Ultraschall "levitator" fragen

#7672503
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Habe einen ultraschall "levitator" gekauft. Das funktioniert wirklich. Die styrokugel schwebt. Frequenz ist 39.72 khz, erzeugt von einem STC15W204S. Der uc hat einen 4-pin bus rausgeführt, wahrscheinlich zum proggen. Kann ich die frequenz variabel machen? Wie ist das prinzip, warum schwebt das?

Schaltbild im pdf.

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#7672509
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Hadmut F. schrieb:

Frequenz ist 39.72 khz,

Technisch gesehen finde ich es durchaus interessant, dass man mittels Schallwellen etwas zum schweben bringen kann.

Ich selbt bin in einem Alter, in dem meine Hörfähigkeit langsam abnimmt, insbesonderen im "oberen menschlichen Frequenzbereich". Ich werde von ca. 40 Khz nichts mitbekommen und nur die schwebende Kugel bestaunen.

Was aber sagt denn Hund&Katze, oder ein junger Mensch zur genutzen Frequenz? Die haben ja ein ganz anderes Hörspektrum.

Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #7672573
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Hadmut F. schrieb:

Wie ist das prinzip, warum schwebt das?

Wenn du dir einen Staubmull vor einem Subwoofer vorstellen kannst, der von der Luftströmung der mechanischen Bewegung der Membran hin- und hergeblasen wird, bist du schon auf dem richtigen Weg.

Kann ich die frequenz variabel machen?

Dann musst du aber auch den Abstand der beiden Strahler variabel machen. Denn sonst gibt es keine stehende Welle und auch keinen definierten Knoten mehr, wo die Kugel gefangen werden könnte.

BTW: weil die Schallgeschwindigkeit auch von der Lufttemperatur abhängig ist, könnte es sein, dass das Ding im Kühlhaus oder der Sauna nicht so gut wie bei Zimmertemperatur funktioniert.

#7672649
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Man kann die Frequenz um etwa ±0.3% verändern, indem man den Mikrocontroller U1 erhitzt oder abkühlt. Datenblatt: https://www.stcmicro.com/stc/stc15f104w.html "Internal high- precise R/C clock(±0.3%) with ±1% temperature drift (-40℃~+85℃) while ±0.6% (-20℃ ~+65℃) in normal temperature" da kein Quarz angeschlossen ist, geht ohne Programmänderung nicht mehr.

#7672692
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Frequenz ist 39.72 kHz

Auf den Amazon-Seiten steht höchstens "ca. 40 kHz", sind das echte Messwerte?

Der Mikrocontroller wäre neu programmierbar, im Text steht, dass der Programmieranschluss P1 normalerweise nicht bestückt wird. Auf Chinenglish: "P1 interface no need install components. It is used to update code on STC15F104W. It is not recommended to update the code and designers also do not share or provide code." also wenig Chancen.

#7672735
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sind das echte Messwerte?

Gemessen

also wenig Chancen. Schade. Wenn das wie arduino proggbar wäre könnte ich versuchen ob man mit einer phasenverschiebung oben/unten die styrokugel bewegen kann.

Seriall proggen geht, aber unbekannte tools: https://github.com/elek-tron/Programmable-MCU-STC15F104W-Development-Board?tab=readme-ov-file

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#7672823
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Ich frag mich ob ich da einen 328p arduino reinmachen soll. Hab noch eine zweiten bausatz, die kosten keine 5 eur. Damit könnte man die frequenz fein tunen, die phasenlage oben/unten verschieben und eine weniger harte ansteuerung machen.

Eine genaue erklärung wie die stehenden schallwellen wirken habe ich nicht gefunden. Da folgt ja auf jede lokale kompression auch eine dekompression. Jeder "aufwärtswind" wird wenig später von einem "abwärtswind" abgelöst.

Wie geht das?

