Arduino ve hcsr04 ultrasonik sensör kullanarak basit ultrasonik akustik kaldırma

Havada veya boş alanda yüzen bir şey görmek çok heyecan verici, tam da bir anti-yerçekimi projesi hakkında. Nesne (temelde küçük bir kağıt parçası veya termokol), akustik ses dalgaları üreten iki ultrasonik dönüştürücü arasına yerleştirilir. Cisim, yerçekimi karşıtı gibi görünen bu dalgalar nedeniyle havada yüzer. Bu sadece harika görünümlü bir Arduino havaya kaldırma projesi değil, aynı zamanda birçok pratik uygulamaya da sahip. Araştırmacılar, buna çok benzer şekilde çalışan Ultrasonik Robotik Tutucular üzerinde çalışıyorlar ve bu tutucular, nesneleri dokunmadan hareket ettirmek için yararlı olabilir.

Bileşen Gerekli

• Arduino Uno / Arduino Nano ATMEGA328P
• Ultrasonik Modül HC-SR04
• IC veya L239d H-Köprü Modülü L239D
• Vero Board Noktalı Vero
• Diyot 4007
• Kondansatör (PF) 104

8v ila 12v Güç Kaynağı için Ek Gereksinim

• Voltaj Regülatörü LM 7809
• Led Sürücü Güç Kaynağı 12V 2Amp

Ek Malzeme: Bazı bağlantı teli, erkek başlık, dişiden dişi jumper teline

Ultrasonik Kaldırma Devre Şeması

Aşağıda eksiksiz Arduino Levitation devresi gösterilmektedir ve devrenin çalışma prensibi çok basittir. Bu projenin ana bileşeni, ultrasonik sensör modülü HCSR04'ten toplanan bir Arduino, L239D motor sürücü IC ve ultrasonik dönüştürücüdür. Genel olarak, ultrasonik sensör, 25khz ile 50 kHz arasında bir frekans sinyalinin akustik dalgasını iletir ve bu projede HCSR04 ultrasonik dönüştürücü kullanıyoruz. Daha önce HCSR04'ün esas olarak mesafeyi ölçmek için kullanıldığı birçok ultrasonik sensör projesi inşa etmiştik. Bu projede, dönüştürücüyü modülden lehimledik.

Veri sayfasına göre, bu ultrasonik dönüştürücünün çalışma frekansı 40 kHz'dir. Dolayısıyla, Arduino ve bu küçük kod parçasını kullanmanın amacı, ultrasonik sensörüm veya dönüştürücüm için 40KHz yüksek frekanslı bir salınım sinyali oluşturmaktır ve bu darbe, düello motor sürücüsü IC L239D'nin (Arduino'dan Pin 2 ve 6) girişine uygulanır. A0 ve A1 pimleri) ultrasonik dönüştürücüyü sürmek için. Son olarak, IC tahrik (8 verilen tipik olarak 8 ile 12 gerilimi ile gerilim tahrik ile birlikte bu yüksek frekanslı 40 KHz osilasyon sinyali uygulamak ^inci ultrasonik güç çevirici ile L239D IC, Vcc2 pin). Hangi ultrasonik dönüştürücünün akustik ses dalgaları oluşturmasının bir sonucu olarak. İki transdüseri, aralarında bir miktar boşluk kalacak şekilde ters yönde yüz yüze yerleştirdik. Akustik ses dalgaları iki dönüştürücü arasında hareket eder ve nesnenin yüzmesine izin verir.

L293D çift voltaj katkısının olmadığı Lütfen not, kimse bu projeye ve başka Vcc2 (8 Arduino 5v dan desteklenmektedir IC kendisi iktidara olan ^inci) çıkış bileşeni sürüş gerilime uygulanan ve bu VCC pimi 36V kadar kabul edebilir. Bu IC'nin 2 Etkinleştirme pini, 4 giriş-çıkış pini, 4 toprak pini vardır. Bu IC'yi kullanma kavramı, bir mikrodenetleyici ve 2 motorun yönünü ve hızını mikrodenetleyiciden mantıksal veya dijital bir sinyal sağlayarak ayrı ayrı değiştirebileceğimiz bu çip kullanma konseptinden gelmektedir.

Bu devrede, IC L293D'nin yalnızca iki girişini, giriş pini 1 (2) ve giriş pini 2 (7) kullanıyoruz. Bu iki pini etkinleştirmek için, IC Etkin PIN 1'i yüksek tutmalıyız, bu nedenle bu pimi Vcc 1 girişi olan IC pimi 16'ya çektik, daha fazlasını öğrenmek için lütfen L293D Veri Sayfasını takip edin.

