Üz Toxunma Siqnalı: 4 Adım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:43

Üzümüzə toxunmaq, Covid-19 kimi viruslarla yoluxmağımızın ən çox yayılmış yollarından biridir. 2015 -ci ildə bir akademik araşdırma (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25637115) üzümüzə saatda ortalama 23 dəfə toxunduğumuzu göstərdi. Hər dəfə üzünüzə toxunmaq istədiyiniz zaman sizi xəbərdar edəcək ucuz və aşağı gücü olan bir cihaz dizayn etmək qərarına gəldim. Bu kobud prototip çox asanlıqla təmizlənə bilər və bunu bütün gün geyinmək istəməsəniz də, üzə toxunmağı azaltmaq və buna görə də virusun yayılmasını azaltmaq üçün sizi öyrətmək üçün yaxşı bir yol ola bilər.

Hərəkət algılamanın əksər formaları akselerometrlərdən və ya görüntü emalından istifadə edir. Bunlar nisbətən bahalıdır, davamlı güc tələb edir və buna görə də nisbətən böyük bir batareya. Yalnız davranış onu işə saldıqda enerji istehlak edən və evdə 10 dollardan aşağı qiymətə istehsal edilə bilən bir cihaz etmək istədim.

Cihaz üç hissədən ibarətdir. Bir boyunbağı və hər biləkdə iki kiçik elastik bant. Bir tel bobinin yanında hərəkət edən bir maqnitin teldə elektrik cərəyanı meydana gətirməsi prinsipini istifadə edir. Əl üzə doğru hərəkət edərkən, biləkdəki maqnit bobin üzərində kiçik bir gərginlik yaradır. Bu gücləndirilir və müəyyən bir hədddən yüksəkdirsə, kiçik bir səs siqnalı açılır.

Təchizat

• 100 - 200 metr solenoid tel. Çox tel çox qalındır. Solenoid tel, çox incə bir lak təbəqəsi ilə izolyasiya olunmuşdur, belə ki, rulonda nisbətən kiçik və yüngül saxlayaraq çox sayda dönüş edə bilərsiniz. Təxminən 0,15 mm diametrli 34 AWG istifadə etdim
• Kabel bağları və ya satış lenti
• Tək təchizatlı aşağı güc op-amp. 3V -də işləyə bilməsi lazımdır. Microchip MCP601 istifadə etdim.
• 2 rezistor (1M, 2K)
• 2K kəsici rezistor
• 3-5 V piezo səs siqnalı
• Hər hansı bir əsas npn tranzistoru (2N3904 istifadə etdim)
• Bir az veroboard
• CR2032 (və ya hər hansı bir 3V sikkə hüceyrəli batareya)
• 2 kiçik güclü maqnit
• 2 qalın kauçuk bant və ya bəzi sıxılma dəstəkləyici material (sıxılma corabları kimi)

Addım 1: Bobini küləyin

Bobin davamlı bir tel parçası olmalıdır, buna görə təəssüf ki, bir boyunbağı kimi çəngəllə bağlana bilməz. Bu səbəbdən bobin diametrinin başınızın üstündən keçə biləcəyiniz qədər böyük olması vacibdir. Təxminən 23 sm (9 düym) diametrli bir dairəvi köhnə (tullantı kağız səbəti) ətrafına sarım. Nə qədər çox dönsə, bir o qədər yaxşıdır. Neçə qazandığımın sayını itirdim, amma sonunda elektrik müqavimətini sınayaraq təxminən 150 dönmə ilə bitdiyimi düşünürəm.

Bobini birincisindən yumşaq bir şəkildə alın və bobini kabel bağları və ya lentlə bağlayın. Təmir etmək demək olar ki, mümkün olmayacağı üçün zərif solenoid teldən heç birini qırmamaq vacibdir. Bobini bağladığınızda, telin iki ucunu tapın və hər ucun son smindən (son yarım düym) lak çıxarın. Bunu bir lehimləmə dəmiri ilə lakı əridərək etdim (əlavə olunan videoya baxın).

Solenoid telin necə çıxarılacağına dair videoya baxmaq üçün bura vurun

Bu uclar detektorunuzun elektron lövhəsinə incə bir şəkildə lehimlənə bilər. Prototipim üçün, uclarını yuva başlığı olan ayrı bir veroboardun kiçik bir hissəsinə lehimlədim ki, təcrübədən istifadə edim və fərqli sxem dizaynlarına qoşulmaq üçün tullanan kabellərdən istifadə edim.

Addım 2: Detektor Dövrünü qurun

Şematik və son dövrə yuxarıda göstərilmişdir.

