Процесс изготовления ультразвуковой ванны

Преимущества ультразвука

Изучение принципов действия и характеристик раскрывает огромный потенциал ультразвуковых агрегатов. Среди явных плюсов отмечают:

• простоту проведения процесса при высокой эффективности (80-100 %);
• возможность загрузки различных материалов (от пищевых продуктов до сложного оборудования);
• дезинфицирующие качества и способность устранить застарелую грязь;
• минимальный риск нанести повреждения;
• возможность автоматизации работ;
• безопасность применения для человека.

В лабораториях аппарат способствует катализации физико-химических процессов. Мы представляем в каталоге сайта линейку качественных ванн с долгим сроком эксплуатации. Если характеристики не устраивают, будет проведена разработка аппарата с заданными характеристиками для выполнения конкретной задачи.

Из чего состоит ванна ультразвуковой очистки?

Внешне этот прибор представляет собой не очень большую емкость объемом около 1 л (встречаются образцы и более крупного размера, вмещающие в себя 5, 10 и больше литров), изготовленную, как правило, из нержавеющей стали. Такого размера ванны вполне хватает для того, чтобы обработать самые разные устройства и механизмы.

В конструкцию подобного изделия входит 3 основных элемента:

1. Излучатель, основное назначение которого – преобразовывать электрические колебания, создаваемые ультразвуком, в механические, которые впоследствии передаются в жидкость ванны через ее стенки.
2. Генератор, служащий источником появления вибрации.
3. Нагревательный элемент. Его главная функция – сделать так, чтобы жидкость для ультразвуковой ванны имела постоянную температуру, равную 70°C. Стоит отметить, что иногда в конструкцию прибора такой структурный компонент может и не входить, однако его наличие однозначно способствует более качественной очистке.

Как сделать ультразвуковую ванну своими руками?

Решением станет ультразвуковая ванна своими руками. Во сколько она вам обойдется, и какие от этого выгоды — разберем ниже.

Покупать ультразвуковую ванну или собирать самому?

Для начала давайте разберемся, во сколько вам обойдется готовая ультразвуковая ванна.

В зависимости от целей использования вы можете приобрести портативный вариант или его расширенную версию. Предприниматели, которые держат автомастерские, часто покупают такую технику для чистки деталей автомобилей (форсунки, клапаны и другое).

По объему ультразвуковые ванны разделяют на:

1. Портативные.

*Небольшие устройства вместимостью 1 — 2 литра. Оптимальный вариант для домашнего пользования.

Если у вас своя мастерская, можно заказать дополнительные опции за 20 — 30% к конечной цене.

Промышленные.

*Используются на специализированных предприятиях. Каждый такой агрегат оборудован по полной программе и может стать незаменимым помощником в ведении бизнеса.

Расценки на ультразвуковые ванны по стране скачут от 4 000 до 20 000 рублей на портативные и в пределах 15 000 – 40 000 на их промышленные аналоги. По минимальной цене вы получите стандартный агрегат с минимумом дополнительных функций.

Сборка ультразвуковой ванны своими руками может вам обойтись в 2 — 3 раза дешевле . Главное иметь начальные навыки владения паяльником и найти нужные материалы.

Инструкция по сборке ультразвуковой ванны своими руками.

Что если вам потребуется проводить чистку крупных сельскохозяйственных деталей, таких как трактор или комбайн?

Тратить 50 000 рублей на 3 – 4х-разовое использование в год будет не особо заманчивым предложением.

Все элементы стоит подготовить заранее.

Для сборки потребуются элементарные знания физики по школьной программе. Если вы на практике занимались сборкой домашней радиотехники, то соорудить ультразвуковую ванну не составит труда.

Пошаговый план сборки ультразвуковой ванны.

1. Вокруг пластиковой трубки обматываем катушку с ферритовым стержнем.

По окончании перемотки стержень необходимо оставить на конце катушки. На его свободный конец одевается магнит.

У нас получилась одна из главных составляющих – ультразвуковой излучатель.
Емкость из керамики крепим на металлической основе.

В зависимости от ваших потребностей подбирайте соответствующий размер посудины.

Полученная конструкция будет ванной для погружения деталей.

