სახის შეხების სიგნალიზაცია: 4 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:15

სახეზე შეხება არის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული გზა ვირუსით ინფიცირებისთვის, როგორიცაა Covid-19. 2015 წელს ჩატარებულმა აკადემიურმა კვლევამ (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25637115) დაადგინა, რომ ჩვენ საათში საშუალოდ 23 -ჯერ ვეხებით ჩვენს სახეებს. მე გადავწყვიტე შემემუშავებინა დაბალი ღირებულების, დაბალი სიმძლავრის მოწყობილობა, რომელიც გაგაფრთხილებდა ყოველ ჯერზე, როდესაც აპირებ შენს სახეზე შეხებას. ეს უხეში პროტოტიპი შეიძლება დაიხვეწოს ძალიან მარტივად და მიუხედავად იმისა, რომ ნაკლებად სავარაუდოა, რომ გსურთ ამის ტარება მთელი დღის განმავლობაში, ეს შეიძლება იყოს კარგი გზა იმისთვის, რომ გაწვრთნათ, რომ შეამციროთ სახის შეხება და შესაბამისად შეამციროთ ვირუსის გავრცელება.

მოძრაობის აღქმის მრავალი ფორმა იყენებს ამაჩქარებლებს ან გამოსახულების დამუშავებას. ეს შედარებით ძვირია, მოითხოვს უწყვეტ ენერგიას და, შესაბამისად, შედარებით დიდ ბატარეას. მინდოდა გამეკეთებინა მოწყობილობა, რომელიც მოიხმარს ენერგიას მხოლოდ მაშინ, როდესაც მისი ქცევა იწვევს მას და რომლის დამზადებაც შესაძლებელია სახლში 10 დოლარზე ნაკლებ ფასად.

მოწყობილობა სამი ნაწილისგან შედგება. ყელსაბამი და ორი პატარა ელასტიური ზოლები თითოეულ მაჯაზე. იგი იყენებს პრინციპს, რომ მაგნიტი, რომელიც მოძრაობს მავთულის კოჭის მახლობლად, წარმოქმნის ელექტრულ დენს მავთულში. როდესაც ხელი სახისკენ მოძრაობს, მაჯის მაგნიტი წარმოქმნის მცირე ძაბვას კოჭაზე. ეს გაძლიერებულია და თუ ის გარკვეულ ზღურბლზე მაღალია ის გადადის პატარა ზუმზე.

მარაგები

• 100 - 200 მეტრი სოლენოიდის მავთული. მავთულის უმეტესობა ძალიან სქელია. სოლენოიდის მავთული იზოლირებულია ლაქის ძალიან თხელი საფარით, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ გააკეთოთ ბევრი შემობრუნება კოჭაში, ხოლო ის შედარებით მცირე და მსუბუქი იყოს. მე გამოვიყენე 34 AWG - რაც დაახლოებით 0.15 მმ დიამეტრია
• საკაბელო კავშირები ან გაყიდვა
• დაბალი ენერგიის ერთჯერადი მომარაგება. მას უნდა შეეძლოს მუშაობა 3V– ზე. მე გამოვიყენე მიკროჩიპი MCP601.
• 2 რეზისტორი (1M, 2K)
• 2K საპარსები რეზისტორი
• 3 - 5 V პიეზო ზარი
• ნებისმიერი ძირითადი npn ტრანზისტორი (მე გამოვიყენე 2N3904)
• რამდენიმე ვერობორდი
• CR2032 (ან ნებისმიერი 3V მონეტის ელემენტის ბატარეა)
• 2 პატარა ძლიერი მაგნიტი
• 2 სქელი რეზინის ზოლები ან შეკუმშვის დამხმარე მასალა (შეკუმშვის წინდების მსგავსად)

ნაბიჯი 1: გააფართოვოს Coil

კოჭა უნდა იყოს მავთულის ერთი უწყვეტი ნაჭერი, ასე რომ, სამწუხაროდ, ის არ შეიძლება იყოს ყელსაბამივით. ამიტომ მნიშვნელოვანია, რომ გრაგნილის დიამეტრი საკმარისად დიდი იყოს იმისათვის, რომ ის თქვენს თავზე გადმოიტანოთ. ნაღმი დავხურე წრიული წინა ნაწილის გარშემო (ნარჩენების ქაღალდის კალათა) დიამეტრით დაახლოებით 23 სმ (9 ინჩი). რაც უფრო მეტი ბრუნდება მით უკეთესი. დავკარგე რაოდენობა რამდენი გავაკეთე, მაგრამ ბოლოს ელექტრული წინააღმდეგობის შესამოწმებლად ვფიქრობ, რომ დაახლოებით 150 ბრუნვით დავასრულე.