Sadece IC iktidara sahip ve güç kaynağı olarak, bir 12V 2Amp LED sürücü kullanmak, daha sonra 8'e Gerilim regülatörü IC LM7809 ve kaynağı kullanarak 9V gerilim düşmesi için 100nF kapasitör kullanımı isteğe bağlıdır ^inci ortak gerekçesiyle birlikte L139D ait pimi. Arduino, Cc ve Arduino forumuna göre, Arduino UNO kartı 7 ila 12 voltluk girişi destekler, ancak 9V Max koymak daha güvenlidir.

Ultrasonik Kaldırma için Arduino Programlama

Kodlama çok basit, sadece birkaç satırdan oluşuyor. Bu küçük kodu bir zamanlayıcı ve kesinti fonksiyonları yardımıyla kullanarak, yüksek veya düşük (0/1) yapıyoruz ve Arduino A0 ve A1 çıkış pinlerine 40Khz'lik bir salınım sinyali üretiyoruz.

İlk olarak, bir faz kaydırma dizisi ile başlayın.

bayt TP = 0b10101010;

Ve her ikinci bağlantı noktası bu zıt sinyali alır. Bundan sonra, geçersiz kurulum altında, tüm analog portları bu kod satırını kullanarak bir çıkış olarak tanımlıyoruz.

DDRC = 0b11111111;

Sonra zamanlayıcı 1'i başlatıyoruz ve sıfır olarak ayarlamak için tüm kesmeyi devre dışı bırakıyoruz.

Bu kodla, noInterrupts (); TCCR1A = 0; TCCR1B = 0; TCNT1 = 0;

Daha sonra, bir zamanlayıcı, 80KHZ'de bir karşılaştırma kesme saatini tetikleyecek şekilde yapılandırılır. Arduino 16000000 MHZ'de çalışır ÷ 200 = 80.000 kHz kare dalgalar bu fonksiyon kullanılarak oluşturulur.

OCR1A = 200; TCCR1B - = (1 << WGM12); TCCR1B - = (1 << CS10);

Bundan sonra bu satır aktif hale gelir, timer interrupt'ını karşılaştırın.

TIMSK1 - = (1 << OCIE1A);

Ve son olarak, bu kod parçasını kullanarak kesmeyi etkinleştirin.

interrupts ();

Her kesinti, analog portların durumunu tersine çevirir, bu 80 kHz kare dalga sinyalini 40 Khz'de tam dalga döngü sinyaline dönüştürür. Ardından değeri Arduino çıkışı A0 ve A1 portuna gönderiyoruz.

ISR (TIMER1_COMPA_vect) {PORTC = TP; TP = ~ TP; // Bir sonraki çalıştırma için TP'yi ters çevirin}

Ve döngülerin altına koyacak veya koşacak hiçbir şey yok.

Ultrasonik Levitasyonunun Kurulumu

Lütfen bu proje için ultrasonik dönüştürücülerin doğru şekilde monte edilmesinin önemli olduğunu unutmayın. Çok önemli olan ters yöne bakmaları ve ultrasonik ses dalgalarının zıt yönlerde hareket edebilmesi ve birbiriyle kesişebilmesi için aynı hatta olması gerekir. Bunun için iki küçük tahta veya MD levha, somun cıvatası ve yapıştırıcı alabilirsiniz. Transdüseri matkap makinesine tam oturması için iki delik açabilirsiniz. Standa, ultrasonik dönüştürücü düzenlemesini asabilirsiniz.

Bu durumda iki parça karton kullandım ve ardından yapıştırıcı tabancasından tutkal yardımıyla ultrasonik Transdüseri sabitledim. Daha sonra standı yapmak için basit bir kablo kutusu kutusu kullandım ve her şeyi tutkalla sabitledim.

İşte projenin işleyişini gösteren bazı ultrasonik kaldırma resimleri.

Ultrasonik kaldırma veya akustik kaldırma, bir taraf ultrasonik dönüştürücü ile monte edildiğinde de çalışır, ancak bu durumda, gelecekte hoverboard ve anti-yerçekimi taşımasında kullanılabilmesi için bir engel görevi görecek bir reflektöre ihtiyaç duyulacaktır. Ayrıca aşağıdaki tüm çalışma videosuna da göz atabilirsiniz.

Umarım projeyi anlamışsınızdır ve eğlenceli bir şey inşa etmekten zevk almışsınızdır. Herhangi bir sorunuz varsa, lütfen aşağıdaki yorum bölümüne bırakın, ayrıca diğer teknik sorular için forumlarımızı da kullanabilirsiniz.