Дно ванны просверливаем и вставляем в разъем наш ультразвуковой излучатель.
Добавляем еще 2 отверстия для наполнения и слива очищающего вещества.
Если в планах соорудить крупногабаритное устройство, следует позаботиться об установке насоса для быстрой подачи/откачки раствора.
Для подачи импульсного напряжения используйте трансформатор со старого компьютера или телевизора.

Таким образом, мы решим проблему с постоянным напряжением в сети цепи.

Заполните ультразвуковую ванну и проверьте работоспособность.

Чтобы увидеть наглядный результат, потребуется около 3 часов.

Существует хитрость, которая позволит сэкономить кучу времени. Для тестирования подойдет обычная пищевая фольга.

Помните ее хорошенько и положите в наполненную керамическую емкость. После включения питания вы заметите, как фольга в местах сгибов начинает понемногу разлагаться. Весь тест займет не более 2 минут.

После удачного испытания вы можете считать, что ультразвуковая ванна своими руками готова к использованию.

Какая жидкость применяется в ультразвуковой ванне?

Есть 2 варианта:

1. Вода + ПАВ (поверхностно-активное вещество).

*Используется для очистки от налета золота, серебра и других драгоценных материалов. В свободном доступе в хозяйственных магазинах страны.

Спиртовой раствор.

*Для работы с микросхемами и платами.

Спирт предотвращает замыкание и прекрасно помогает в случаях, когда вода бессильна.

Иногда для очистки деталей автомобильной техники используют керосиновые или бензиновые смеси, но из-за опасности воспламенения лучше перейти к более щадящим методам.

Тут хорошим вариантом станут растворы порошков и других моющих средств.

Самостоятельная сборка

Керамическая емкость фиксируется на металлической основе. На дне ванны по центру высверливается отверстие, в которое вставляется излучатель. Он должен запитываться от сети через импульсный трансформатор, который можно снять со старого телевизора или монитора. Необходимо также просверлить отверстия для подачи и слива жидкости и вставить в них трубки.

После подключения к цепи источника питания в УЗВ наливается жидкость для пробного запуска прибора. Для выполнения быстрого теста используют тонкую фольгу. Кусок материала кладут в ванну и включают самодельное устройство. Если оно собрано правильно, то в местах сгиба фольга начнет быстро разрушаться.

Дополнительные функции

Использование аксессуаров и специальных возможностей упрощает и облегчает работу прибора, в некоторых случаях – повышает эффективность.

Самые распространенные функции:

• Многорежимность. Простейшие бытовые УЗ-ванны работают с 1-2 режимами. Полупрофессиональные позволяют настраивать до 5 режимов. Разнообразие связано с характером работы и назначения очистки.
• Таймер отмеряет время работы и автоматически отключает прибор, предусмотрен почти на всех моделях, кроме самых простых и бюджетных домашних вариантов.
• Подогрев имеют практически все модели, он повышает эффективность и ускоряет процесс. Нагрев жидкости проводится максимум до 70°С, это даже больше необходимых значений. Оптимальной температурой нагрева являются 50°-60°С.
• Защита – отключит прибор без жидкости и спасет его от перегрева.
• Антистатика – свойство полезное при ремонте сотовых и оргтехники, его также добиваются, применяя специфичные очистители.
• Электронные панели управления, световые индикаторы. Конечно, это накрутки, которые повышают цену УЗ-ванны, но обходиться без них сложно.
• Аксессуары помогают сделать работу простой и легкой. Это сетки и корзинки для размещение и промывания деталей, они защитят стальную емкость от соприкосновения с предметами, повреждений и царапин. Это основательно продлит срок службы прибора. К аксессуарам можно отнести и прозрачные крышки. Это очень удобно, особенно при одновременной чистке нескольких мелких изделий.

Статья по теме: Резка керамической плитки в домашних условиях

Как почистить монеты в ультразвуковой ванне, смотрите в следующем видео.

Выбрать УЗ-ванну – шаг важный и ответственный, который полностью зависит от назначения чистки, области применения. Именно с оглядкой на них выбирают рабочие параметры:

• Объем УЗ-ванны связан с размером и количеством деталей, предметов, которые вы будете чистить. Запрещают класть эти предметы на поверхность ванны (есть вероятность резонанса и последующей поломки прибора), поэтому в комплект лучше приобрести корзину, чтобы до дна оставалось минимум 3 см.
• Частота волн – это понятие из прикладной физики. В зависимости от характера чистки и чувствительности материала подбирают рабочую частоту или выбирают УЗ-ванну с настроенным диапазоном.

