Máquina de LEVITACIÓN ULTRASÓNICA con ARDUINO: 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Es muy interesante ver algo flotando en el aire o en el espacio libre como naves espaciales extraterrestres. de eso se trata exactamente un proyecto antigravedad. El objeto (básicamente un pequeño trozo de papel o termocol) se coloca entre dos transductores ultrasónicos que generan ondas sonoras acústicas. El objeto flota en el aire debido a estas ondas que parecen ser de antigravedad.

en este tutorial, analicemos la levitación ultrasónica y construyamos una máquina de levitación usando Arduino

Paso 1: ¿Cómo es posible?

Para comprender cómo funciona la levitación acústica, primero debe saber un poco sobre la gravedad, el aire y el sonido. Primero, la gravedad es una fuerza que hace que los objetos se atraigan entre sí. Un objeto enorme, como la Tierra, atrae fácilmente los objetos que están cerca de él, como manzanas que cuelgan de los árboles. Los científicos no han decidido exactamente qué causa esta atracción, pero creen que existe en todas partes del universo.

En segundo lugar, el aire es un fluido que se comporta esencialmente de la misma manera que lo hacen los líquidos. Al igual que los líquidos, el aire está formado por partículas microscópicas que se mueven entre sí. El aire también se mueve como lo hace el agua; de hecho, algunas pruebas aerodinámicas se realizan bajo el agua en lugar de en el aire. Las partículas de los gases, como las que forman el aire, simplemente están más separadas y se mueven más rápido que las partículas de los líquidos.

En tercer lugar, el sonido es una vibración que viaja a través de un medio, como un gas, un líquido o un objeto sólido. si tocas una campana, la campana vibra en el aire. Cuando un lado de la campana se mueve hacia afuera, empuja las moléculas de aire a su lado, aumentando la presión en esa región del aire. Esta zona de mayor presión es una compresión. A medida que el lado de la campana se mueve hacia adentro, separa las moléculas, creando una región de menor presión llamada rarefacción. Sin este movimiento de moléculas, el sonido no podría viajar, por eso no hay sonido en el vacío.

levitador acústico

Un levitador acústico básico tiene dos partes principales: un transductor, que es una superficie vibrante que produce el sonido, y un reflector. A menudo, el transductor y el reflector tienen superficies cóncavas para ayudar a enfocar el sonido. Una onda de sonido se aleja del transductor y rebota en el reflector. Tres propiedades básicas de esta onda viajera y reflectante la ayudan a suspender objetos en el aire.

cuando una onda de sonido se refleja en una superficie, la interacción entre sus compresiones y rarefacciones causa interferencia. Las compresiones que se encuentran con otras compresiones se amplifican entre sí, y las compresiones que se encuentran con las rarefacciones se equilibran entre sí. A veces, la reflexión y la interferencia pueden combinarse para crear una onda estacionaria. Las ondas estacionarias parecen moverse hacia adelante y hacia atrás o vibrar en segmentos en lugar de viajar de un lugar a otro. Esta ilusión de quietud es lo que le da su nombre a las ondas estacionarias. Las ondas sonoras de pie tienen nodos definidos, o áreas de mínima presión, y antinodos, o áreas de máxima presión. Los nodos de una onda estacionaria son el motivo de la levitación acústica.

Al colocar un reflector a la distancia correcta de un transductor, el levitador acústico crea una onda estacionaria. Cuando la orientación de la onda es paralela al tirón de la gravedad, partes de la onda estacionaria tienen una presión constante hacia abajo y otras tienen una presión constante hacia arriba. Los ganglios tienen muy poca presión.

para que podamos colocar pequeños objetos allí y levitar

Paso 2: componentes necesarios

• Arduino Uno / Arduino Nano ATMEGA328P
• Módulo ultrasónico HC-SR04
• Módulo de puente en H L239d L298
• PCB común
• Batería de 7.4v o fuente de alimentación
• Cable de conexión.

Paso 3: diagrama de circuito

el principio de funcionamiento del circuito es muy simple. El componente principal de este proyecto es un Arduino, un IC de conducción de motor L298 y un transductor ultrasónico recogido del módulo de sensor ultrasónico HCSR04. Generalmente, el sensor ultrasónico transmite una onda acústica de una señal de frecuencia entre 25 kHz y 50 kHz, y en este proyecto, estamos usando un transductor ultrasónico HCSR04. Estas ondas ultrasónicas producen ondas estacionarias con nodos y antinodos.

La frecuencia de trabajo de este transductor ultrasónico es de 40 kHz. Entonces, el propósito de usar Arduino y este pequeño código es generar una señal de oscilación de alta frecuencia de 40 KHz para mi sensor ultrasónico o transductor y este pulso se aplica a la entrada del controlador de motor de duelo IC L293D (de los pines Arduino A0 y A1) para accionar el transductor ultrasónico. Finalmente, aplicamos esta señal de oscilación de alta frecuencia de 40 KHz junto con el voltaje de conducción a través del IC de conducción (típicamente 7,4 v) en el transductor ultrasónico. Como resultado de lo cual el transductor ultrasónico produce ondas de sonido acústicas. Colocamos dos transductores cara a cara en la dirección opuesta de tal manera que queda algo de espacio entre ellos. Las ondas de sonido acústicas viajan entre dos transductores y permiten que el objeto flote. Por favor, mire el video. Más información todo lo explicado en ese video

Paso 4: hacer el transductor

Primero necesitamos desoldar el transmisor y el receptor del módulo ultrasónico. También retire la cubierta protectora y luego conecte cables largos a ella. Luego coloque el transmisor y el receptor uno encima del otro recuerde, la posición de los transductores ultrasónicos es muy importante. Deben estar enfrentados en la dirección opuesta, lo cual es muy importante y deben estar en la misma línea para que las ondas de sonido ultrasónicas puedan viajar y cruzarse entre sí en direcciones opuestas. Para esto utilicé láminas de espuma, nueces y bots.

Mire el video de creación para una mejor comprensión

Paso 5: programación

La codificación es muy simple, de pocas líneas. Usando este pequeño código con la ayuda de un temporizador y funciones de interrupción, estamos haciendo alto o bajo (0/1) y generando una señal oscilante de 40Khz a los pines de salida Arduino A0 y A1.

descarga el código Arduino desde aquí

Paso 6: Conexiones

conecte todo de acuerdo con el diagrama del circuito

recuerde conectar ambos terrenos juntos

Paso 7: aspectos importantes y mejoras

La colocación del transductor es muy importante, así que trate de colocarlo en la posición adecuada.

Solo podemos levantar pequeños trozos de objetos livianos como termocol y papel.

Debe proporcionar al menos 2 amperios de corriente

Luego intenté levitar objetos grandes para eso primero aumento el no. De transmisores y receptores que no funcionaron. Así que lo siguiente que intenté con alto voltaje también falló.

Impromentos

Más tarde entendí que fallé debido al. Disposición de los transductores si usamos varios transmisores, entonces deberíamos aliarnos en una estructura Curvy.

Paso 8: gracias

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