เคสอะคูสติก Levitator: 14 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-13 06:58

เครื่องช่วยหายใจแบบอะคูสติกจาก Asier Marzo เป็นสิ่งที่ได้รับความนิยมอย่างมากในการสอน ฉันสร้างมันขึ้นมา มันใช้งานได้ แต่ฉันสังเกตเห็นปัญหาสองสามข้อ ตัวอย่างเช่น:

1. พื้นที่พิมพ์ 3 มิติระหว่างชามค่อนข้างบอบบาง
2. เครื่องลอยไม่สามารถยืนได้ด้วยตัวเองเพราะมีความโค้ง
3. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดบอบบางและน่าเกลียดเล็กน้อย

ดังนั้นฉันจึงสร้างกรณีนี้ มันทำสองสิ่งเช่น:

1. ทำหน้าที่เป็นขาตั้ง
2. ซ่อนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด
3. ส่องสว่างวัตถุที่ลอยได้
4. เปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าที่เข้าสู่ตัวขับซึ่งมีความสำคัญเมื่อปล่อยของเหลว
5. แสดงแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและขาออก

หากคุณดูภาพที่สอง คุณจะสังเกตเห็นว่ามีการเปลี่ยนแปลงมากมายในแบบจำลองดั้งเดิม

ขั้นตอนที่ 1: รายการชิ้นส่วน

คุณจะต้องมีส่วนประกอบเหล่านี้:

เครื่องช่วยหายใจแบบอะคูสติก

LM2577 ตัวแปรสเต็ปอัพคอนเวอร์เตอร์

โพเทนชิออมิเตอร์ที่แม่นยำ 10K โอห์ม

สวิตช์สลับ 2x

2x ไฟ LED สีขาว

2x UV LEDs

อะครีลิค MDF หรือวัสดุอื่นๆ ที่คุณจะตัดจากอะไร

กล้องเอนโดสโคป IP68 (อุปกรณ์เสริม)

ที่วางกล้องเอนโดสโคป (อุปกรณ์เสริม)

ขั้นตอนที่ 2: รายการเครื่องมือ

เครื่องมือเหล่านี้อาจมีประโยชน์:

1) เครื่องตัดเลเซอร์ (ฉันใช้ GCC SLS 80)

2) หัวแร้ง

3) ปืนกาวร้อน

4) สว่านสะสม

5) ชุดไขควง

6) ชุดดอกสว่าน

7) คีมปอกสายไฟ

8) มัลติมิเตอร์

9) เครื่องหมาย

ขั้นตอนที่ 3: การตัดเคส

เหตุใดฉันจึงเลือกเคสตัดด้วยเลเซอร์แทนการพิมพ์ 3 มิติ คำตอบนั้นง่าย ทำได้เร็วกว่า ถูกกว่า และเคสสุดท้ายจะแข็งแกร่งมาก

สิ่งที่ต้องทำตอนนี้คือเลือกวัสดุที่คุณจะตัด ไม้หรือ MDF มีความสง่างามและราคาถูก และอะคริลิกเป็นของล้ำยุค และถ้าคุณเพิ่มอะครีลิกแบบซีทรูเข้าไป คุณจะเห็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดภายใน ฉันเลือกอะครีลิค

ฉันออกแบบเคสนี้ใน Corel หากคุณไม่มีสิทธิ์เข้าถึงเครื่องตัดเลเซอร์ (เช่นฉัน) มีบริการในพื้นที่มากมาย ซึ่งคุณสามารถมอบไฟล์นี้ให้ และพวกเขาจะตัดให้คุณในราคาที่เหมาะสม ไฟล์ที่จำเป็นทั้งหมดจะรวมอยู่ในขั้นตอนนี้

หมายเหตุ: กรณีนี้วาดขึ้นสำหรับวัสดุที่มีความหนา 3 มม. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมีความหนานี้

ขั้นตอนที่ 4: รวบรวมชิ้นส่วน

คุณตัดชิ้นส่วนทั้งหมดแล้ว ทุกชิ้นพอดี ดังนั้นตอนนี้คุณสามารถสร้างเคสได้ ลองนึกภาพว่าเคสเป็นปริซึมและรูปร่าง C เป็นฐาน ด้วยจินตนาการ 3 มิติเพียงเล็กน้อย ฉันมั่นใจว่าคุณสามารถสร้างมันขึ้นมาได้

ขั้นตอนที่ 5: การเพิ่ม Levitator Core

ตอนนี้ ถ้าคุณได้สร้างรูปทรงเคสพื้นฐานแล้ว คุณสามารถเพิ่มแกนลิฟเตอร์ได้ ตัวเรือนได้รับการออกแบบมาในลักษณะนี้ ให้พอดีกับส่วนโค้งของเครื่องลิฟ เพียงแค่ใส่เครื่องลิฟเตอร์ระหว่างรูสองรูของเคส แล้วทากาวให้เข้าที่