20-50 кГц – относительно грубая чистка, применяется для промышленных объектов и деталей, в автомобильной промышленности. Частота в 20кГц может разрушать клеточные структуры, а вот 35-40 кГц – рабочий диапазон для бытовой чистки стойких поверхностей.

50-100 кГц – интенсивная и более мягкая чистка, используется в медицине и ювелирном деле. Подходит для частичной стерилизации.

Принцип действия и элементы конструкции

Для того чтобы правильно использовать ультразвуковую ванну, важно знать, как она работает. Для функционирования оборудования необходима жидкость, в состав которой входит спирт, другое вещество химического происхождения, а также активная и обычная вода

После наполнения емкости такой жидкостью внутрь помещается деталь. Время очистки составляет обычно 2-3 минуты, но может увеличиваться, если деталь покрыта слишком большим слоем грязи, к примеру.

Обычно такая конструкция собирается из стали нержавеющей марки. Основу ультразвуковой ванны для чистки составляют три следующих элемента:

• Первый элемент — излучатель. Основная функция данного прибора — это преобразование электрических колебаний, которые создаются под действием ультразвука. Тип таких колебаний — механический, а передаются они жидкости через стенки емкости.
• Для создания вибрации в конструкцию ванны всегда входит генератор.
• Последний элемент — это нагреватель, который будет постоянно поддерживать температуру жидкости в ванне. Поддерживаемая температура обычно составляет 70 градусов.

Стоит сказать, что нагреватель не является необходимым, и есть модели, которые функционируют без него. Однако его наличие значительно улучшает показатели прибора.

Инструкция по изготовлению

1. Для начала надо взять трубку, сделанную из пластмассы или стекла. Затем на нее следует намотать катушку. Следует заметить, что стержень из ферита должен свисать свободно. К его окончанию прицепите магнит круглой формы, который был заимствован у динамика. Таким образом, вы соорудите магнитострикционное преобразовательное устройство.
2. Встройте фарфоровую ванну в стальное основание. Это необходимо, дабы изделие впоследствии легко передвигалось.
3. Далее, чтобы ультразвуковая ванна своими руками была сделана правильно – просверлите в дне емкости дыру, куда следует вставить головку с преобразователем.
4. Теперь к емкости следует прикрепить входные, выходные трубки, т.е. сделать дыры, по ним жидкость попадет в ванну и спускается с нее. При конструировании большого устройства, помните, что в его конструкции должен быть насос, улучшающий прибытие жидкости.
5. Чтобы поднять напряжение для более эффективного функционирования прибора применяйте импульсивный сетевой трансформатор, который можно найти в блоке питания телевизора или в компьютере.
6. В конце сделайте экспериментальный запуск ультразвукового прибора, чтобы убедиться, что нет сбоев и неточностей в работе. Если неполадки будут обнаружены, то следует незамедлительно произвести ремонт ультразвуковой ванны, чтобы устройство могло полноценно выполнять возложенную на него функцию.

Также помните о том, что ферит, применяемый в процессе создания ванночки, весьма хрупкий. По этим причинам запрещено включать устройство без наличия акустической нагрузки. Чтобы получить резонанс один конец опустите в сосуд, наполненный водой, а второй быстро поделите на две равных куска.

Очистка украшений ультразвуковой ванной

Приветствую. В этой статье я расскажу о том, как по несложным схемам изготавливается ультразвуковая ванна своими руками. Кроме того, вы узнаете о том, что собой представляет этот прибор, зачем он нужен и насколько он эффективен в работе.

Ультразвуковую ванну возможно сделать своими руками в домашних условиях. Она придет на помощь при очистке предметов от ржавчины, грязи и налета. Все что нам для этого нужно – это учитывать технологию производства прибора и не отступать от общих правил и рекомендаций. Ультразвуковое устройство позволяет в кратчайшие сроки эффективно удалить загрязнения на разнообразных деталях, узлах и инструментах. Также огромным преимуществом данного прибора является то, что им возможно очистить те изделия, для которых механический способ очистки категорически запрещен.

