēlāk statīva izgatavošanai es izmantoju vienkāršu elektroinstalācijas korpusa kārbu un visu salaboju ar līmi.
Šeit ir daži ultraskaņas levitācijas attēli, kas parāda projekta darbību.
Ultraskaņas vai akustiskā levitācija darbojas arī tad, ja viena puse ir uzstādīta ar ultraskaņas devēju, bet tādā gadījumā būs nepieciešams atstarotājs, kas darbosies kā šķērslis, lai to nākotnē varētu izmantot lidojošā dēlī un pretgravitācijas transportēšanas laikā. Jūs varat arī apskatīt visu darba video zemāk.
Es ceru, ka jūs sapratāt projektu un jums patika veidot kaut ko jautru. Ja jums ir kādi jautājumi, lūdzu, atstājiet tos zemāk esošajā komentāru sadaļā, kā arī varat izmantot mūsu forumus citiem tehniskiem jautājumiem.