文 号

t78441

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abc555(楼主) 2 年前 -2016-01-02 22:38t784410楼
效果
257523

悬浮原理:
发射面与反射面之间的距离为nλ/2(n为自然数,λ声波在空气中传播时的波长),发射端(换能器)所发射出的超声波,与反射端反射回去的超声波会相互叠加进而形成驻波,在驻波的波节处,两侧声压方向相反。这些驻波节点之间是间距为λ/2,辐射压力具有回复力的特性,可以将被悬浮物的位置维持在声压节点附近处。对于比较重的物体,其悬浮位置会偏向驻波声压节点稍下方。
257533


图片来自



以上说的都是废话,其实我是来讲换能器驱动的。
关于换能器的匹配:
换能器的等效电路图
257528


C0是换能器的静态电容,C1为动态电容,L1为动态电感,R1为动态电阻。

换能器的并联匹配
257529


在换能器两端并联一个电感为Lp,当匹配电感满足257525
时候,系统呈现纯阻性,阻抗为R1。WrC1L1的串联谐振频率。


换能器的串联匹配
257530
257531


换能器工作在串联谐振频率点ws,在此谐振频率点,电路可以从a等效为b,当匹配电感满足公式257526
的时候,系统呈现纯阻性,阻抗为257527


另外还可以通过在换能器两端并联电容(相当于增大C0),来调整电路工作状态。

换能器的驱动电路图:
257535

CD4046输出的方波通过4081和4001产生死区时间,然后给图腾驱动MOS管
死区时间还可以只用一片4001产生:
257532

我这要用门电路给反馈信号整形,所以用了两片门芯片。
变压器用的是现成的,EC4220磁芯,初级0.45X203+3T,次级0.62单股90T。算了一下,刚好合适。
将采样的电压电流信号经过RC延时,4001整形后反馈给4046。调整延迟时间就可以调整电路工作状态。
由于用的是推挽,所以换能器采用串联匹配,那么在谐振频率附近,频率低时呈现容性,频率高时呈现感性。所以电压反馈给40463脚,电流反馈给14脚。用第2鉴相器使电压电流相位一致。

关于串联匹配电感的值怎么确定,257526
公式中的R1不方便测量,就靠蒙了[s::lol]  在磁芯骨架上绕一个电感,通过调整气息来调整电感量,然后观察电流波形。

电感过小:电流波形像严重失真的正弦,电流过大。无论怎么调节频率,都不会谐振。电流超前电压。MOS管发热严重。

电感适中:频率低时,电流是锯齿波。随着频率增大,电流(锯齿波)幅度先减小,后增大,此时是正弦波,并且超前于电压。频率继续增大,电流(正弦)电压同相,随后电流(正弦)滞后于电压,频率再增大,电流变成锯齿波。适当的增加电感量可以使电流幅度减小,减小MOS管发热。但电感太大很容易失谐。


电感过大:无论怎么调节频率,电流波形都是锯齿波,仅在谐振点稍微有变化。

我用的换能器是25KHz/100W的,静电容7nF。其他规格的换能器应该也可以这样找匹配电感的值。
最终确定的电感量是11mH,在EE4220磁芯骨架上用0.59漆包线绕300T左右,开4mm气息得到。
匹配电感:
257534


电路板:
257524





fuwen02022 年前 -2016-01-02 22:478027011楼
沙发,学习了,数据详实,,第一次见。。。

无敌把妹手2 年前 -2016-01-02 23:248027122楼
厉害

航模发烧友2 年前 -2016-01-02 23:298027133楼
做这个!不单单定在一点,还能在一个平面内移动的[s::lol]
点击此处查看视频

航模发烧友2 年前 -2016-01-02 23:358027154楼

ne5552 年前 -2016-01-03 00:448027235楼
楼主,输入换能器的功率是多少
另外需要注意的是,这种换能器的形变量不大,在空气中如果不加变幅杆,输入功率过大,会因负载太小而损毁