Процесс изготовления ванны ультразвуковой очистки

Как уже говорилось ранее, подобные работы должны проходить в четком соответствии с заранее заготовленным планом, чтобы конечный результат был положительным. Понять устройство самодельного прибора поможет схема ультразвуковой ванны, которая отображена ниже.

Все следующие действия должны проходить по следующему алгоритму:

1. В каркасе из стали следует установить фарфоровый сосуд.
2. После этого днище этой детали следует оборудовать отверстием, куда и должен быть помещен уже изготовленный преобразователь.
3. Затем в конструкции сосуда требуется соорудить патрубки. Эти элементы предназначены для того, чтобы сквозь них жидкость поступала внутрь и впоследствии сливалась. В том случае, если планируется конструировать ванну большого размера, нелишним будет позаботиться о монтаже насоса, ускоряющего подачу раствора.
4. По окончании монтажа устанавливается импульсивный трансформатор, основная функция которого – повышение напряжения. Для этих целей подойдет любой механизм подобного рода, взятый из телевизора или компьютера.

Завершается работа проверкой функционирования ультразвуковой ванны. Если процесс сборки был выполнен правильно, то эксплуатация такого прибора позволит сэкономить значительную часть бюджета и даст возможность тщательно и качественно очистить все необходимые детали.

Что собой представляет ультразвуковая ванна?

Продлить жизнь элементам стиральной машины? А может очистить драгоценные металлы от налета?

Казалось бы, не столь популярная конструкция ранее может стать незаменимым помощником в абсолютно любом деле, связанном с очисткой от накипи и следов коррозии.

1) Конструкция ультразвуковой ванны.

Главным компонентом конструкции ультразвуковой ванны является преобразователь электрической энергии в механическую. По всей площади емкости происходит распространение ультразвуковых волн, которые и воздействуют на погружаемый объект.

Ультразвуковая волна – звуковая частота, не воспринимаемая на слух. Находится в пределах 17 — 118 килогерц.

Чтобы получить такой диапазон, требуется специальный частотный преобразователь.

На входе при помощи действия электроэнергии снижается уровень колебания частот до ультразвуковых. Именно они и влияют на разрушение результатов процесса коррозии.

Ну и для повышения КПД используется нагревательный элемент, который располагают под основой ёмкости из нержавейки с излучателем.

В совокупности рассмотренные 3 элемента составляют цепь, способную импульсивно действовать на погруженный объект и проводить его очистку.

Как работает прибор?

Для очистки с помощью ультразвуковой ванны нужно:

1. В нержавеющий резервуар налить специальную жидкость по очистке.
2. Поместить предмет в раствор.
3. Включить ультразвуковую ванну.

Если периодически начали появляться мелкие пузырьки на поверхности — это признак успешной работы.

Вытащить предмет после 3 – 10 часов в растворе.

Длительность нахождения детали в жидкости зависит от степени его начального загрязнения. Если накипь слоем с палец, на очистку может уйти более 5 часов.

Пузырьки, которые выделяются в ультразвуковой ванне, постепенно «съедают» частички коррозии на предмете, помещенном в состав. Большим плюсом является возможность очистить даже самые труднодоступные места, что практически невозможно сделать просто своими руками.

2) Где применяются ультразвуковые ванны?

Сферы применения ультразвуковых ванн:

Налет на золоте и серебре удаляется в течение 20 — 40 минут.

Небольшие частные ремонтные конторки часто держат у себя подобную конструкцию, которая в 60% случаев сделана своими руками.Оптика.

Составляющие оптических приборов в промышленном масштабе также поддаются процессу коррозии.

Очистка в ультразвуковой ванне — самый безопасный и быстрый метод восстановить работоспособность деталей.Электроника.

Платы портативной и другой техники очень хрупкие, потому обработка механическим путем им только навредит.Химия.

Ускорение протекания некоторых химических реакций за счет воздействия ультразвуковой обработкой.Полиграфия и автомобильная промышленность.

Очистка всех металлических деталей от признаков старения.

В домашних условиях можно с помощью ультразвуковой ванны очистить элементы бытовых электроприборов и продлить их жизнь. Наиболее полезен метод будет для нагревательных элементов стиральных машин, которые постоянно страдают от накипи.

