Máquina de LEVITAÇÃO ULTRASÔNICA Usando ARDUINO
Componentes e suprimentos
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Sobre este projeto
É muito interessante ver algo flutuando no ar ou no espaço livre, como espaçonaves alienígenas. é exatamente disso que trata um projeto antigravidade. O objeto (basicamente um pequeno pedaço de papel ou termocolante) é colocado entre dois transdutores ultrassônicos que geram ondas sonoras acústicas. O objeto flutua no ar por causa dessas ondas que parecem ser de antigravidade.
neste tutorial, vamos discutir a levitação ultrassônica e vamos construir uma máquina de levitação usando Arduino
Etapa 1:como isso é possível
Para entender como funciona a levitação acústica, primeiro você precisa saber um pouco sobre gravidade, ar e som. Primeiro, a gravidade é uma força que faz com que os objetos se atraiam. Um objeto enorme, como a Terra, atrai facilmente objetos que estão próximos a ele, como maçãs penduradas em árvores. Os cientistas não decidiram exatamente o que causa essa atração, mas acreditam que ela existe em todo o universo.
Em segundo lugar, o ar é um fluido que se comporta essencialmente da mesma forma que os líquidos. Como os líquidos, o ar é feito de partículas microscópicas que se movem umas em relação às outras. O ar também se move como a água - na verdade, alguns testes aerodinâmicos acontecem debaixo d'água, em vez de no ar. As partículas nos gases, como as que constituem o ar, são simplesmente mais distantes e se movem mais rápido do que as partículas nos líquidos.
Terceiro, o som é uma vibração que viaja por um meio, como um gás, um líquido ou um objeto sólido. se você toca um sino, o sino vibra no ar. Conforme um lado do sino se move para fora, ele empurra as moléculas de ar próximas a ele, aumentando a pressão naquela região do ar. Esta área de maior pressão é uma compressão. Conforme a lateral do sino se move para dentro, ele separa as moléculas, criando uma região de baixa pressão chamada rarefação. Sem esse movimento das moléculas, o som não poderia viajar, razão pela qual não há som no vácuo.
levitador acústico
Um levitador acústico básico tem duas partes principais - um transdutor, que é uma superfície vibratória que faz o som, e um refletor. Freqüentemente, o transdutor e o refletor têm superfícies côncavas para ajudar a focalizar o som. Uma onda sonora se afasta do transdutor e ricocheteia no refletor. Três propriedades básicas dessa onda refletiva e móvel ajudam a suspender objetos no ar.
quando uma onda sonora reflete em uma superfície, a interação entre suas compressões e rarefações causa interferência. As compressões que atendem a outras compressões se amplificam, e as compressões que atendem às rarefações se equilibram. Às vezes, reflexão e interferência podem se combinar para criar uma onda estacionária . As ondas estacionárias parecem se mover para frente e para trás ou vibrar em segmentos, em vez de viajar de um lugar para outro. Esta ilusão de imobilidade é o que dá às ondas estacionárias seu nome. As ondas sonoras estacionárias definiram nós, ou áreas de pressão mínima e antinodos , ou áreas de pressão máxima. Os nós de uma onda estacionária são a razão da levitação acústica.
Ao colocar um refletor a uma distância certa de um transdutor, o levitador acústico cria uma onda estacionária. Quando a orientação da onda é paralela à atração da gravidade, partes da onda estacionária têm uma pressão constante para baixo e outras têm uma pressão constante para cima. Os nós têm muito pouca pressão.
então podemos colocar pequenos objetos lá e levitar
Etapa 2:componentes necessários
- Arduino Uno / Arduino Nano ATMEGA328P
- Módulo ultrassônico HC-SR04
- Módulo H-Bridge L239d L298
- pcb comum
- bateria de 7,4 V ou fonte de alimentação
- Fio de conexão.
Etapa 3:Diagrama de circuito
o princípio de funcionamento do circuito é muito simples. O principal componente deste projeto é um Arduino, IC de acionamento de motor L298 e transdutor ultrassônico coletado do módulo sensor ultrassônico HCSR04. Geralmente, o sensor ultrassônico transmite uma onda acústica de um sinal de frequência entre 25 khz a 50 kHz e, neste projeto, estamos usando o transdutor ultrassônico HCSR04. Essas ondas ultrassônicas formam as ondas estacionárias com nós e antinodos.
a frequência de trabalho deste transdutor ultrassônico é de 40 kHz. Portanto, o objetivo de usar o Arduino e este pequeno código é gerar um sinal de oscilação de alta frequência de 40 KHz para meu sensor ou transdutor ultrassônico e esse pulso é aplicado à entrada do driver de motor duelo IC L293D (dos pinos A0 e A1 do Arduino ) para conduzir o transdutor ultrassônico. Finalmente, aplicamos este sinal de oscilação de alta frequência de 40 KHz junto com a tensão de condução por meio de IC de condução (normalmente 7,4 V) no transdutor ultrassônico. Como resultado, o transdutor ultrassônico produz ondas sonoras acústicas. Colocamos dois transdutores frente a frente na direção oposta, de forma que algum espaço seja deixado entre eles. As ondas sonoras acústicas viajam entre dois transdutores e permitem que o objeto flutue. Por favor, assista ao vídeo. Mais informações tudo explicado naquele vídeo
Etapa 4:fazer o transdutor
Primeiro, precisamos dessoldar o transmissor e o receptor do módulo ultrassônico. Remova também a tampa protetora e conecte os fios longos a ela. Em seguida, coloque o transmissor e o receptor um sobre o outro, lembre-se, a posição dos transdutores ultrassônicos é muito importante. Eles devem estar voltados um para o outro na direção oposta, o que é muito importante, e devem estar na mesma linha para que as ondas sonoras ultrassônicas possam viajar e se cruzar em direções opostas. Para isso eu usei folha de espuma, nozes e bots
Assista ao vídeo de criação para melhor compreensão
Etapa 5:Programação
A codificação é muito simples, com poucas linhas. Usando este pequeno código com a ajuda de um temporizador e funções de interrupção, estamos fazendo alto ou baixo (0/1) e gerando um sinal oscilante de 40Khz para os pinos de saída A0 e A1 do Arduino.
baixe o código do Arduino aqui
Etapa 6:conexões
conecte tudo de acordo com o diagrama de circuito
lembre-se de conectar os dois aterramentos juntos
Etapa 7:coisas importantes e melhorias
A colocação do transdutor é muito importante, então tente colocá-lo na posição adequada
Podemos levantar apenas pequenos pedaços de objetos leves como termocolar e papel
Deve fornecer pelo menos 2 amperes de corrente
Em seguida tentei levitar objetos grandes para isso primeiro aumentei o não. De transmissores e receptores que não funcionaram. Então, em seguida, tentei com alta tensão que também falhou.
Improments
Mais tarde, percebi que falhei por causa do. Disposição dos transdutores:se usarmos vários transmissores, devemos aliar-nos a uma estrutura Curvy.
Etapa 8:Obrigado
Qualquer dúvida comente abaixo
Código
Essência
https://gist.github.com/EDISON-SCIENCE-CORNER/3ebb7020d0dacbbae949afb8f29bfcc3 Esquemas
Processo de manufatura
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