აიღეთ გრაგნილი ყოფილიდან ნაზად და დაიმაგრეთ კაბელი საკაბელო კავშირებით ან ლენტით. მნიშვნელოვანია, რომ არ დაირღვეს რომელიმე დელიკატური სოლენოიდის მავთული, რადგან მისი შეკეთება თითქმის შეუძლებელი იქნება. როდესაც გრაგნილი დამაგრებულია, იპოვეთ მავთულის ორი ბოლო და ამოიღეთ ლაქი თითოეული ბოლოდან ბოლო სმ -დან (ბოლო ნახევარი ინჩი). მე ეს გავაკეთე ლაქის გამდნარი რკინით (იხილეთ ვიდეო თანდართული).

დააწკაპუნეთ აქ, რომ ნახოთ ვიდეო, თუ როგორ უნდა მოიხსნას სოლენოიდის მავთული

ეს ბოლოები შეიძლება დელიკატურად იყოს შეკრული თქვენს დეტექტორის მიკროსქემზე. ჩემი პროტოტიპისთვის, ბოლოები შევაერთე ცალკეულ ვერობორდის პატარა ნაჭერზე, ბუდე თავით, ისე რომ შემეძლოს ექსპერიმენტის გამოყენება და ჯუმბერის კაბელების გამოყენება სხვადასხვა სქემის დიზაინთან დასაკავშირებლად.

ნაბიჯი 2: შექმენით დეტექტორის წრე

სქემატური და საბოლოო სქემა ნაჩვენებია ზემოთ.

მე ვიყენებ op გამაძლიერებელს არაინვერტირებად კონფიგურაციაში, რათა გავაძლიერო ძალიან მცირე ძაბვა კოჭაზე. ამ გამაძლიერებლის მომატება არის R1 და R2 წინააღმდეგობების შეფარდება. ის საკმარისად მაღალი უნდა იყოს მაგნიტის გამოსავლენად, როდესაც ის კოჭის კიდედან დაახლოებით 10 სმ-ით მოძრაობს შედარებით ნელა (დაახლოებით 20-30 სმ/წმ), მაგრამ თუ მას ძალიან მგრძნობიარე გახდის, ის შეიძლება არასტაბილური გახდეს და ზუზუნი განუწყვეტლივ ისმის რა ვინაიდან ოპტიმალური რიცხვი დამოკიდებული იქნება თქვენს მიერ შექმნილ ფაქტიურ კოჭაზე და მაგნიტზე, რომელსაც თქვენ იყენებთ, გირჩევთ ააშენოთ წრე ცვლადი რეზისტორით, რომლის დაყენებაც შესაძლებელია ნებისმიერ მნიშვნელობამდე 2K. ჩემს პროტოტიპში აღმოვაჩინე, რომ დაახლოებით 1.5K მნიშვნელობა კარგად მუშაობდა.

ვინაიდან კოჭა ასევე აიღებს სხვადასხვა სიხშირის მაწანწალა რადიოტალღებს, მე ჩავრთე კონდენსატორი R1- ის გასწვრივ. ის მოქმედებს როგორც დაბალი გავლის ფილტრი. რამოდენიმე ჰერცზე მაღალი სიხშირისას ამ კონდენსატორის რეაქტიულობა გაცილებით ნაკლებია ვიდრე R1 მნიშვნელობა და ამიტომაც ამპლიფიკაცია იშლება.

