Miniatür Geyilə bilən Kilitli Gücləndirici (və Geyimlər üçün Sonar Sistemi, Vb ..): 7 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Gözlük çərçivələrinə yerləşdirilə bilən və korlar üçün sonar görmə sistemi və ya ürəyinizi davamlı olaraq izləyən və insanları maşın öyrənmədən istifadə edərək problemləri xəbərdar etmək üçün sadə bir ultrasəs aparatı yaratmaq üçün miniatür qiymətə bağlana bilən gücləndirici qurun. baş vermək.

Kilidli gücləndirici, hər şeyi nəzərə almadan müəyyən bir siqnalda (istinad girişi) bağlana bilən bir gücləndiricidir. Səs-küy və diqqəti yayındıran daimi bombardmanların olduğu bir dünyada bir şeyi görməzlikdən gəlmək qabiliyyəti (yəni cahillik) dəyərli bir varlıqdır.

Bəşəriyyət tarixində indiyə qədər qurulan ən yaxşı gücləndirici 1961 -ci ildə hazırlanan PAR124A -dır və bir çoxları onun performansını üstələməyə və ya bərabərləşdirməyə çalışsa da, heç biri buna nail ola bilmədi [https://wearcam.org/BigDataBigLies.pdf].

Kilidli gücləndiricilər sonar, radar, lidar və bir çox digər algılama növləri üçün əsasdır və yaxşı olanlar, xüsusiyyətlərə və s.

S. Mann, Stanford Universiteti, Elektrik Mühəndisliyi Bölümü, 2017.

Cite Mann, Lu, Werner, IEEE GEM2018 s. 63-70

Addım 1: Komponentləri əldə edin

Toronto Universitetinin WearTech istifadə edilə bilən kompüter tələbə klubu, ECE516 -da təhsil alan hər bir tələbəyə səxavətlə bir parça dəsti bağışladı.

WearTech -ə qoşularaq hissə dəsti əldə edə və ya alternativ olaraq Digikey -dən satın ala bilərsiniz.

Materiallar Qaydası:

• Siqnal generatoru (hələ Lab 1-dən alacaqsınız və əvvəlcə tam kompleks siqnal generatoruna ehtiyacınız olmayacaq, yəni bu laboratoriyanın birinci hissəsi üçün hər hansı uyğun real dəyərli siqnal generatoru edəcək);
• LM567 və ya NE567 ton dekoder (8 pinli çip);
• R_T = istinad giriş gərginliyi bölücüsünün yuxarı rezistoru: təqribən. 5340 ohm;
• R_B = istinad giriş gərginliyi bölücüsünün alt rezistoru: təxminən. 4660 ohm;
• R_L = çıxış üçün müqavimət (Pin 3): təxminən. 9212 ohm;
• Üç kondansatör (istinad və siqnal girişi üçün birləşdirici kondansatörlər, həmçinin çıxışdakı aşağı keçidli filtr kondansatörü);
• İsteğe bağlı açarlar;
• TL974 kimi çıxış gücləndiricisi (çıxış filtri kondansatörünü çox yükləməmək üçün kifayət qədər yüksək giriş empedansı olan kifayət qədər həssas bir səs gücləndiricisi və ya qulaqlıq gücləndiricisini də istifadə edə bilərsiniz);
• Digər müxtəlif komponentlər;
• Breadboard və ya komponentlərin montajı üçün digər lövhə.

Əlavə olaraq, kilidləmə gücləndiricisi ilə faydalı bir şey etmək üçün əldə etmək istəyəcəksiniz:

• Ultrasonik çeviricilər (iki ədəd);
• Audio qulaqlıq və ya dinamik sistemi;
• Maşın öyrənmə hissəsi üçün kompüter sistemi və ya prosessor və ya mikro nəzarətçi (Lab 1 -dən).

R_T, R_Bvə R._L nisbətən kritikdir, yəni təcrübə yolu ilə diqqətlə seçdiyimiz dəyərlərdir.

Addım 2: Komponentləri bağlayın

Komponentləri göstərilən sxemə uyğun olaraq bağlayın.

Diaqram, sxematik bir diaqram və bir əlaqə diaqramı arasında gözəl bir qarışıqdır, yəni dövrə sxemini və dövrə necə bağlandığını göstərir.