ขั้นตอนที่ 6: การเพิ่มอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

เครื่องลิฟติดแน่นแล้ว ถึงเวลาเชื่อมต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่จำเป็นทั้งหมดแล้ว ตัวเลือกที่ดีที่สุดคือติดกาวไดรเวอร์ไว้ที่ส่วนตรงกลาง ดังนั้นสายไฟจากชามด้านบนและด้านล่างจะได้ไม่ต้องยาวมาก และคุณต้องใส่สิ่งอื่น ๆ จำนวนมากไว้ที่ส่วนล่างของเคส จากนั้นสายไฟจากไดรเวอร์จะไปที่ Arduino nano ซึ่งจะอยู่ด้านล่างของเคส สิ่งที่สำคัญมากที่ต้องทำคือการเพิ่มจัมเปอร์ระหว่าง D10 และ D11 ของ Arduino nano

ขั้วต่อกระบอก DC จะอยู่ตรงกลางด้วย ในตอนแรก พลังงานจากมันจะเข้าสู่ตัวขับโดยตรง แต่ต่อมา มันจะไปที่โมดูลเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ Li-ion และตัวขับจะใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ Li-ion นั่นหมายความว่าเครื่องลอยจะทำงานได้แม้จะอยู่ห่างจากทางออก

ฉันยังเพิ่มสวิตช์ที่แผงควบคุมด้านหน้า สวิตช์หนึ่งพินเชื่อมต่อกับ + ของบาร์เรล DC และอีกอันหนึ่งกับอินพุต 12V ของไดรเวอร์ สิ่งนี้จำเป็นเมื่อใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ Li-ion

ขั้นตอนที่ 7: การเพิ่ม Ilumination

โดยทั่วไปอนุภาคที่ลอยได้จะมีขนาดเล็ก และสิ่งเล็ก ๆ น้อย ๆ ก็มองเห็นได้ยากเช่นกัน ดังนั้นฉันคิดว่าการส่องสว่างด้วย LED เป็นความคิดที่ดี ฉันเพิ่งเจาะรูพลาสติกขนาด 3 มม. สองรูที่ด้านบนและด้านล่างของเครื่องลิฟเตอร์ จากนั้นฉันก็ติด LED ทั้งสองเข้าที่และเชื่อมต่อกับเอาต์พุต 3.3V ของ Arduino nano

แนวคิดที่ยอดเยี่ยมประการหนึ่งคือการทาสีอนุภาคที่จะลอยขึ้นมาด้วยปากกาเน้นข้อความยูวีและหลอด LED แบบยูวีติดกาว แทนที่จะเป็นแบบคลาสสิก ฉันเพิ่มทั้งการส่องสว่างแบบปกติและแบบยูวี ฉันยังเพิ่มสวิตช์เพื่อให้ฉันสามารถสลับระหว่าง UV และปกติได้ ตำแหน่งที่ดีที่สุดในการวาง UV LEDs อยู่ในช่องว่างระหว่างแผงควบคุมและส่วนอื่นๆ ของเคส

หากคุณต้องการการส่องสว่างแบบปกติ เพียงเชื่อมต่อทั้ง LED สีขาวกับเอาต์พุต GND และ 3.3V ของ Arduino nano หากต้องการทั้งแบบธรรมดาและแบบยูวี ให้ทำตามแบบโครงการ ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการติดตั้ง UV LEDs อยู่ในขั้นตอนที่ 10

ฉันอัปโหลดภาพบางส่วนเพื่อเปรียบเทียบ UV และ LED ภาพทั้งหมดเหล่านี้ถ่ายในที่มืดสนิท (ไม่มีแสงโดยรอบ) อย่างที่คุณเห็น ไฟ LED ปกติจะส่องสว่างทั้งอุปกรณ์ ในขณะที่ LED UV จะเน้นที่อนุภาคเอง (และตอนกลางคืนจะเย็นมาก)

ขั้นตอนที่ 8: อิเล็กทรอนิกส์ - เล่ม II

ในตอนแรก คุณต้องถอดเครื่องกันขน 10K ดั้งเดิมออกจาก LM2577 และแทนที่ด้วยโพเทนชิออมิเตอร์ที่แม่นยำ 10K การเพิ่มปุ่มโพเทนชิออมิเตอร์ก็เป็นความคิดที่ดีเช่นกัน

ต่อ + ขั้วของ DC บาร์เรลกับ IN+ ของ LM2577 และเชื่อมต่อ - จาก DC บาร์เรลกับ IN- ของ LM2577 จากนั้นต่อ OUT+ และ OUT- จาก LM2577 เป็น 12V และ GND ของ L298N

ขั้นตอนที่ 9: เพิ่มแผงควบคุม

เมื่อมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากที่ต้องควบคุมในอุปกรณ์นี้ ฉันคิดว่าการเพิ่มแผงควบคุมเป็นสิ่งที่ดี นี่คือสิ่งที่คุณสามารถควบคุมได้จากแผงนี้:

1) เปิดเครื่องหรือ OF

2) สลับระหว่างไฟ LED สีขาวและไฟ LED UV

3) ควบคุมและตรวจสอบแรงดันไฟที่เข้าสู่ตัวขับ (สิ่งนี้สำคัญเมื่อวัตถุที่ลอยได้ไม่สมมาตรและเสถียร)