Преимущества очистки в ультразвуковой ванне:

• Экономия личного времени.

При очистке своими руками все время уходит на непосредственное взаимодействие с объектом.

В нашем случае достаточно будет положить деталь в ультразвуковую ванну и включить устройство.Вы не вредите своему здоровью.

Прямой контракт с активными химическими веществами сводится к 2 — 3%.

Если быть аккуратным, а также использовать резиновые перчатки, то вы будете защищены на 100%.Очистка труднодоступных мест.

Мелкие щели или даже микротрещины, куда могла пробраться грязь — ничто не сможет избежать действия ультразвука.Отсутствие механических повреждений после обработки.

В отличие от механического воздействия, риск привести деталь в неисправность при ультразвуковой чистке сводится к нулю.

Область применения ультразвуковых ванн очень широка не только в промышленных масштабах, но и в домашнем хозяйстве.

Хоть этот предмет и не является столь распространенным в нашей стране, его можно найти на специализированных сайтах по продажам бытовой техники.

Все, что нужно знать о УЗ-ваннах

В большинстве мастерских, занятых ремонтом ювелирных украшений, мобильных телефонов и прочей бытовой электроники наверняка есть ультразвуковая ванна, с помощью которой можно без особых усилий отмыть те или иные загрязнения.

В сравнении с механическим способом удаления загрязнений, применение ультразвуковых ванн обеспечивает следующие преимущества:

• Быстрое удаление загрязнений
  без необходимости что-либо мыть своими руками;
• Удаление грязи из труднодоступных мест
  (особенно актуально для печатных плат и ювелирных украшений со сложной конфигурацией;
• Отсутствие механических повреждений
  после окончания чистки.

Сфера применения прибора распространяется на такие области, как:

• Ювелирные и реставрационные мастерские;
• Мастерские по ремонту бытовых электроприборов;
• Химические лаборатории и медицинские учреждения, где есть необходимость в тщательной очистке инструмента;
• Мастерские по ремонту автотранспортных средств, где есть необходимость в тщательной очистке отдельных механизмов, узлов в сборе, аппаратуры и т.п.

Ультразвуковые ванны (далее по тексту УЗ-ванны) работают по принципу кавитации звукового давления, которое образуется в жидкой среде под действием ультразвука. То есть, в жидкости образуется большое количество гравитационных воздушных пузырьков и при их лопании возникает эффект звукового давления.

Чтобы было еще понятнее, каждый небольшой пузырёк воздуха лопаясь, создает эффект микровзрыва. Большое количество микровзрывов, пропорциональное количеству пузырьков в ванне создает давление, достаточное для отшелушивания частиц грязи, ржавчины и всего того, от чего вы бы хотели те или иные предметы.

Конструкция УЗ-ванны состоит из следующих компонентов:

Металлическая ёмкость, изготовленная из нержавеющей ;

• Электронный ультразвуковой генератор – служит источником вибраций;
• Излучатель – преобразовывает электрические колебания в механические и передает их на стенки емкости;
• Блок управления, с которого задаются параметры режимов и продолжительности очистки.

Что использовать в качестве моющего средства

Нужно понимать, что УЗ-ванна, сама по себе, не моет, а всего лишь усиливает действие применённого растворителя

Поэтому так важно правильно подобрать ту жидкость для ультразвуковой ванны, которая будет соответствовать типу загрязнения

Производители ультразвуковых ванн рекомендуют наливать в емкость специальные жидкости, такие как Zestron FA+, Flux-off, Solins-us и т.п. На практике покупатели приборов используют самые разные средства, начиная с дистиллированной воды и заканчивая растворителем уайт-спирит.

Чтобы добиться максимально возможного качества очистки металлических и полимерных предметов от различных загрязнений, могу посоветовать следующие средства: дистиллированная вода, бензин «калоша», любые спиртосодержащие средства для мытья стекол, ацетон (только для металлических предметов).

Если предполагается отмывать металлические предметы от ржавчины, рекомендую в качестве моющей жидкости использовать водный раствор ортофосфорной кислоты или преобразователь ржавчины.