567 tonlu dekoderdən istifadə üsulu, bəziləri tərəfindən adi şərti istifadəsindən yaradıcı bir uzaqlaşma kimi qiymətləndirildi. Normalda Pin 8 çıxış pinidir, amma biz bunu heç istifadə etmirik. Normalda cihaz bir ton algılar və ton aşkar edildikdə işığı və ya başqa bir şeyi yandırır.

Burada istifadə etmək üçün nəzərdə tutulduğundan tamamilə fərqli bir şəkildə istifadə edirik.

Bunun əvəzinə "Faza Dedektörü" nün çıxışı olan Pin 1 -də çıxış alırıq. "Faza Detektoru" nun sadəcə bir çarpan olması faktından istifadə edirik.

Ayrıca, Pin 6 ümumiyyətlə bir zamanlama kondansatörü bağlantısı olaraq istifadə olunur.

Bunun əvəzinə, yaradıcı olaraq, 567 çipini kilidli gücləndirici kimi istifadə etmək üçün istinad 6 olaraq Pin 6 istifadə edirik. Bu, çarxı girişlərindən birində əldə etməyə imkan verir.

İstinad girişlərinə maksimum həssaslıq əldə etmək üçün bu pini tədarük xəttinin 46.6% -nə yönləndirsək və onu tutumlu şəkildə birləşdirsək, ən yaxşı nəticələr əldə edəcəyimizi gördük. Açarda göstərildiyi kimi istinad siqnalını birbaşa ona verməyi də cəhd edə bilərsiniz (yalnız keçid yerinə çörək taxtanızda bir keçid teli istifadə edə bilərsiniz).

Şərti olaraq istifadə etdiyimiz yeganə giriş/çıxış pinidir (yəni istifadə olunma üsulu) giriş olaraq istifadə ediləcəyi ehtimal olunan Pin 3, həqiqətən də giriş olaraq istifadə edirik!

Addım 3: Kilidli Gücləndiricini Yaxşı İstifadə Edin: Korlar üçün Görmə Yardımı

Korlar üçün görmə cihazı (görmə yardımı) yaratmaq üçün kilidli gücləndiricidən istifadə etmək istəyirik.

Buradakı fikir, Doppler sonar algılama sistemi yaratmaq üçün sonar üçün istifadə etməyimizdir.

Arduino əlavəsi olaraq bir sonar sensoru ala bilsəniz də, aşağıdakı səbəblərə görə bu Təlimat kitabındakı sistemi ilk prinsiplərdən özümüz qurmağı seçirik:

1. Şagirdlər özləri şeylər qurarkən əsasları öyrənəcəklər;
2. Bu, daha çox araşdırma və inkişaf üçün xam siqnallara birbaşa giriş imkanı verir;
3. Sistem yalnız bir qədər gecikmə (gecikmə) ilə ümumi məlumatı bildirən qablaşdırılmış sistemlərlə müqayisədə daha həssas və ani olur.

İki ultrasəs çeviricisini irəli baxaraq qulaqcıqlara (qulaqlıqlara) quraşdırın. Onları hər iki tərəfə qoymağı sevirik ki, baş ötürücünü alıcıdan birbaşa siqnaldan qorusun.

Təqdim olunan sxemə görə onları kilidlənən gücləndiriciyə qoşun.

Gücləndiricinin çıxışını qulaqlığa qoşun. "Extra Bass" tipli qulaqlıq ən yaxşı işləyir, çünki tezlik cavabı ən aşağı tezliklərə qədər uzanır.

İndi otaqdakı əşyaları eşitmək və hərəkətdə olan obyektlərin zehni vizual xəritəsini qurmaq mümkün olacaq.

Addım 4: İnsan-Maşın Öyrənməsi

"AI -nin Atası" Marvin Minski (bütün maşın öyrənmə sahəsini icad etdi), Ray Kurzweil (Google -da Mühəndislik Direktoru) və özümlə birlikdə IEEE ISTAS 2013 -də (Minsky, Kurzweil, Mann) bir məqalə yazdım. Society of Intelligent Veillance ", 2013) Humanist Zəka adlanan yeni bir maşın öyrənmə mövzusunda.

