Montagem do Levitador Mínimo

Explicação rápida sobre a ponte H

Uma ponte H é um circuito eletrônico que permite controlar a polaridade dos sinais elétricos que, no nosso caso, alimentam os emissores de ultrassom (outro uso muito comum é controlar a direção de motores DC). O componente chave que utilizamos é o chip L298N, que possui dois canais de saída que é usado para controlar dois conjuntos de emissores.

A ponte H controla a polaridade da tensão a ser aplicada em cada terminal individualmente, permitindo inverter a polaridade da tensão a ser aplica nos emissores. Isso é essencial para melhorar a eficiência do precesso de geração das ondas sonoras que serão usadas para levitar pequenos objetos.

Quando In1 está ligado em nível alto e In2 em nível baixo, o terminal do lado esquerdo fica ligado no positivo e o do lado direito no negativo.

Assim, neste caso, a corrente flui nesse sentido

Quando In1 está em nível baixo (terminal da esquerda ligado no negativo) e In2 está em nível alto (terminal da direita ligado no positivo).

A corrente flui no sentido contrário

Além disso, o chip L298N inclui pino de Enable, que permite habilitar ou desabilitar a saída de tensão, útil para controlar a desativação dos emissores por tempos curtos para começar as oscilações ou por tempos longos e iniciar uma queda.

Mas na verdade em uma ponte H L298N temos dois desses conjuntos que foram apresentados. Neste caso, In1 e In2 serão usados para controlar a polaridade das saídas Out1 e Out2 e EnA para habilitá-las ou desabilitá-las. Analogamente, In3 e In4 controlam a polaridade de Out3 e Out4 e EnB as habilita (ou não). Veja a figura 1 ao lado.

Figura 1: Ponte H L298N

Na nossa montagem (Levitador Elementar) vamos usar só um dos dois conjuntos e escolhemos o que inclui o EnA, os In1 e In2 e os Out1 e Out2, mas poderia ser qualquer um dos dois.

Tutorial de montagem do Levitador Elementar

Passo 1

Remova o jumper que conecta o EnA ao 5V da ponte H (é o jumper indicado em rosa na figura 1).

Passo 2

Conecte a entrada de 12V da ponte H a uma fonte que forneça entre 9V e 32V.

Passo 3

Conecte os terras do Arduino e da ponte H.

Passo 4

Remova o jumper que liga a alimentação externa à alimentação lógica da ponte H (o jumper indicado em amarelo na figura 1).

(Quando o jumper que conecta a alimentação lógica à alimentação dos emissores está presente, a faixa de tensão permitida para a fonte é de aproximadamente 7V a 20V. Isso ocorre porque o circuito precisa de uma margem de tensão para gerar os 5V necessários para a lógica. Se o jumper for removido, a faixa de tensão permitida expande para 3V a 32V, pois a alimentação lógica é fornecida separadamente. E a tensão mais elevada facilita aprisionar a bolinha.)

Passo 5

Conecte o 5V da ponte H ao 5V do Arduino.

Passo 6

Conecte as entradas 9 e 10 do Arduino às conexões In1 e In2 da ponte H. A ordem das conexões é indiferente.

Passo 7

Conecte a entrada 8 ao EnA da ponte H.

Passo 8

Conecte os Out1 e Out2 da ponte H em paralelo.

Passo 9

Conecte os emissores de 40kHz.

Passo 10

Agora, conecte o Arduino ao computador e carregue o código do Levitador Elemental disponível em nosso GitHub. Com isso, seu levitador acústico já deve estar funcionando!

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