Industrielle Fertigung
Industrielles Internet der Dinge | Industrielle Materialien | Gerätewartung und Reparatur | Industrielle Programmierung |
home  MfgRobots >> Industrielle Fertigung >  >> Manufacturing Technology >> Herstellungsprozess

Mini-Akustische-Levitations-Demo mit Arduino UNO & HC-SR04

Komponenten und Zubehör

Software

Funktionsprinzip

Akustische Levitation nutzt Interferenz zweier entgegenlaufender Ultraschallwellen. Wo sich Berg und Tal überlagern (destruktive Interferenz), entstehen drucklose „Taschen“, in denen sich leichte Objekte (z. B. Styropor-Kügelchen) schweben können – analog zu Noise-Cancelling-Kopfhörern.

Der HC-SR04 enthält zwei 40-kHz-Wandler (Sender & Empfänger). Beide werden ausgebaut und als gegenüberliegende Schallquellen betrieben. Die H-Brücke treibt sie phasenverschoben (180°) an → stehende Welle mit stabilen Knotenpunkten.

Mini-Akustische-Levitations-Demo mit Arduino UNO & HC-SR04

Schritt 1: Ultraschall-Wandler ausbauen

Mini-Akustische-Levitations-Demo mit Arduino UNO & HC-SR04
Mini-Akustische-Levitations-Demo mit Arduino UNO & HC-SR04
Mini-Akustische-Levitations-Demo mit Arduino UNO & HC-SR04
Mini-Akustische-Levitations-Demo mit Arduino UNO & HC-SR04
Mini-Akustische-Levitations-Demo mit Arduino UNO & HC-SR04
  1. HC-SR04 opfern: Beide Wandler (Sender & Empfänger) auslöten.
  2. Metallgitter von einem Wandler entfernen (später als Auflage für das Kügelchen).
  3. An beide Wandler flexible Drähte anlöten.

Schritt 2: Schaltung aufbauen

Mini-Akustische-Levitations-Demo mit Arduino UNO & HC-SR04

Schritt 3: Code (Timer1-Interrupt, 40 kHz Vollwelle)

// Original: https://makezine.com/projects/micro-ultrasonic-levitator/
byte TP = 0b10101010; // Jeder zweite Port invertiert

void setup() {
  DDRC = 0b11111111; // Alle Analog-Pins (Port C) als Ausgänge
  noInterrupts();
  TCCR1A = 0; TCCR1B = 0; TCNT1 = 0;
  OCR1A = 200;              // 16 MHz / 200 = 80 kHz Rechteck → 40 kHz Vollwelle
  TCCR1B |= (1 << WGM12);   // CTC Modus
  TCCR1B |= (1 << CS10);    // Prescaler 1
  TIMSK1 |= (1 << OCIE1A);  // Compare Match Interrupt aktivieren
  interrupts();
}

ISR(TIMER1_COMPA_vect) {
  PORTC = TP;  // Muster auf Port C ausgeben
  TP = ~TP;    // Invertieren für nächsten Zyklus
}

void loop() { } // Alles im Interrupt

Schritt 4: Wandler montieren & kalibrieren

Mini-Akustische-Levitations-Demo mit Arduino UNO & HC-SR04
Mini-Akustische-Levitations-Demo mit Arduino UNO & HC-SR04
Mini-Akustische-Levitations-Demo mit Arduino UNO & HC-SR04
  1. Wandler ca. 19 mm (¾″) voneinander entfernt positionieren (Dritte Hand ideal).
  2. Winziges Styropor-Kügelchen (ca. halbe Erbsengröße) auf das Gitter legen.
  3. Mit Pinzette zwischen die Wandler manövrieren – es beginnt zu zittern, wenn man nah an den Knotenpunkt kommt.
  4. Abstand feinjustieren, bis das Kügelchen ruhig schwebt.

Fehlerbehebung

Erster Erfolg oft nach 10–15 Min Justage. Danach geht es schneller.

Schaltplan

Mini-Akustische-Levitations-Demo mit Arduino UNO & HC-SR04

Herstellungsprozess

  1. Antitranspirant/Deodorant-Sticks: Wissenschaft, Geschichte und Fertigungs-Einblicke
  2. Clientron bringt PT2500 und PST750 POS-Terminals – Brücke von Einstieg bis Premium Retail
  3. Astera Labs stellt CXL 2.0 & PCIe 5.0 Lösungen vor: Latenz senken, heterogenes Computing ermöglichen
  4. Raspberry Pi Garagentor-Öffner mit Live-Video-Streaming – Schritt-für-Schritt-Anleitung
  5. EMAR Mini: Kompakter Open-Source-Notfallhilfe-Roboter
  6. Einstufige akustische Levitation ermöglicht rasche Synthese von Einzelatom-Platin-Nanoclustern und Pt-dekoriertem mikroporösem La₂O₃ für Katalyse
  7. Business Case für CMMS aufbauen: Instandhaltungseffizienz & ROI steigern
  8. Mini-VMC-Maschine erklärt: Kompaktes CNC-Fräsen für Kleinprojekte
  9. Mini-CNC-Drehmaschinen verstehen: Funktion, Merkmale & Vorteile
  10. Mini-CNC-Drehmaschinen verstehen: Funktionalität & Anwendungen