177689402 年前 -2016-01-03 02:398027316楼
666666到飞起

abc555(楼主) 2 年前 -2016-01-03 07:368027407楼
引用 ne555:
楼主,输入换能器的功率是多少
另外需要注意的是,这种换能器的形变量不大,在空气中如果不加变幅杆,输入功率过大,会因负载太小而损毁
变压器输出功率接近100W了,感觉变压器的升压比太大了,开久了换能器发烫。买换能器的时候卖家也说过不要空载运行。等我玩够了就改清洗机[s::lol]

俗世怂人2 年前 -2016-01-03 08:268027428楼
Q1:那个J1是啥意思。看到实物图你放了跳线帽,Q2:请教一下,你开气息是磨一点测一下么?还是一点点塞纸片

abc555(楼主) 2 年前 -2016-01-03 08:538027439楼
引用 俗世怂人:
Q1:那个J1是啥意思。看到实物图你放了跳线帽,Q2:请教一下,你开气息是磨一点测一下么?还是一点点塞纸片
J1是排针,通过跳线帽选择VCO的控制电压,用来调整中心频率
开气息是垫纸片,确定电感量后垫的是亚克力板

俗世怂人2 年前 -2016-01-03 09:0380274610楼
引用 abc555:
J1是排针,通过跳线帽选择VCO的控制电压,用来调整中心频率
开气息是垫纸片,确定电感量后垫的是亚克力板
中心频率的切换功能有必要?。R15用的39欧,是就是39欧么?Q2电压反馈的那R17 R3 R11如何确定阻值?

俗世怂人2 年前 -2016-01-03 09:0480274711楼
引用 abc555:
J1是排针,通过跳线帽选择VCO的控制电压,用来调整中心频率
开气息是垫纸片,确定电感量后垫的是亚克力板
环能片能工作多久?单粒悬浮能多重?

张静茹2 年前 -2016-01-03 09:2180274912楼
好棒! 会不会对听力有危害?

abc555(楼主) 2 年前 -2016-01-03 10:0580276013楼
引用 俗世怂人:
环能片能工作多久?单粒悬浮能多重?
变压器一开始用的是初级5+5T,次级100T的,换能器开几分钟只是温热。
后来想加大功率,换成1楼的那个变压器,换能器开几分钟就烫手了(换能器的工作温度一般不超过80度)。所以玩悬浮还是用变比小一点的变压器。
我只悬浮过泡沫,没具体研究过最重能到多少,但是看见有人加变幅杆后能悬浮3mm钢珠。

abc555(楼主) 2 年前 -2016-01-03 10:0880276214楼
引用 张静茹:
好棒! 会不会对听力有危害?
超声波对听力应该是有危害的……
换能器噪音也不小(视频中消音了)

俗世怂人2 年前 -2016-01-03 10:2580276715楼
引用 abc555:
变压器一开始用的是初级5+5T,次级100T的,换能器开几分钟只是温热。
后来想加大功率,换成1楼的那个变压器,换能器开几分钟就烫手了(换能器的工作温度一般不超过80度)。所以玩悬浮还是用变比小一点的变压器。
我只悬浮过泡沫,没具体研究过最...
我打算做一个默默装逼,一套下来我看也就100多嘛。调试麻烦不?这图后续能直接当清洗机用么

俗世怂人2 年前 -2016-01-03 10:2680276816楼
引用 abc555:
超声波对听力应该是有危害的……
换能器噪音也不小(视频中消音了)
可否给个没消音的?和高速开车窗哪个更吵

俗世怂人2 年前 -2016-01-03 10:2980277117楼
引用 abc555:
变压器一开始用的是初级5+5T,次级100T的,换能器开几分钟只是温热。
后来想加大功率,换成1楼的那个变压器,换能器开几分钟就烫手了(换能器的工作温度一般不超过80度)。所以玩悬浮还是用变比小一点的变压器。
我只悬浮过泡沫,没具体研究过最...
WOC,变幅杆的价格简直。。。。算了我还是悬浮泡沫吧。看到不少人装逼悬浮水,那种得KW级别了把。。。

abc555(楼主) 2 年前 -2016-01-03 12:5880280118楼
引用 俗世怂人:
WOC,变幅杆的价格简直。。。。算了我还是悬浮泡沫吧。看到不少人装逼悬浮水,那种得KW级别了把。。。
调试没有雾化的麻烦,电路不变可以直接用在清洗机上。
这个是没消声的驻波悬浮22.mp4
看的时候音量开小一点[s::lol] 拍的时候靠得很近。噪音当然没有高速开车窗的大。
换能器的噪音其实是很尖的,可能会由于喇叭的原因听上去变了。