Как собрать ультразвуковую мойку самому

Чтобы собрать ультразвуковую ванну своими руками, помимо деталей, указанных на схеме, понадобится следующее:

К сведению – миска для столовых изготовлена из тонкой нержавейки и стоит не больше 100 руб.

• Ванночка до литра из нержавеющей стали – чем легче, тем лучше;
• Отрезок пластиковой трубы или другая конструкция – для использования в качестве подставки под емкость;
• Блок питания на 12 В;

• Ферритовый стержень – подойдет интегрированная антенна из радиоприемника;
• Ультразвуковой излучатель – мощность 80 Вт
• Эпоксидный клей.

Инструкция сборки следующая:

Делаем дроссель – на ферритовый стержень наматываем 20 витков мягкой медной проволоки с диаметром 1-1,5 мм;

Делаем дроссель по питанию – можно использовать готовый из старого компьютерного блока питания;

• Ультразвуковой излучатель приклеиваем к дну металлической ёмкости, располагая строго по центру;
• В соответствии с монтажной схемой, паяем плату;
• В соответствии со схемой, собираем цепь;

Блок питания (выходной трансформатор) подключаем к обмотке на 5 В.

Как проверить эффективность ванны?

В качестве теста можно что-нибудь очистить от грязи, но это займёт много времени. Для быстрого теста эффективности опустите в ванночку кусок тонкой фольги. Если прибор собран правильно, фольга на местах сгиба будет буквально растворяться.

Советы

Покупая ультразвуковую ванну, необходимо определиться, как она будет использоваться. Ведь от этого зависит объем емкости и, соответственно, цена конструкции. Очень дорогие модели, которые используются для очистки крупных предметов или деталей, могут дополнительно иметь сенсорное управление или усовершенствованную автоматику.

Также существуют и конструкции, которые имеют таймер. Это позволяет контролировать время очистки. Но такие модели нужны далеко не всем и простым пользователям обычно хватает ванночки небольших размеров без каких-либо дополнительных модификаций.

Первое, что нужно сделать перед использованием ультразвуковой ванны – внимательно прочитать инструкцию

Важно знать, что для очищения предмета от загрязнения можно использовать разные растворы. Это может быть как обычная вода, так и спирт или даже покупные растворители

Все зависит от того, что нужно очистить. Это может быть испачканная жиром поверхность или ржавый предмет.

Очищающую жидкость для ультразвуковой ванны вполне можно приготовить своими руками. Существуют разные виды растворов.

Рекомендуется использовать для погружения предмета в раствор специальные контейнеры или корзины. Это даст некоторую защиту емкости. Нельзя руками лезть в емкость, когда работает ванна. Обязательно нужно пользоваться резиновыми перчатками для безопасности. Также не нужно включать пустое, то есть без жидкости, устройство. Ванна может сгореть.

Изучив все тонкости устройства ультразвуковой ванны, можно с уверенностью сказать, что сделать ее своими руками не так уж и трудно. И тогда даже в домашних условиях можно очистить любой загрязненный предмет, требующий этого. А если сделать конструкцию своими руками не удастся, то всегда можно заказать готовое изделие высокого качества из предложенного современными производителями ассортимента.

О том. как работает ультразвуковая ванна, смотрите в следующем видео.

Схема ультразвукового генератора

В современном мире для отпугивания собак, насекомых, грызунов, а также для высококачественной стирки принято использовать генератор ультразвуковой. УЗГ также используется для того, чтобы значительно сократить временные затраты при промывке и травлении печатных плат. Химические процессы в жидкости протекают значительно быстрее благодаря кавитации.

В основе схемы УЗГ состоят два импульсных генератора прямоугольной формы и усилитель мощности мостового вида. На логических элементах типа DD1.3 и DD1.4 устанавливается перестраиваемый генератор импульсов УЗ частоты формы меандр. Следует помнить, что его рабочая частота напрямую зависит только от общей сопротивляемости резисторов R4 и R6, а также от емкости конденсатора С3.

Запомните правило: чем меньше частота, тем больше сопротивление этих резисторов.

