ARDUINO ашиглан хэт авианы LEVITATION машин: 8 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Харь гаригийн сансрын хөлгүүд шиг агаарт эсвэл чөлөөт орон зайд хөвж буй зүйлийг харах нь маш сонирхолтой юм. энэ бол таталцлын эсрэг төслийн тухай юм. Объект (үндсэндээ жижиг цаас эсвэл термокол) нь дууны долгион үүсгэдэг хоёр хэт авианы хувиргагчийн хооронд байрладаг. Таталцлын хүчний эсрэг мэт санагдах эдгээр долгионоос болж биет агаарт хөвдөг.

Энэхүү гарын авлагад хэт авианы левитацийн талаар ярилцаж, Arduino ашиглан левитацийн машин бүтээцгээе

Алхам 1: Үүнийг яаж хийх вэ?

Акустик левитаци хэрхэн ажилладагийг ойлгохын тулд эхлээд таталцал, агаар, дууны талаар бага зэрэг мэдэх хэрэгтэй. Нэгдүгээрт, таталцал бол объектуудыг бие биенээ татахад хүргэдэг хүч юм. Дэлхий шиг асар том объект модноос дүүжлэгдсэн алим шиг өөрт ойрхон байгаа объектуудыг амархан татдаг. Эрдэмтэд энэ үзэгдлийг чухам юунаас үүдэлтэй болохыг шийдээгүй байгаа ч энэ нь орчлон ертөнцийн хаа сайгүй байдаг гэдэгт итгэдэг.

Хоёрдугаарт, агаар нь үндсэндээ шингэнтэй адилхан ажилладаг. Шингэний нэгэн адил агаар нь бие биентэйгээ холбоотой хөдөлдөг бичил хэсгүүдээс бүрддэг. Агаар бас ус шиг хөдөлдөг - үнэндээ зарим аэродинамик туршилтыг агаарт биш усан дор хийдэг. Агаарыг бүрдүүлдэг хий шиг тоосонцор нь шингэн дэх тоосонцроос хамаагүй хол зайтай, илүү хурдан хөдөлдөг.

Гуравдугаарт, дуу чимээ нь хий, шингэн, хатуу биет гэх мэт дундуур дамждаг чичиргээ юм. хэрэв та хонх цохих юм бол хонх агаарт чичирнэ. Хонхны нэг тал хөдлөхөд хажууд байгаа агаарын молекулуудыг түлхэж, агаарын тухайн хэсгийн даралтыг нэмэгдүүлдэг. Өндөр даралттай энэ хэсэг нь шахалт юм. Хонхны хажуу тийш буцаж ороход молекулуудыг татан буулгаж, ховор даралтын бүсийг бий болгодог. Молекулуудын ийм хөдөлгөөнгүйгээр дуу чимээ нь хөдөлж чадахгүй байсан тул вакуум дотор дуу чимээ байдаггүй.

акустик левитатор

Үндсэн акустик левитатор нь үндсэн хоёр хэсгээс бүрддэг - хувиргагч, энэ нь дуу чимээ гаргадаг чичиргээт гадаргуу ба тусгал юм. Ихэнхдээ хувиргагч ба цацруулагч нь дууг төвлөрүүлэхэд туслах хотгор гадаргуутай байдаг. Дууны долгион нь хувиргагчаас холдож, тусгагчаас үсэрнэ. Энэхүү аяллын гурван үндсэн шинж чанар нь долгион тусгах нь агаарт байгаа объектуудыг зогсооход тусалдаг.

Дууны долгион гадаргуугаас тусах үед түүний шахалт ба ховор фракцуудын харилцан үйлчлэл нь хөндлөнгийн оролцоо үүсгэдэг. Бусад шахалттай таарсан шахалтууд бие биенээ олшруулж, ховор фракцуудтай таарсан шахалтууд бие биенээ тэнцвэржүүлдэг. Заримдаа эргэцүүлэл, хөндлөнгийн оролцоо нь байнгын долгион үүсгэхийн тулд нэгдэж болно. Байнгын долгион нь нэг газраас нөгөө рүү аялахаасаа илүү нааш цааш хөдөлж эсвэл хэсэг хэсгээрээ чичирдэг бололтой. Энэхүү чимээгүй байдлын хуурмаг байдал нь байнгын долгионуудын нэрийг өгдөг бөгөөд байнгын дууны долгион нь тодорхой зангилаа, хамгийн бага даралттай хэсэг, антинод эсвэл хамгийн их даралттай талбартай байдаг. Байнгын долгионы зангилаа нь акустик левитацийн шалтгаан болдог.

Хөрвүүлэгчээс зөв зайд тусгал байрлуулснаар акустик левитатор нь байнгын долгион үүсгэдэг. Долгионы чиглэл нь хүндийн хүчний таталцлын зэрэгцээ параллель байх үед зогсож буй долгионы хэсэг нь доошоо тогтмол даралттай байхад бусад хэсэг нь дээшээ тогтмол даралттай байдаг. Зангилаа нь маш бага даралттай байдаг.