ვინაიდან მოგება იმდენად მაღალია, op გამაძლიერებლის გამოსავალი ნამდვილად იქნება მხოლოდ "ჩართული" (3V) ან "გამორთული" (0V). თავიდან მას შემდეგ, რაც MCP601– ს შეუძლია გამოაქვეყნოს 20 mA, ვიფიქრე, რომ მას შეეძლო პიეზო ზუზერის მართვა პირდაპირ (ეს მოითხოვს მხოლოდ რამდენიმე mA მუშაობას). თუმცა აღმოვაჩინე, რომ op amp- ს უჭირდა მისი პირდაპირ მართვა, ალბათ ზუზერის ტევადობის გამო. მე ეს მოვაგვარე იმით, რომ გამომავალი გამოსასვლელი რეზისტორით მივაწოდე npn ტრანზისტორს, რომელიც მოქმედებს როგორც გადამრთველი. R3 არჩეულია იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ტრანზისტორი სრულად ჩართულია, როდესაც Op ამპერიდან გამომავალი არის 3V. იდეალური ენერგიის მოხმარების შესამცირებლად, ეს უნდა იყოს იმდენად მაღალი, რამდენადაც შეგიძლიათ და მაინც დარწმუნდით, რომ ტრანზისტორი ჩართულია. მე ავირჩიე 5K იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ეს წრე უნდა მუშაობდეს თითქმის ნებისმიერ პოპულარულ npn ტრანზისტორთან.

ბოლო რაც გჭირდებათ არის ბატარეა. მე შევძელი ჩემი პროტოტიპის წარმატებით გაშვება 3V მონეტის ელემენტის ბატარეით - მაგრამ ის კიდევ უფრო მგრძნობიარე და ეფექტური იყო ოდნავ უფრო მაღალი ძაბვის დროს და ასე რომ, თუ იპოვით პატარა li -poly ბატარეას (3.7V) მე გირჩევთ ამის გამოყენებას.

ნაბიჯი 3: გააკეთეთ მაჯის ზოლები

თუ მაგნიტი აცვიათ თითოეულ ხელთან ახლოს, სახისკენ ხელის აწევის მოქმედება იწვევს ზუზუნს. მე გადავწყვიტე შევქმნა ორი მაჯის ზოლები ელასტიური დამცავი წინდების მასალით და გამოვიყენე ისინი მაჯაზე ორი პატარა მაგნიტის შესანარჩუნებლად. თქვენ ასევე შეგიძლიათ ექსპერიმენტი ჩაატაროთ მაგნიტური ბეჭდით თითოეული ხელის თითზე.

გამოწვეული დენი მიედინება ერთი მიმართულებით კოჭის გარშემო, როდესაც მაგნიტი შემოდის კოჭის რეგიონში და საპირისპირო მიმართულებით, როდესაც ის ტოვებს. იმის გამო, რომ პროტოტიპის წრე განზრახ მარტივია, დენის მხოლოდ ერთი მიმართულება გამოიწვევს ზუმერს. ასე რომ, ის ზუზუნებს ან როდესაც ხელი უახლოვდება ყელსაბამს, ან როდესაც ის შორდება. ცხადია, ჩვენ გვინდა, რომ ის ზუზუნებს სახისკენ მიმავალ გზაზე და ჩვენ შეგვიძლია შევცვალოთ გამომუშავებული დენის პოლარობა მაგნიტის გადატრიალებით. ასე რომ, ექსპერიმენტი გააკეთეთ იმაზე, თუ რომელი გზით ხდება ზუზუნის ხმა, როდესაც ხელი უახლოვდება სახეს და მონიშნეთ მაგნიტი ისე, რომ გახსოვდეთ მისი სწორად ტარება.

ნაბიჯი 4: ტესტი

გამოწვეული დენის ზომა დაკავშირებულია რამდენად სწრაფად იცვლება მაგნიტური ველი კოჭის მახლობლად. ასე რომ, უფრო ადვილია სწრაფი მოძრაობების აღება კოჭის მახლობლად, ვიდრე ნელი მოძრაობები მისგან შორს. მცირეოდენი ცდათა და შეცდომით შევძელი მისი საიმედო მუშაობა, როდესაც მაგნიტი გადავიტანე დაახლოებით 30 სმ/წმ (1 ფტ/წმ) მანძილზე 15 სმ (6 ინჩი) მანძილზე. ცოტა მეტი მორგება გააუმჯობესებს ამას ორი ან სამი ფაქტორით.

ეს ყველაფერი ცოტა უხეშია ამ მომენტში, რადგან პროტოტიპი იყენებს "ხვრელიდან" კომპონენტებს, მაგრამ ყველა ელექტრონიკა შეიძლება ადვილად შემცირდეს ზედაპირზე დამონტაჟებული კომპონენტების გამოყენებით და შეზღუდული ზომა იქნება მხოლოდ ბატარეა.