Hai, Habr. Dalam artikel ini, saya akan berbicara tentang perangkat sederhana untuk menunjukkan pengangkatan akustik dari komponen yang tersedia. Artikel ini memiliki banyak foto dan tautan ke video dengan eksperimen.
Namun, saya baru saja mengulangi perangkat jadi yang dijelaskan
dalam artikel ini .
Informasi singkat tentang perangkat dan eksperimen dengan pengangkatan ditampilkan
di video saya (percobaan
dimulai pukul 2:00 ).
Elemen terpenting dari perangkat ini adalah emulator piezoelektrik ultrasonik, yang dapat diambil dari sensor jarak ultrasonik yang cukup populer (di aliexpress, cari "ultrasonik jarak HC-SR04" dengan harga 70 rubel).
Ada dua elemen identik dalam sensor ini. Satu berfungsi sebagai generator ultrasound, dan yang kedua sebagai penerima. Untuk melepaskannya, yang terbaik adalah menggunakan pompa pematrian.
Selanjutnya, Anda perlu menghapus grid untuk mengurangi kerugian selama pembuatan. Untuk melakukan ini, perluas crimp case aluminium menggunakan jepit atau tang.
Dari mesh yang dihilangkan, Anda dapat segera membuat spatula untuk memasang partikel di "levitator" kami. Untuk melakukan ini, potong korek api atau tusuk gigi sedikit dan tempelkan kisi superglue ke dalamnya. Tepi mesh lebih baik sedikit ditekuk.
Pada permukaan emitor piezo, yang merupakan penerima, ada setetes lem seperti gel. Agaknya, ini dilakukan untuk penyerapan gelombang ultrasonik yang lebih baik. Dianjurkan untuk menghapus setetes ini dengan obeng kecil.
Selanjutnya, kami mengumpulkan emitor tanpa kisi-kisi, meremas tepi kasing dengan tang di beberapa tempat.
Sekarang kami memiliki dua penghasil ultrasonik. Mereka perlu disolder secara paralel dan terhubung ke sirkuit yang menghasilkan sinyal variabel persegi panjang dengan amplitudo 12 V dan frekuensi 40 kHz, atau, dengan kata lain, pulsa tegangan dari -12 V hingga +12 V.
Garis besar di bawah ini diambil dari artikel aslinya. Ia menggunakan driver motor stepper L239D. Pada saat yang sama, teks merujuk ke driver L293D (angka-angka telah berubah), yang lebih umum. Anda dapat membeli papan siap pakai pada driver L298N (cari “papan drive motor L298N,” dengan harga sekitar 120 rubel). Saya hanya menggunakan rangkaian jembatan pada transistor untuk mengubah polaritas pada motor dan itu bekerja dengan baik juga. Tetapi lebih mudah untuk membeli papan siap pakai dengan driver L298N. Anda juga perlu membeli papan Arduino Nano, yang menciptakan frekuensi 40 kHz yang diinginkan, dan catu daya 12 V (arus yang cukup 1 A). Program untuk Arduino ada
dalam artikel aslinya . Akibatnya, rangkaian harus menghasilkan pulsa tegangan ± 12 V dengan frekuensi 40 kHz.
Setelah merakit sirkuit, Anda harus memasang konter transduser piezoelektrik satu sama lain, meninggalkan kemampuan untuk mengubah jarak di antara mereka. Saya menggunakan konstruktor logam, di mana saya menemukan bagian yang menarik dengan potongan longitudinal untuk sekrup. Saya tidak ingat dari mana komponen ini berasal, karena saya telah lama membeli set pabrikan dalam dan luar negeri (sekrup M4, lubang pitch 10 mm) dan menggabungkan semuanya.
Saya memilih jarak mulai dari 25 mm. Secara bertahap kurangi setengah milimeter dan periksa bagaimana partikel busa menggantung. Dia berhenti di 22 mm, sedangkan partikel-partikelnya tergantung paling baik. Dalam artikel aslinya, ada cara untuk menemukan jarak optimal menggunakan osiloskop. Jika satu transduser piezoelektrik untuk sementara terputus dari generator, maka ia menjadi penerima dan menghasilkan sinus. Hal ini diperlukan untuk menggabungkannya secara bertahap dengan sinyal generator.
Ketika jarak optimal ditemukan, Anda dapat memulai percobaan. Untuk melakukan ini, Anda perlu menyiapkan partikel cahaya kecil: bola busa (juga salju busa buatan), potongan serbet, kertas dan kertas tipis (potal), dekorasi Natal seperti "hujan", kilau besar. Dengan menggunakan mata pisau, Anda harus membawanya ke area antara penghasil piezo dan menurunkan bilahnya. Partikel akan ditangkap di salah satu node dari gelombang berdiri. Node ini berjarak sekitar 4 mm. Anda dapat memasukkan beberapa partikel sekaligus. Tergantung pada ukuran dan bentuknya, partikel-partikelnya dapat menggantung tanpa bergerak, berosilasi atau berputar.
Anehnya, pada aliexpress belum ada perangkat ini dalam bentuk siap pakai dalam kasus yang indah. Tetapi ada kit untuk perakitan sendiri levitator yang lebih kuat dari 75 emulator piezo (mencari "Acoustic Levitator", harganya sekitar 5.000 rubel untuk versi yang belum dirakit). Ada
seluruh artikel ilmiah tentang levitator besar ini.
Terima kasih atas perhatiannya, semoga artikel ini bermanfaat. Selamat melayang!