Bobin üzərində yaranan çox kiçik gərginliyi gücləndirmək üçün çevrilməyən bir konfiqurasiyada bir op amp istifadə edirəm. Bu gücləndiricinin qazancı R1 və R2 müqavimətlərinin nisbətidir. Bobinin kənarından təxminən 10 sm uzaqlaşdıqda (təxminən 20-30 sm/s) maqnit aşkar etmək üçün kifayət qədər yüksək olmalıdır, ancaq çox həssas etsəniz, qeyri-sabit ola bilər və səs siqnalı davamlı olaraq səslənəcəkdir.. Optimal nömrə qurduğunuz həqiqi bobindən və istifadə etdiyiniz maqnitdən asılı olacağından, dövrəni 2K -a qədər istənilən dəyərə təyin edilə bilən dəyişən bir rezistorla qurmanızı məsləhət görürəm. Prototipimdə təxminən 1,5K dəyərinin yaxşı işlədiyini gördüm.

Bobin də müxtəlif tezliklərdə sahibsiz radio dalğalarını alacağı üçün R1 üzərindəki bir kondansatör daxil etdim. Bu, aşağı keçid filtri kimi işləyir. Bir neçə hertzdən yüksək olan hər hansı bir tezlikdə bu kondansatörün reaktivliyi R1 dəyərindən çox azdır və buna görə də amplifikasiya azalır.

Qazanc çox yüksək olduğundan, op amp -in çıxışı həqiqətən yalnız "on" (3V) və ya "off" (0V) olacaq. Əvvəlcə MCP601 20mA çıxara bildiyindən birbaşa piezo səs siqnalı idarə edə biləcəyini düşündüm (bunların işləməsi üçün yalnız bir neçə mA lazımdır). Ancaq gördüm ki, op ampu birbaşa sürməkdə çətinlik çəkir, ehtimal ki, səs siqnalının tutumuna görə. Çıxış çıxışını bir rezistor vasitəsilə bir keçid kimi işləyən npn tranzistoruna verərək həll etdim. Op amperindən çıxış 3V olduqda tranzistorun tam açıldığından əmin olmaq üçün R3 seçilir. Enerji istehlakını minimuma endirmək üçün bu, bacardığınız qədər yüksək olmalıdır və hələ də tranzistorun açıq olmasını təmin etməlidir. Bu dövrənin demək olar ki, hər hansı bir məşhur npn tranzistoru ilə işləməsini təmin etmək üçün 5K seçmişəm.

Lazım olan son şey batareyadır. Prototipimi 3V sikkə hüceyrəli bir batareya ilə uğurla işlədə bildim - amma bir qədər yüksək gərginlikdə daha həssas və təsirli idi və buna görə də kiçik bir li -poli batareya (3.7V) tapa bilsəniz istifadə etməyi məsləhət görürəm.

Addım 3: Bilək Bantları düzəldin

Hər ələ yaxın bir maqnit taxılırsa, əlin üzə doğru qaldırılması hərəkəti səs -küyə səbəb olur. Elastik dayaq corablı iki bilək bandı yaratmağa qərar verdim və bunları biləyimdə iki kiçik maqnit saxlamaq üçün istifadə etdim. Hər əlin bir barmağında maqnit halqası ilə də təcrübə edə bilərsiniz.

Maqnit bobin bölgəsinə girəndə induksiya olunan cərəyan bobin ətrafında bir istiqamətdə, çıxanda isə əks istiqamətdə axır. Prototip dövrəsi qəsdən sadə olduğundan, cərəyanın yalnız bir istiqaməti siqnalı işə salacaq. Beləliklə, ya əl boyunbağına yaxınlaşanda, ya da uzaqlaşanda səs -küy salacaq. Aydındır ki, üzə gedən yolda səs -küy salmasını istəyirik və maqniti çevirərək yaranan cərəyanın polaritesini dəyişə bilərik. Əl üzə yaxınlaşanda səs siqnalını hansı istiqamətdə səsləndirdiyini sınayın və maqniti düzgün şəkildə taxmağı unutmayın.

Addım 4: Test edin

İndüktif cərəyanın ölçüsü, maqnit sahəsinin bobinin yaxınlığında nə qədər tez dəyişməsi ilə əlaqədardır. Beləliklə, bobinin yaxınlığındakı sürətli hərəkətləri əldə etmək, ondan uzaqdakı yavaş hərəkətlərdən daha asandır. Bir az sınaq və səhvlə maqnitini 15 sm (6 düym) məsafədə təxminən 30 sm/saniyə (1 ft/s) hərəkət etdirdiyim zaman etibarlı işləməsini təmin edə bildim. Bir az daha tənzimləmə bunu iki və ya üç qat artıracaq.

Prototipdə "deşik" komponentləri istifadə edildiyi üçün hal hazırda hamısı bir qədər kobuddur, lakin bütün elektronikalar səthə montaj komponentləri ilə asanlıqla kiçilə bilər və məhdudlaşdırıcı ölçü yalnız batareya olardı.