如果有变幅杆的话就可以减小换能器的功率,悬浮水滴用不着KW,不知道我这个把距离调近点能不能悬浮水滴,不过最近没空玩了,考试多发期……

俗世怂人2 年前 -2016-01-03 15:4780282419楼
引用 abc555:
调试没有雾化的麻烦,电路不变可以直接用在清洗机上。
这个是没消声的看的时候音量开小一点 拍的时候靠得很近。噪音当然没有高速开车窗的大。
换能器的噪音其实是很尖的,可能会由于喇叭的原因听上去变了。

如果有变幅杆的话就可以减小换能器的...
打开的时候卡了,那时刚好在给新焊接的板子通电,吓死宝宝了。感觉跟喷气发动机一样。。。。

abc555(楼主) 2 年前 -2016-01-03 19:4780285220楼
引用 俗世怂人:
打开的时候卡了,那时刚好在给新焊接的板子通电,吓死宝宝了。感觉跟喷气发动机一样。。。。
哈哈,笑死……
看了4楼的视频,想到如果只做悬浮的话,可以用市电整流,单管定频驱动,换能器用并联匹配。这样可以化简电路。做悬浮的话尽量选低频的换能器,频率越低换能器的振幅越大。

shzyzlj2 年前 -2016-01-04 09:0980288521楼
你的超声悬浮超声振子功率多大?我想做个教具,不知振头空载是否会烧坏?

[修改于 2 年前 - 2016-01-04 09:12:45]


abc555(楼主) 2 年前 -2016-01-04 12:2780290222楼
引用 shzyzlj:
你的超声悬浮超声振子功率多大?我想做个教具,不知振头空载是否会烧坏?
振子功率是100W的,如果悬浮泡沫的话,不用100W都能悬浮。
空载有可能会烧坏振子,所以驱动功率做小点。

俗世怂人2 年前 -2016-01-04 13:0180290623楼
引用 abc555:
振子功率是100W的,如果悬浮泡沫的话,不用100W都能悬浮。
空载有可能会烧坏振子,所以驱动功率做小点。
振子100W我看有40多包邮的,这价钱合适么?搭好电路是不是只要调节电感就行?

abc555(楼主) 2 年前 -2016-01-04 13:2580291424楼
引用 俗世怂人:
振子100W我看有40多包邮的,这价钱合适么?搭好电路是不是只要调节电感就行?
频率多少?我的是45包邮。
先定频调电感,然后追频调反馈信号的相位。
你不考虑单管么?那样简单很多

俗世怂人2 年前 -2016-01-04 18:0780294025楼
引用 abc555:
频率多少?我的是45包邮。
先定频调电感,然后追频调反馈信号的相位。
你不考虑单管么?那样简单很多
25K 100W,淘宝貌似就一家包邮,看来买的是一样的了。打算做个追频方便使用

仓生木品2 年前 -2016-01-06 10:1180311726楼
好贴必顶[s::lol]

buck2 年前 -2016-01-06 13:5480314027楼
引用 俗世怂人:
25K 100W,淘宝貌似就一家包邮,看来买的是一样的了。打算做个追频方便使用
能给个链接吗,不方便的话私信也行,谢谢

俗世怂人2 年前 -2016-01-06 14:0080314328楼
引用 buck:
能给个链接吗,不方便的话私信也行,谢谢
。。自己搜不就好了。。。。。。。。

buck2 年前 -2016-01-06 16:1180315229楼
引用 俗世怂人:
。。自己搜不就好了。。。。。。。。
没有找到25K 100W,还45包邮的,您方便给我发私信吗


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