Тиймээс бид жижиг зүйлүүдийг тэнд байрлуулж, дээш өргөх боломжтой

Алхам 2: Шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүд

• Arduino Uno / Arduino Nano ATMEGA328P
• Хэт авианы модуль HC-SR04
• L239d H-Bridge модуль L298
• Энгийн PCB
• 7.4в батерей эсвэл цахилгаан хангамж
• Холбох утас.

Алхам 3: Хэлхээ диаграм

хэлхээний ажиллах зарчим нь маш энгийн. Энэхүү төслийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг нь HCSR04 хэт авианы мэдрэгчийн модулаас цуглуулсан Arduino, L298 мотортой IC, хэт авианы хувиргагч юм. Ерөнхийдөө хэт авианы мэдрэгч нь 25 кГц -ээс 50 кГц хүртэлх давтамжийн дохионы акустик долгионыг дамжуулдаг бөгөөд энэ төсөлд бид HCSR04 хэт авианы хувиргагчийг ашиглаж байна. Энэхүү хэт авианы долгион нь зогсож буй долгионыг зангилаа ба антинодтой болгодог.

Энэхүү хэт авианы хувиргагчийн ажиллах давтамж нь 40 кГц юм. Тиймээс Arduino болон энэхүү жижиг хэсгийг ашиглах зорилго нь хэт авианы мэдрэгч эсвэл хувиргагчийн хувьд 40 кГц өндөр давтамжийн хэлбэлзлийн дохиог бий болгох явдал бөгөөд энэ импульс нь IC L293D дуэль хөдөлгүүрийн драйверын оролтод хэрэглэгддэг (Arduino A0 & A1 голуудаас) хэт авианы хувиргагчийг жолоодох. Эцэст нь хэлэхэд, бид энэхүү өндөр давтамжийн 40 кГц-ийн хэлбэлзлийн дохиог хэт авианы хувиргагч дээр жолоодох IC (ихэвчлэн 7.4v) дамжуулах хүчдэлийн хамт ашигладаг. Үүний үр дүнд хэт авианы хувиргагч нь акустик дууны долгион үүсгэдэг. Бид хоёр хувиргагчийг эсрэг чиглэлд бие биенийхээ эсрэг байрлуулсан бөгөөд ингэснээр тэдгээрийн хооронд зай үлдээх болно. Акустик дууны долгион нь хоёр хөрвүүлэгчийн хооронд дамждаг бөгөөд объектыг хөвөх боломжийг олгодог. Дэлгэрэнгүй мэдээллийг видеон дээр тайлбарласан болно

Алхам 4: Хөрвүүлэгч хийх

Юуны өмнө бид хэт авианы модулийн дамжуулагч ба хүлээн авагчийг задлах хэрэгтэй. Мөн хамгаалалтын тагийг аваад дараа нь урт утсыг холбоно уу. Дараа нь дамжуулагч ба хүлээн авагчийг нэг нэгнийхээ дээр байрлуул, хэт авианы хувиргагчийн байрлал маш чухал гэдгийг санаарай. Тэд бие биенийхээ эсрэг чиглэлд тулгарах ёстой бөгөөд энэ нь нэг эгнээнд байх ёстой бөгөөд ингэснээр хэт авианы дууны долгион хоорондоо эсрэг чиглэлд явж, огтлолцож чаддаг. Үүний тулд би хөөс хуудас, самар, бот ашигласан

Илүү сайн ойлгохын тулд хийж буй видеог үзээрэй

Алхам 5: Програмчлал

Кодлох нь маш энгийн бөгөөд хэдхэн мөрөөс бүрдэнэ. Энэхүү жижиг кодыг таймер болон тасалдлын функц ашиглан бид өндөр эсвэл нам (0 /1) болгож Arduino A0 ба A1 гаралтын зүү рүү 40 кГц давтамжтай дохио үүсгэж байна.

эндээс Arduino кодыг татаж авна уу

Алхам 6: Холболтууд

бүгдийг хэлхээний схемийн дагуу холбоно уу

хоёр суурийг хооронд нь холбохоо мартуузай

Алхам 7: Чухал зүйл ба сайжруулалт

Хөрвүүлэгчийг байрлуулах нь маш чухал тул үүнийг зөв байрлуулахыг хичээ

Бид термокол, цаас гэх мэт хөнгөн зүйлсийн жижиг хэсгүүдийг л өргөх боломжтой

Хамгийн багадаа 2 ампер гүйдэл өгөх ёстой

Дараа нь би эхлээд том объектуудыг дээшлүүлэхийг оролдсон. Ажил хийгээгүй дамжуулагч ба хүлээн авагчдын талаар. Дараа нь би өндөр хүчдэлээр оролдсон нь амжилтгүй болсон.

Түр зуурын

Үүний улмаас би бүтэлгүйтсэнээ сүүлд ойлгосон. Хэрэв бид олон дамжуулагч ашигладаг бол хөрвүүлэгчийн зохион байгуулалт нь муруй бүтэцтэй байх ёстой.

Алхам 8: Баярлалаа

Ямар нэгэн эргэлзээ байвал доор бичээрэй