ดังนั้น ฉันเพิ่งเจาะสามรูสำหรับสวิตช์สองตัว และสำหรับโพเทนชิออมิเตอร์และติด LM2577 ให้เข้าที่ รูสำหรับแสดงแรงดันไฟฟ้าถูกตัดด้วยเลเซอร์ จากนั้นฉันก็ติดหลอด UV LED สิ่งสำคัญคือต้องเล็ง UV LED อย่างแม่นยำ (เป็นลำแสงที่มากกว่าแสง)

ขั้นตอนที่ 10: Acoustic Levitator เวอร์ชัน 2.0

ขอแสดงความยินดี! คุณทำเสร็จแล้ว! ไม่มีสิ่งปลูกสร้างอีกต่อไป เพลิดเพลินกับอุปกรณ์ของคุณ

ขั้นตอนที่ 11: กล้อง

เมื่อคุณแสดงเครื่องช่วยหายใจให้คนจำนวนมากดูในงานนำเสนอ (เกิดขึ้นกับฉันมาก) หรือเมื่อคุณต้องการสร้างรูปถ่ายของสิ่งที่คุณกำลังลอยอยู่ การมีกล้องลอยน้ำจะเป็นประโยชน์ ฉันซื้อกล้องเอนโดสโคปขนาดเล็กราคาถูกจากอีเบย์ และทำที่ใส่เครื่องพิมพ์ 3 มิติสำหรับกล้องนั้น คุณสามารถใส่กล้องเข้าไปในที่ยึด ใส่ที่ยึดเข้าไปในเครื่องยก และคุณสามารถเพิ่มพลังให้กล้องได้ นี่คือหน้าของสิ่งต่างๆ สำหรับผู้ถือ

ขั้นตอนที่ 12: จัดระเบียบอนุภาคของคุณ

ไม่จำเป็น แต่ฉันคิดว่ามันดีที่จะพูดถึงมัน มีหลายประเภทที่คุณสามารถลอยได้ แต่พื้นฐานคือ: โฟม น้ำ และแอลกอฮอล์ คุณต้องใช้เครื่องมือบางอย่าง เช่น แหนบและหลอดฉีดยา ดังนั้นฉันจึงนำกล่องเล็กๆ จากมินต์ ติดฉลาก ใส่ในกล่องที่ใหญ่ขึ้นเพื่อจัดระเบียบอนุภาคสำหรับการลอยตัว

ขั้นตอนที่ 13: การทดลองอื่นๆ

เมื่อฉันกำลังเล่นกับเครื่องลอย ฉันได้ค้นพบการทดลองสนุกๆ บางอย่าง (นอกเหนือจากการลอยตัว)

การทดลองแรกคือคนไม่ควรได้ยินเสียงลอย (เพราะความถี่ 40khz) บางคนได้ยินความถี่สูงมากเมื่ออยู่ใกล้ตัวลอย แต่นั่นเป็นเพียงคลื่นเสียงที่สะท้อนออกจากวัตถุอื่น แต่คนกลุ่มนี้มีขนาดเล็กมาก (1 ใน 10 ส่วนใหญ่เป็นเด็ก) แต่ถ้าคุณใส่วัตถุบางอย่างลงในช่องเสียง วัตถุเหล่านั้นจะสะท้อนและทำให้เกิดความถี่ที่ต่ำกว่ามาก ทุกคนได้ยินความถี่นี้ อลูมิเนียมฟอยล์มีผลสะท้อนที่แข็งแกร่งที่สุดจากสิ่งที่ฉันลอง

การทดลองที่สองคือเครื่องดับเพลิง สนามแรงดันเสียงนั้นแรงพอที่จะเป่าเทียนได้ ดังนั้นคุณเพียงแค่จุดเทียนแล้วใส่ลงในเครื่องลิฟเตอร์ เปิดเครื่องลิฟเตอร์ แล้วดู เทียนควรจะเป่าออกในเวลาอันสั้น

คำเตือน: ใส่เทียนลงในเครื่องลิฟเตอร์ที่เปิดอยู่เสมอ (เพื่อให้คุณใช้เวลาน้อยที่สุดในเครื่องลอย) มิฉะนั้น คุณอาจเสี่ยงต่อทรานสดิวเซอร์ที่สร้างความเสียหาย

ขั้นตอนที่ 14: ความคิดสุดท้าย

ขอบคุณที่อ่านคำแนะนำทั้งหมดนี้มาจนถึงจุดนี้

ฉันคิดว่าเครื่องช่วยหายใจแบบอะคูสติกเป็นสิ่งที่เจ๋งจริงๆ เป็นการทดลองฟิสิกส์ที่น่าสนใจและให้ความรู้ ขอบคุณมากสำหรับ Asier Marzo ที่เขาแบ่งปันคำแนะนำสำหรับเครื่องช่วยหายใจแบบอะคูสติก มันสนุกและให้ความรู้

ฉันเพิ่มรูปลักษณ์ที่หรูหราให้กับอุปกรณ์ล้ำยุคนี้ ฉันหวังว่าบางท่านที่อ่านข้อความนี้จะสร้างกรณีที่ดี สนุก!