DIY ध्वनिक उत्तोलन

आज मैं बताऊंगा और दिखाऊंगा कि घर पर अपने हाथों से अल्ट्रासोनिक उत्तोलन के प्रभाव को कैसे दोहराया जाए।

पिछले लेखों में, एक , दो । मैंने छद्म उत्तोलन का प्रदर्शन किया। इस समय यह सब वास्तविक है। मैं सिद्धांत से शुरू करता हूँ।

ध्वनि कंपन

उत्तोलन प्रभाव के पूरे सार को समझने के लिए, आपको यह समझने की आवश्यकता है कि ध्वनि तरंग और खड़ी लहर क्या हैं।

इसलिए, मैं उनके साथ शुरू करूंगा। एक ध्वनिक लहर सभी दिशाओं में फैलती है और इसमें दो अर्ध-तरंगें होती हैं, सकारात्मक और नकारात्मक। पॉजिटिव हाफ-वेव एक कम्प्रेशन ज़ोन या हाई प्रेशर है, भविष्य में मैं इसे कम्प्रेशन, और नेगेटिव हाफ़-वेव डिस्चार्ज ज़ोन कहूँगा, हम इसे डीकंप्रेसन कहेंगे।



व्यवहार में, यह इस तरह दिखता है: स्पीकर डिफ्यूज़र बाहर की ओर बढ़ने पर संपीड़न बनाता है, और जब अंदर की ओर बढ़ता है तो विघटित हो जाता है। यह छवि में स्पष्ट रूप से दिखाया गया है।



अधिकतम तरंग शक्ति गतिशील हेड डिफ्यूज़र के पास बनाई जाती है और, जैसा कि यह एमिटर से दूर जाता है, यह धीरे-धीरे अपनी शक्ति खो देता है, स्पीकर से दूर यह कमजोर है।

एक स्टैंडिंग वेव एक ऐसी लहर है जो दो काउंटरप्रोपैगेटिंग के साथ बनती है, जो चरण में संयोग से और एक ही तरंग आवृत्ति के साथ बनती है। यदि एक साधारण लहर अंतरिक्ष में प्रसार की प्रक्रिया में अपनी शक्ति खो देती है, तो छोटी दूरी पर खड़ी तरंगें लगभग समान शक्ति के साथ नोड बनाती हैं। यह बहुआयामी तरंगों को मोड़कर हासिल किया जाता है। कमजोर होने वाली लहर को आने वाली लहर द्वारा प्रवर्धित किया जाता है। यह कैसे होता है यह समझने के लिए, नीचे दी गई छवि को देखें। नोड्स या हमारे मामलों में खड़ी तरंगों से अलमारियों को ग्रे में हाइलाइट किया जाता है। इन अलमारियों (नोड्स) और आयोजित वस्तुओं पर।



तरंग दैर्ध्य दोलनों की आवृत्ति से विभाजित ध्वनि की गति है। 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 50% की आर्द्रता पर, ध्वनि 340 एम / एस की गति से ऐसे वातावरण में फैलता है। हमारे पीजोइलेक्ट्रिक एमिटर की गुंजयमान आवृत्ति लगभग 40,000 हर्ट्ज है। नतीजतन, हम 340,000 मिमी / 40,000 हर्ट्ज = 8.5 मिमी की तरंग दैर्ध्य प्राप्त करते हैं। खड़ी तरंग दैर्ध्य समान 8.5 मिमी होगी।

एमिटर एक दूसरे से अलग-अलग दूरी पर स्थित हो सकते हैं, लेकिन यह हमेशा एक से अधिक तरंग दैर्ध्य होना चाहिए। उत्सर्जकों के बीच की दूरी जितनी छोटी होगी, खड़े तरंग के नोड्स उतने ही अधिक शक्तिशाली होंगे। ध्वनिक ट्रांसमीटरों के बीच अधिक स्थान, उनके बीच अधिक नोड्स, लेकिन नोड्स की शक्ति कमजोर होती है और इसके विपरीत। आपको यह समझने की भी आवश्यकता है कि तरंगों के नोड्स में बड़ी संख्या में वस्तुओं को रखने के लिए और अल्ट्रासोनिक उत्सर्जकों के बीच अधिक दूरी पर, अधिक शक्तिशाली पीज़ो सिर की आवश्यकता होगी। उदाहरण के लिए, कार पार्किंग रडार से, या घरेलू ह्यूमिडीफ़ायर से। इस लेख में, मैं सबसे सस्ती और सस्ती अल्ट्रासोनिक एमिटर पर विचार करता हूं। जिसे HC-SR04 रेंजफाइंडर से हटाया जा सकता है।

कनेक्शन आरेख - मैंने Arduino नैनो और MX1508 मोटर चालक का उपयोग किया है , मैं NE555 जनरेटर के साथ कर सकता था, और एमिटर के लिए एक एम्पलीफायर के रूप में, HC2-SR04 रेंजफाइंडर पर स्थापित MAX232 चिप का उपयोग कर सकता हूं, लेकिन मैंने अपने लिए एक सरल रास्ता चुना जिसने मुझे समय बचाया। चूंकि मुझे ध्वनिक लेविट्रॉन को इकट्ठा करने में 5 मिनट से अधिक का समय नहीं लगा। मैंने डुपॉन्ट वायर किट के साथ कनेक्शन बनाया।

स्केच Arduino का वर्णन

कोड कुछ खास नहीं है। यह सब एक टाइमर स्थापित करने और डी Arduino पोर्ट को मरोड़ने के लिए नीचे आता है। ऐसा करने के लिए, संयोग (CTC) पर टाइमर मोड को रीसेट करें और अब, जब खाता रजिस्टर का मान TCNT1 तुलना रजिस्टर OCR1A में निर्दिष्ट संख्या के साथ मेल खाता है, तो एक अवरोध उत्पन्न हो जाएगा, जिसके प्रोसेसर में पूरा पोर्ट डी उलटा हो जाएगा। उसके बाद, मतगणना रजिस्टर रीसेट हो जाएगा और उसके बाद बाहर हो जाएगा। प्रोसेसर एक नई गणना की प्रक्रिया शुरू करेगा।

OCR1A रजिस्टर का मूल्य, जिसकी हमें आवश्यकता है, की गणना निम्न प्रकार से की जाती है: चूंकि TCCR1B रजिस्टर में विभक्त को बंद कर दिया जाता है, हम 16,000,000 हर्ट्ज की घड़ी आवृत्ति लेते हैं और वांछित बाधा आवृत्ति 80,000 हर्ट्ज से विभाजित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप हमें 200 नंबर मिलता है, यह हमारा मूल्य होगा रजिस्टर OCR1A के लिए।

क्यों 80 kHz, 40 kHz नहीं, आप पूछें? क्योंकि हैंडलर में अवधि दो व्यवधान कार्यों में बनती है। पहले ऑपरेशन के दौरान, आउटपुट डी 3 = 0 और डी 4 = 1 और दूसरे में डी 3 = 1 और डी 4 = 0 बनाते हैं।

Arduino के लिए कोड

volatile uint8_t portD3_D4 = 8; //   D3    D4 void setup() { pinMode(3, OUTPUT); pinMode(4, OUTPUT); //  Timer1 TCNT1 = 0; TCCR1A = 0; TCCR1B = 0; OCR1A = 199; //    16  / 80  = 200 TCCR1B = (1 << WGM12)|(1 << CS10); //  CTC,   TIMSK1 |= (1 << OCIE1A); //    } void loop () {} ISR (TIMER1_COMPA_vect) //     { PORTD = portD3_D4; //     portD3_D4 = 255-portD3_D4;//        }