Buat Alat Levitasi Ultrasonik dengan Arduino – Panduan Langkah demi Langkah

Komponen dan Perlengkapan

	Arduino UNO	×	1
	Sensor Ultrasonik - HC-SR04 (Generic)	×	1
	SparkFun Dual H-Bridge motor drivers L298	×	1
	Baterai 9V (generic)	×	1

Alat dan Mesin yang Diperlukan

	Kawat Solder, Bebas Timbal
	Pengolok (generic)
	Kit Kabel Jumper 10 Pcs, 5 cm Panjang

Aplikasi dan Layanan Online

Arduino IDE

Tentang Proyek Ini

Sangat menarik untuk melihat sesuatu yang melayang di udara atau ruang angkasa seperti kapal alien alien. Itulah yang dimaksud dengan proyek anti-gravitasi. Objek (basically sepotong kertas kecil atau thermocol) ditempatkan antara dua transduktor ultrasonik yang menghasilkan gelombang suara akustik. Objek melayang di udara karena gelombang ini yang tampaknya anti-gravitasi.

Dalam tutorial ini, mari kita bahas levitasi ultrasonik dan mari kita buat mesin levitasi menggunakan Arduino

Langkah 1: Bagaimana Ini Bisa Terjadi

Untuk memahami bagaimana levitasi akustik bekerja, Anda perlu mengetahui sedikit tentang gravitasi, udara dan suara. Pertama, gravitasi adalah gaya yang menyebabkan benda menarik satu sama lain. Benda besar, seperti Bumi, dengan mudah menarik benda yang dekat dengannya, seperti apel yang menggantung di pohon. Ilmuwan belum memutuskan secara pasti apa yang menyebabkan tarikan ini, tetapi mereka percaya itu ada di seluruh alam semesta.

Kedua, udara adalah fluida yang secara esensial berperilaku sama seperti cairan. Seperti cairan, udara terdiri dari partikel mikroskopik yang bergerak satu sama lain. Udara juga bergerak seperti air -- sebenarnya, beberapa tes aerodinamis dilakukan di bawah air daripada di udara. Partikel dalam gas, seperti yang membentuk udara, cukup lebih jauh dan bergerak lebih cepat daripada partikel dalam cairan.

Ketiga, suara adalah getaran yang berjalan melalui medium, seperti gas, cairan atau benda padat. jika Anda memukul lonceng, lonceng bergetar di udara. Sisi satu lonceng bergerak keluar, ia mendorong molekul udara di sebelahnya, meningkatkan tekanan di daerah udara tersebut. Daerah tekanan lebih tinggi ini adalah kompresi. Sisi lonceng bergerak kembali ke dalam, ia menarik molekul terpisah, menciptakan daerah tekanan rendah yang disebut rarefaksi. Tanpa gerakan molekul ini, suara tidak dapat berjalan, itulah mengapa tidak ada suara dalam vakum.

levitator akustik

Levitor akustik dasar memiliki dua bagian utama -- transduktor, yang adalah permukaan bergetar yang membuat suara, dan reflektor. Seringkali, transduktor dan reflektor memiliki permukaan cekung untuk membantu memfokuskan suara. Gelombang suara berjalan dari transduktor dan memantul dari reflektor. Tiga properti dasar gelombang berjalan, memantul ini membantu menggantungkan objek di udara.

ketika gelombang suara memantul dari permukaan, interaksi antara kompresi dan rarefaksinya menyebabkan interferensi. Kompresi yang bertemu kompresi lain memperkuat satu sama lain, dan kompresi yang bertemu rarefaksi menyeimbangkan satu sama lain. Kadang-kadang, refleksi dan interferensi dapat digabungkan untuk menciptakan gelombang berdiri. Gelombang berdiri tampak bergerak maju mundur atau bergetar dalam segmen daripada berjalan dari tempat ke tempat. Ilusi keheningan ini yang memberi gelombang berdiri namanya.Gelombang suara berdiri memiliki node, atau daerah tekanan minimum, dan antinode, atau daerah tekanan maksimum. Node gelombang berdiri adalah alasan dari levitasi akustik.