На элементах DD1.1 и DD1.2 сделан генератор НЧ, который имеет рабочую частоту 1 Гц. Между собой генераторы связаны при помощи резисторов R3 и R4. Для того чтобы достичь плавного изменения частоты высокочастотного генератора нужно использовать конденсатор С2. Здесь также следует запомнить один секрет — если конденсатор С2 зашунтировать с помощью переключателя SA1, то частота генератора высоких частот станет постоянной.

Датчик расстояния в проектах Arduino

Способность ультразвукового датчика определять расстояние до объекта основано на принципе сонара – посылая пучок ультразвука, и получая его отражение с задержкой, устройство определяет наличие объектов и расстояние до них. Ультразвуковые сигналы, генерируемые приемником, отражаясь от препятствия, возвращаются к нему через определенный промежуток времени. Именно этот временной интервал становится характеристикой помогающей определить расстояние до объекта.

Внимание! Так как в основу принципа действия положен ультразвук, то такой датчик не подходит для определения расстояния до звукопоглощающих объектов. Оптимальными для измерения являются предметы с ровной гладкой поверхностью

Описание датчика HC SR04

Ультразвуковой дальномер HC SR04 имеет такие технические параметры:

• Питающее напряжение 5В;
• Рабочий параметр силы т ока – 15 мА;
• Сила тока в пассивном состоянии < 2 мА;
• Обзорный угол – 15°;
• Сенсорное разрешение – 0,3 см;
• Измерительный угол – 30°;
• Ширина импульса – 10-6 с.

Датчик оснащен четырьмя выводами (стандарт 2, 54 мм):

• Контакт питания положительного типа – +5В;
• Trig (Т) – выход сигнала входа;
• Echo (R) – вывод сигнала выхода;
• GND – вывод «Земля».

Схема взаимодействия с Arduino

Для получения данных, необходимо выполнить такую последовательность действий:

• Подать на выход Trig импульс длительностью 10 микросек;
• В ультразвуковом дальномере hc sr04 подключенном к arduino произойдет преобразование сигнала в 8 импульсов с частотой 40 кГц, которые через излучатель будут посланы вперед;
• Когда импульсы дойдут до препятствия, они отразятся от него и будут приняты приемником R, что обеспечит наличие входного сигнала на выходе Echo;
• На стороне контроллера полученный сигнал при помощи формул следует перевести в расстояние.

При делении ширины импульса на 58.2, получим данные в сантиметрах, при делении на 148 – в дюймах.

Подключение HC SR04 к Arduino

Выполнить подключение ультразвукового датчика расстояния к плате Arduino достаточно просто. Схема подключения показана на рисунке.

Контакт земли подключаем к выводу GND на плате Arduino, выход питания соединяем с 5V. Выходы Trig и Echo подсоединяем к arduino на цифровые пины. Вариант подключения с помощью макетной платы:

Библиотека для работы с HC SR04

Для облегчения работы с датчиком расстояния HC SR04 на arduino можно использовать библиотеку NewPing. Она не имеет проблем с пинговыми доступами и добавляет некоторые новые функции.

К особенностям библиотеки можно отнести:

• Возможность работы с различными ультразвуковыми датчиками;
• Может работать с датчиком расстояния всего через один пин;
• Отсутствие отставания на 1 секунду при отсутствии пинга эха;
• Для простой коррекции ошибок есть встроенный цифровой фильтр;
• Максимально точный расчет расстояния.

Скачать бибилотеку NewPing можно здесь

Точность измерения расстояния датчиком HC SR04

Точность датчика зависит от нескольких факторов:

• температуры и влажности воздуха;
• расстояния до объекта;
• расположения относительно датчика (согласно диаграммы излучения);
• качества исполнения элементов модуля датчика.

В основу принципа действия любого ультразвукового датчика заложено явление отражения акустических волн, распространяющихся в воздухе. Но как известно из курса физики, скорость распространения звука в воздухе зависит от свойств этого самого воздуха (в первую очередь от температуры). Датчик же, испуская волны и замеряя время до их возврата, не догадывается, в какой именно среде они будут распространяться и берет для расчетов некоторую среднюю величину. В реальных условиях из-за фактора температуры воздуха HC-SR04 может ошибаться от 1 до 3-5 см.

Фактор расстояния до объекта важен, т.к. растет вероятность отражения от соседних предметов, к тому же и сам сигнал затухает с расстоянием.

