Arduino और hcsr04 अल्ट्रासोनिक सेंसर का उपयोग करके सरल अल्ट्रासोनिक ध्वनिक उत्तोलन

यह हवा या मुक्त स्थान में तैरते हुए कुछ देखना बहुत रोमांचक है जो वास्तव में एक एंटी-ग्रेविटी प्रोजेक्ट है। ऑब्जेक्ट (मूल रूप से कागज या थर्मोकोल का एक छोटा टुकड़ा) दो अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर के बीच रखा जाता है जो ध्वनिक ध्वनि तरंगें उत्पन्न करते हैं। इन तरंगों के कारण वस्तु हवा में तैरती है जो गुरुत्वाकर्षण-विरोधी प्रतीत होती है। यह न केवल एक अच्छा दिखने वाला Arduino लेविटेशन प्रोजेक्ट है, बल्कि इसमें कई व्यावहारिक अनुप्रयोग भी हैं। शोधकर्ता अल्ट्रासोनिक रोबोट ग्रिपर्स पर काम कर रहे हैं, जो इसके समान ही काम करता है, और ये ग्रिपर्स वस्तुओं को बिना छुए हिलाने में उपयोगी हो सकते हैं।

घटक आवश्यक है

• Arduino Uno / Arduino नैनो ATMEGA328P
• अल्ट्रासोनिक मॉड्यूल HC-SR04
• आईसी या L239d एच-ब्रिज मॉड्यूल L239D
• वेरो बोर्ड डॉटेड वेरो
• डायोड 4007
• संधारित्र (PF) 104

8v से 12v विद्युत आपूर्ति के लिए अतिरिक्त आवश्यकता

• वोल्टेज नियामक एलएम 7809
• एलईडी चालक बिजली की आपूर्ति 12V 2Amp

अतिरिक्त सामग्री: कुछ हुकअप तार, पुरुष हेडर, महिला से महिला जम्पर वायर

अल्ट्रासोनिक उत्तोलन सर्किट आरेख

पूरा Arduino Levitation सर्किट नीचे दिखाया गया है और सर्किट का कार्य सिद्धांत बहुत सरल है। इस परियोजना का मुख्य घटक एक Arduino, L239D मोटर ड्राइविंग आईसी और अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर अल्ट्रासोनिक सेंसर मॉड्यूल HCSR04 है। आमतौर पर, अल्ट्रासोनिक सेंसर 25khz से 50 kHz के बीच एक आवृत्ति संकेत की ध्वनिक लहर को प्रसारित करता है, और इस परियोजना में, हम HCSR04 अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर का उपयोग कर रहे हैं। हमने पहले कई अल्ट्रासोनिक सेंसर प्रोजेक्ट बनाए हैं, जिसमें HCSR04 का इस्तेमाल मुख्य रूप से दूरी मापने के लिए किया जाता है। इस परियोजना में, हमने मॉड्यूल से ट्रांसड्यूसर को बाहर निकाल दिया है।

डेटाशीट के अनुसार, इस अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर की कार्य आवृत्ति 40 kHz है। तो, Arduino और कोड के इस छोटे से टुकड़े का उपयोग करने का उद्देश्य मेरे अल्ट्रासोनिक सेंसर या ट्रांसड्यूसर के लिए 40KHz उच्च-आवृत्ति दोलन संकेत उत्पन्न करना है और यह पल्स Arduino से द्वंद्वयुद्ध मोटर चालक IC L239D (Pin 2 & 6) के इनपुट पर लागू होता है अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर ड्राइव करने के लिए A0 & A1 पिन)। अंत में, हम अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर पर IC (V23) L239D IC, Vcc2 के 8 ^वें पिन पर दिए गए ड्राइविंग आईसी (आमतौर पर 8 से 12 वोल्टेज) के माध्यम से ड्राइविंग के साथ इस उच्च आवृत्ति 40KHz दोलन संकेत को लागू करते हैं। जिसके परिणामस्वरूप अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर ध्वनिक ध्वनि तरंगों का उत्पादन करता है। हमने दो ट्रांसड्यूसर को विपरीत दिशा में इस तरह से आमने-सामने रखा कि उनके बीच कुछ जगह बची हो। ध्वनिक ध्वनि तरंगें दो ट्रांसड्यूसर के बीच यात्रा करती हैं और वस्तु को तैरने देती हैं।

कृपया ध्यान दें कि L293D में दोहरी वोल्टेज इनपुट है, एक को स्वयं आईसी को पावर करना है, जो इस प्रोजेक्ट में Arduino 5v से संचालित है और एक अन्य Vcc2 (8 ^th) आउटपुट घटक ड्राइविंग वोल्टेज पर लागू होता है और यह VCC पिन 36v तक स्वीकार कर सकता है। इस IC में 2 इनेबल्ड पिन, 4 इनपुट-आउटपुट पिन, 4 ग्राउंड पिन हैं। इस आईसी का उपयोग करने की अवधारणा एक माइक्रोकंट्रोलर और इस चिप का उपयोग करने की अवधारणा से आती है जहां हम माइक्रोकंट्रोलर से केवल एक तार्किक या डिजिटल सिग्नल प्रदान करके व्यक्तिगत रूप से 2 मोटर्स की दिशा और गति को बदल सकते हैं।

इस सर्किट में, हम आईसी L293D के केवल दो इनपुट का उपयोग करते हैं, इनपुट पिन 1 (2), और इनपुट पिन 2 (7)। इन दो पिनों को सक्षम करने के लिए, हमें IC इनेबल्ड पिन 1 को उच्च रखना चाहिए, इसलिए हमने इस पिन को IC पिन 16 पर शूट किया है जो कि इनपुट Vcc 1 है, अधिक जानने के लिए, कृपया L293D डेटशीट का पालन करें।