Dengan menempatkan reflektor pada jarak yang tepat dari transduktor, levitor akustik menciptakan gelombang berdiri. Ketika orientasi gelombang sejajar dengan tarikan gravitasi, bagian gelombang berdiri memiliki tekanan konstan ke bawah dan yang lain memiliki tekanan konstan ke atas. Node memiliki tekanan sangat sedikit.

jadi kita dapat menempatkan objek kecil di sana dan melayatkannya

Langkah 2: Komponen yang Diperlukan

• Arduino Uno / Arduino Nano ATMEGA328P
• Modul Ultrasonik HC-SR04
• Modul L239d H-Bridge L298
• PCB umum
• Baterai 7.4v atau sumber daya
• Kabel penghubung.

Langkah 3: Diagram Rangkaian

prinsip kerja rangkaian sangat sederhana. Komponen utama proyek ini adalah Arduino, IC pengemudi motor L298, dan transduktor ultrasonik yang dikumpulkan dari modul sensor ultrasonik HCSR04. Secara umum, sensor ultrasonik mentransmisikan gelombang akustik dengan frekonsi sinyal antara 25khz hingga 50 kHz, dan dalam proyek ini, kita menggunakan transduktor ultrasonik HCSR04. Gelombang ultrasonik ini membuat gelombang berdiri dengan node dan antinode.

frekonsi kerja transduktor ultrasonik ini adalah 40 kHz. Jadi, tujuan penggunaan Arduino dan kode kecil ini adalah untuk menghasilkan sinyal osilasi frekuensi tinggi 40KHz untuk sensor atau transduktor ultrasonik saya dan pulsa ini diterapkan ke input dari IC pengemudi motor duel L293D (dari pin A0 & A1 Arduino) untuk mengemudi transduktor ultrasonik. Akhirnya, kita menerapkan sinyal osilasi frekuensi tinggi 40KHz ini bersama dengan tegangan pengemudi melalui IC pengemudi (biasanya 7.4v) pada transduktor ultrasonik. Akibatnya, transduktor ultrasonik menghasilkan gelombang suara akustik. Kami meletakkan dua transduktor satu sama lain di arah berlawanan sedemikian rupa sehingga ada sedikit ruang di antara mereka. Gelombang suara akustik berjalan antara dua transduktor dan memungkinkan objek untuk melayang.silakan tonton video untuk. Informasi lebih lanjut semuanya dijelaskan dalam video tersebut

Langkah 4: Membuat Transduktor

Pertama kita perlu melepas pemasok dan penerima dari modul ultrasonik. Juga hapus penutup pelindung lalu hubungkan kabel panjang ke itu. Kemudian letakkan pemasok dan penerima satu di atas yang lain ingat, posisi transduktor ultrasonik sangat penting. Mereka harus berhadapan satu sama lain di arah berlawanan yang sangat penting dan mereka harus berada dalam satu garis sehingga gelombang suara ultrasonik dapat berjalan dan bersinggungan satu sama lain dalam arah berlawanan. Untuk ini saya menggunakan lembar kain busa, dadu dan bot

Silakan tonton video pembuatan untuk pemahaman yang lebih baik

Langkah 5: Pemrograman

Kode sangat sederhana, hanya beberapa baris. Menggunakan kode kecil ini dengan bantuan fungsi timer dan interupsi, kita membuat tinggi atau rendah (0 / 1) dan menghasilkan sinyal osilasi 40Khz ke pin output A0 dan A1 Arduino.

unduh kode Arduino dari sini

Langkah 6: Koneksi

hubungkan semua sesuai dengan diagram rangkaian

ingat untuk menghubungkan kedua ground bersama-sama

Langkah 7: Hal Penting dan Perbaikan

Penempatan transduktor sangat Penting jadi coba letakkan itu di posisi yang tepat

Kami hanya dapat mengangkat potongan objek ringan kecil seperti thermocol dan kertas

Harus menyediakan setidaknya 2 ampere arus

Selanjutnya saya mencoba melayatkan objek besar untuk itu pertama saya meningkatkan jumlah pemasok dan penerima yang tidak berhasil. Jadi selanjutnya saya mencoba dengan tegangan tinggi yang juga gagal.

Perbaikan

Nanti saya memahami saya gagal karena. Penataan transduktor jika kita menggunakan banyak pemasok maka kita harus menaruhnya dalam struktur melengkung.

Langkah 8: Terima Kasih

Ada keraguan Komentar di bawah

Kode

Gist

https://gist.github.com/EDISON-SCIENCE-CORNER/3ebb7020d0dacbbae949afb8f29bfcc3

Skema Rangkaian