Bu, sensorların ağıl və bədənin əsl uzantısına çevrildiyi geyilə bilən texnologiyalar üzərində, yəni "HuMachine Learning" üzərində maşın öyrənməsindən irəli gəlir.

Doppler sonar yekunlarını götürməyi və onları bir kompüter sisteminin analoq girişinə verməyi və bu məlumatlar üzərində bir neçə maşın öyrənməyi sınayın.

Bu bizi Simon Haykinin idrak qabiliyyətinə malik olan bir radar və ya sonar sistemi vizyonuna bir addım daha yaxınlaşdıracaq.

LEM (Logon Expectation Maximization) neyron şəbəkəsindən istifadə etməyi düşünün.

Bax

Maşın öyrənmə və chirplet çevrilməsi ilə bağlı bəzi əlavə sənədlər:

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16830941

pdfs.semanticscholar.org/21d3/241e70186a9b…

arxiv.org/pdf/1611.08749.pdf

pdfs.semanticscholar.org/21d3/241e70186a9b…

www.researchgate.net/publication/22007368…

Addım 5: Digər Variasiyalar: Ürək Monitoru

Ölümün 1 nömrəli səbəbi ürək xəstəliyidir və bunun öhdəsindən gəlməyə kömək edən geyinə bilən bir sistem yarada bilərik. Ürəyinizə "baxmaq" üçün iki hidrofon və ya geofondan istifadə edin. Korların "görməsinə" kömək edən eyni texnologiya, artıq öz bədəninizin içinə baxmaq üçün içəri çevrilə bilər.

Ənənəvi EKQ ilə birlikdə kontekst üçün xaricə baxan belə bir ürək monitoru, şəxsi sağlamlıq və təhlükəsizlik üçün geyilə bilən kontekstli ürək monitoru verir.

Maşın öyrənmə problemləri ortaya çıxmadan əvvəl proqnozlaşdırmağa kömək edə bilər.

Addım 6: Digər Variantlar: Velosiped Təhlükəsizlik Sistemi

Başqa bir tətbiq, velosiped üçün arxa görmə sistemidir. Velosiped dəbilqəsinə arxaya baxan çeviriciləri yerləşdirin.

Burada yerdəki qarışıqlıqları və ümumiyyətlə sizdən uzaqlaşan hər şeyi görməməzlikdən gəlmək istəyirik, ancaq sizə qazanılan şeyləri yalnız "görmək".

Bunun üçün yuxarıdakı naqillərin diaqramında göstərildiyi kimi kompleks dəyərli bir sonar sistemindən istifadə etmək istəyəcəksiniz.

Çıxışları (real və xəyali) 2 kanallı AtoD (Analogdan Rəqəmə) çeviriciyə verin və Fourier çevrilməsini hesablayın, sonra yalnız müsbət tezlikləri nəzərə alın. Güclü müsbət tezlik komponentləri olduqda, sizə bir şey qazandırır. Bu, arxa kameranızın genişlənməsini aktivləşdirə bilər, arxanızda sizə qazanan obyektlərə diqqət yetirir.

Daha yaxşı nəticələr üçün chirplet tranformunu hesablayın. Daha da yaxşı: Adaptive Chirplet Transform (ACT) və LEM sinir şəbəkəsindən istifadə edin.

Dərsliyin "Ağıllı Görüntü İşlənməsi" 2 -ci Fəsilinə baxın, John Wiley və Sons, 2001.

Əlavə istinadlar:

wearcam.org/all.pdf

wearcam.org/chirplet.pdf

wearcam.org/chirplet/adaptive_chirplet1991/

wearcam.org/chirplet/adaptive_chirplet1992/…

arxiv.org/pdf/1611.08749.pdf

www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1127523…

Addım 7: Digər Variantlar: Korlar üçün Binural Görmə Yardımı

İki stereo səs kanalına real və xəyali çıxışı olan stereoskopik səs təmin etmək üçün yuxarıdakı kompleks dəyərli kilidli gücləndiricidən istifadə edin.

Bu yolla ətrafınızdakı dünyanın mürəkkəb təbiətini eşidə bilərsiniz, çünki insan eşitmə mərhələli dəyişikliklərə çox uyğundur və bu, Doppler dönüşünün faza və dördlük kanalları arasındakı incə dəyişiklikləri başa düşməyi öyrənməkdə çox ustadır.