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#7672974
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Mit dem code kann ich das 40khz signal mit variabler intensität erzeugen

1
#define PWM_CT1A  9 //OC1A
2
#define PWM_CT1B 10 //OC1B
3

4
void setup()
5
{
6
  pinMode(PWM_CT1A,OUTPUT);
7
  pinMode(PWM_CT1B,OUTPUT);
8
  TCCR1A = (1<<COM1A1)+(1<<COM1B1)+(1<<COM1B0)+(1<<WGM11); 
9
  TCCR1B = (1<<WGM13)+(1<<CS10); // prescaler = 1; 
10
  ICR1  = 400; // 32mhz chip
11
  OCR1A = 100;
12
  OCR1B = 300;
13
}
14

15
int pwm;
16

17
void loop()
18
{
19
  delay(50);
20
  OCR1A = 100 + pwm;
21
  OCR1B = 300 - pwm;
22
}

Was aber nicht geht ist die phase gegeneinander zu verschieben. Da muss ich wohl 2 counter verwenden und mit "top" ICR1 spielen. Der china 328p clone LGT8F328 hat ja einen zweiten 16-bit counter. Jemand eine bessere idee?

Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #7673061
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Hadmut F. schrieb:

khz ... mhz

kHz und MHz. So viel Zeit zum Drücken der Shifttaste muss für einen Elektroniker sein.

Jemand eine bessere idee?

Wofür? Zum "spielen", welche Frequenz mit welcher Phase sich wie auswirkt?

Da hätte ich die bessere Idee, einen 2-kanaligen Signalgenerator zu nehmen. Meiner von Siglent könnte das:

Jemand eine bessere idee?

Man könnte das Ganze einfach mal anhand der Wellenlängen ausrechnen, dann müsste man nur noch die Parameter ausprobieren, die vermutlich wirklich funktionieren.

Dabei beachten, dass es auf diese Distanz mehrere Knotenpunkte geben wird, die was "festhalten" können:

Jemand eine bessere idee?

Ich hätte da nochmal eine:

1
Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!
2
- Groß- und Kleinschreibung verwenden
#7673484
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Lol. Das läuft. Geht bei 39 khz besser als bei 40khz. Die pulsbreite kann problemlos auf 50% reduziert werden. Bild ist mit arduino pwm gesteuert, kein stc prozessor eingelötet. Unscharfes KO bild zeigt spannung über den wandlern.

Das mit der phasenverschiebung oben / unten wird nicht klappen weil die ultraschalldinger parallel sind :( Müsste einen weiteren treiber reinmachen.

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Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #7673530
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Hadmut F. schrieb:

Das mit der phasenverschiebung oben / unten wird nicht klappen weil die ultraschalldinger parallel sind

Diese Parallelschaltung war schon beim ersten Bild im Thread leicht erkennbar.

Aber trotzdem: du könntest ganz einfach eine 180° Phasenverschiebung machen, indem du die obere Leiterplatte drehst.

Und du könntest eine beliebige Phasenverschiebung machen, indem du die Länge der Schraubbolzen änderst...

#7674759
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Wegstaben V. schrieb:

Was aber sagt denn Hund&Katze, oder ein junger Mensch zur genutzen Frequenz? Die haben ja ein ganz anderes Hörspektrum.

Bis etwa Mitte 20 konnte ich die Ablenkfrequenz eines Fernsehers gut wahrnehmen. Den 19 kHz Pilotton konnte ich bei einem erst abgebremsten Tonband und dann wieder auf Nenngeschwindigkeit hoch laufend gerade noch wahrnehmen. 40 kHz wird kein Mensch mehr hören können.

mfg

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#7680905
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Hadmut F. schrieb:

Das ganze sollte doch auch mit nur einem transducer und einem reflektor klappen. Das frequenz-feintuning sollte kein problem sein. Was ist ein guter akkustischer reflektor?

Ein Material, dessen akustische Impedanz (= Dichte * Schallgeschwindigkeit) möglichst verschieden von Luft ist. Allerdings sind die meisten festen Stoffe (Metall, Holz, Kunststoff, Pappe) da gut genug.

Interessant wäre da noch die Form. Ein kleiner Parabolspiegel vielleicht?

#7680920
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Ich hab die unbestükte platine des ersatz-teils genommen.

Det funktioniert tatsächlich ! Frequenz muss aber +- 200hz genau sein. Und spannung 14V anstatt 12V.

Dachte ich kann das dings mit der frequenz wandern lassen, geht aber nicht. Man müsste die freq so schnell ändern dass zwischen driekt und reflektiert eine phasenverschiebung zustandekommt. Und dann eine ganze phasenlage springen und von neuem?

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