एक 100nF संधारित्र के उपयोग वैकल्पिक है सिर्फ आईसी शक्ति पकड़ और एक बिजली की आपूर्ति के रूप में, हम एक 12 वी 2amp एलईडी ड्राइवर का उपयोग, तो वोल्टेज 9V के लिए वोल्टेज नियामक आईसी LM7809 और आपूर्ति का उपयोग कर 8 करने के लिए छोड़ के लिए ^वें आम आधार के साथ L139D की पिन । Arduino, Cc, और Arduino फ़ोरम के अनुसार, Arduino UNO बोर्ड 7 से 12 वोल्ट के इनपुट का समर्थन करता है, लेकिन यह 9V मैक्स लगाने के लिए अधिक सुरक्षित है।

अल्ट्रासोनिक लेविटेशन के लिए Arduino प्रोग्रामिंग

कोडिंग बहुत सरल है, बस कुछ पंक्तियों की। टाइमर और इंटरप्ट फ़ंक्शंस की मदद से इस छोटे कोड का उपयोग करते हुए, हम उच्च या निम्न (0/1) बना रहे हैं और Arduino A0 और A1 आउटपुट पिन को 40Khz के दोलन संकेत पैदा कर रहे हैं।

सबसे पहले, एक चरण बदलाव सरणी के साथ शुरू करें।

बाइट टीपी = 0b10101010;

और हर दूसरे पोर्ट को यह विपरीत संकेत मिलता है। उसके बाद शून्य सेटअप के तहत, हम इस कोड का उपयोग करके आउटपुट के रूप में सभी एनालॉग पोर्ट को परिभाषित करते हैं।

DDRC = 0b11111111;

फिर हम टाइमर 1 को इनिशियलाइज़ करते हैं और सभी रुकावट को शून्य के रूप में सेट करने के लिए अक्षम करते हैं।

इस कोड द्वारा, noInterrupts (); TCCR1A = 0; TCCR1B = 0; TCNT1 = 0;

फिर, टाइमर एक को 80KHZ पर तुलनात्मक घड़ी को ट्रिगर करने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है। Arduino इस फ़ंक्शन का उपयोग करके 16000000 MHZ ÷ 200 = 80,000 kHz वर्ग तरंगों पर चलता है।

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

उसके बाद, यह रेखा सक्रिय हो जाती है, टाइमर के बीच की तुलना करें।

TIMSK1 - = (1 << OCIE1A);

और अंत में, कोड के इस टुकड़े का उपयोग करके व्यवधान को सक्रिय करें।

व्यवधान ();

प्रत्येक रुकावट एनालॉग पोर्ट्स की स्थिति को उलट देती है, यह 80 kHz वर्ग तरंग सिग्नल को 40Kzz पर एक पूर्ण-लहर साइकल सिग्नल में बदल देता है। और फिर हम Arduino आउटपुट A0 और A1 पोर्ट के लिए मान भेजते हैं।

ISR (TIMER1_COMPA_vect) {PORTC = TP; टीपी = ~ टीपी; // अगले रन के लिए टीपी इनवर्ट करें}

और छोरों के नीचे चलाने के लिए कुछ भी नहीं रखा जाना चाहिए।

अल्ट्रासोनिक लेविटेशन सेटअप का निर्माण

कृपया ध्यान दें कि इस परियोजना के लिए, अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर को सही ढंग से माउंट करना महत्वपूर्ण है। उन्हें विपरीत दिशा में एक दूसरे का सामना करना चाहिए जो बहुत महत्वपूर्ण है और उन्हें एक ही पंक्ति में होना चाहिए ताकि अल्ट्रासोनिक ध्वनि तरंगें विपरीत दिशाओं में एक दूसरे को यात्रा कर सकें। इसके लिए, आप लकड़ी के दो छोटे टुकड़े या एमडी बोर्ड, नट बोल्ट और गोंद ले सकते हैं। ड्रिल मशीन द्वारा ट्रांसड्यूसर को पूरी तरह से फिट करने के लिए आप दो छेद कर सकते हैं। स्टैंड पर, आप अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर व्यवस्था को लटका सकते हैं।

इस मामले में, मैंने कार्डबोर्ड के दो टुकड़ों का इस्तेमाल किया और फिर गोंद बंदूक से गोंद की मदद से अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर तय किया। बाद में, स्टैंड बनाने के लिए, मैंने एक साधारण वायरिंग केसिंग बॉक्स का उपयोग किया और गोंद के साथ सब कुछ तय किया।

यहाँ अल्ट्रासोनिक उत्तोलन की कुछ तस्वीरें हैं जो परियोजना के काम को दिखाती हैं।

अल्ट्रासोनिक उत्तोलन या ध्वनिक उत्तोलन भी काम करता है यदि एक पक्ष को अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर के साथ रखा जाता है, लेकिन उस मामले में एक परावर्तक की आवश्यकता होगी जो एक बाधा के रूप में कार्य करेगा ताकि भविष्य में होवरबोर्ड और एंटी-ग्रेविटी परिवहन में इसका उपयोग किया जा सके। आप नीचे दिए गए पूर्ण कार्य वीडियो को भी देख सकते हैं।

मुझे आशा है कि आपने इस परियोजना को समझा और कुछ मजेदार बनाने का आनंद लिया। यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो कृपया उन्हें नीचे टिप्पणी अनुभाग में छोड़ दें, आप अन्य तकनीकी प्रश्नों के लिए भी हमारे मंचों का उपयोग कर सकते हैं।