Также для повышения точности надо правильно направить датчик: сделать так, чтобы предмет был в рамках конуса диаграммы направленности. Проще говоря,  “глазки” HC-SR04 должны смотреть прямо на предмет.

Для уменьшения ошибок и погрешности измерений обычно выполняются следующие действия:

• усредняются значения (несколько раз замеряем, убираем всплески, потом находим среднее);
• с помощью датчиков (например, DHT11 или DHT22) определяется температура и вносятся поправочные коэффициенты;
• датчик устанавливается на серводвигатель, с помощью которого мы “поворачиваем голову”, перемещая диаграмму направленности влево или вправо.

Ультразвуковая ванна своими руками: 7 шагов

Ультразвуковая ванна своими руками: её устройство и принцип работы. Где применяется ультразвуковая обработка? Сборка ультразвуковой ванны в домашних условиях за 7 шагов + 3 правила эксплуатации.

С техническим прогрессом наши дома начали наполняться предметами повседневного пользования, что во много раз упрощают жизнь. Некоторую технику, которую ранее применяли лишь в промышленных условиях, делают более компактной и подстраивают под использование рядовым потребителем.

Внести частичку прогресса в свой дом можно и самому.

Ультразвуковая ванна своими руками позволит сэкономить финансы и принести большую пользу в хозяйстве.

Какие материалы и инструменты нужны

Сконструировать УЗВ не сложно, но перед сборкой необходимо подготовить все детали, которые понадобятся в процессе работы. Сначала изготавливается плата по специальной схеме. При помощи паяльника на ней будут соединяться в цепь все электротехнические элементы конструкции.

Список нужных материалов:

1. Металлический сосуд. Основа всей конструкции, можно использовать миску или небольшую (на 1-2 л) кастрюлю из нержавейки.
2. Емкость из диэлектрика (керамики или фарфора). Должна помещаться в металлическую посудину, иметь ровную поверхность без повреждений.
3. Импульсный трансформатор. Выполняет функцию усиления и поддержания напряжения на требуемом уровне.
4. Магниты круглой формы. Понадобится 4-6 штук, не имеет значения, новых или старых (можно снять с негодных динамиков).
5. Непроводящий стержень (например, из стекла).
6. Магнитная катушка с ферритовым сердечником.
7. Пластиковая трубка (2-3 см в диаметре). Предназначена для подачи и слива очищающей жидкости.
8. Эпоксидный клей. С его помощью скрепляются некоторые детали.

Чтобы очищающий раствор в ванне непрерывно обновлялся, конструкция дополнительно оснащается насосом.

Сфера использования ультразвуковых ванн

С помощью УЗВ легко удаляются отвердевший налет, образующиеся во время эксплуатации разных механизмов защитное покрытие с радиодеталей перед пайкой, отложения коррозийного и окислительного характера.

Поэтому прибор подходит для использования в следующих областях:

1. Ювелирное и реставрационное дело. Налет с изделий удаляется за 20-40 минут, очищаются даже труднодоступные места в украшениях сложной конфигурации.
2. Автосервисы и полиграфические предприятия. Для высокой степени очистки деталей аппаратуры, механизмов и узлов (инжекторов, карбюраторов и т.п.).
3. Медицина. В УЗВ очищают и стерилизуют лабораторные инструменты.
4. Химическая промышленность. Обработка ультразвуком выступает катализатором некоторых реакций.
5. Электроника. При ремонте плат, которые легко повредить во время механической очистки.
6. Оптика и часовые мастерские. Можно легко очистить мелкие детали.

Если нужна ультразвуковая ванна для использования в быту, то ее не обязательно покупать — устройство можно сделать самостоятельно. Чаще всего в домашних условиях с его помощью очищают от накипи нагревательные элементы стиральных машин и других электроприборов. Преимущества такого метода заключаются в экономии времени и отсутствии необходимости что-либо чистить собственноручно, а также не нужно опасаться, что после процедуры изделие окажется поврежденным.

Похожие записи:

Упрощение процесса настройки пид-регулятора Фотодиоды и их применение в схемотехнике Как рассчитать расход электроэнергии, потребляемой приборами дома и в офисе Измерение электрического сопротивления постоянному току Выбор и установка опор уличного освещения Что такое пду расшифровка