Näo puudutuse alarm: 4 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Näo puudutamine on üks levinumaid viise, kuidas nakatame end selliste viirustega nagu Covid-19. 2015. aastal tehtud akadeemilises uuringus (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25637115) leiti, et katsume oma nägu keskmiselt 23 korda tunnis. Otsustasin kujundada odava ja väikese energiatarbega seadme, mis teavitaks teid iga kord, kui nägu puudutate. Seda krobelist prototüüpi saab väga lihtsalt täiustada ja kuigi te tõenäoliselt ei soovi seda kogu päeva kanda, võib see olla hea viis treenida teid näo puudutamise vähendamiseks ja seega viiruse leviku vähendamiseks.

Enamikus liikumisandurites kasutatakse kiirendusmõõtureid või pilditöötlust. Need on suhteliselt kallid, vajavad pidevat voolu ja seega ka suhteliselt suurt akut. Tahtsin teha seadme, mis tarbib energiat ainult siis, kui käitumine selle käivitab, ja mida saaks kodus teha vähem kui 10 dollari eest.

Seadmel on kolm osa. Kaelakee ja kaks väikest elastset riba mõlemal randmel. See kasutab põhimõtet, et traatmähise lähedal liikuv magnet tekitab juhtmes elektrivoolu. Kui käsi liigub näo poole, tekitab randmel olev magnet mähises väikese pinge. Seda võimendatakse ja kui see on kõrgem kui teatud lävi, lülitab see sisse väikese sumina.

Tarvikud

• 100 - 200 meetrit solenoidtraati. Enamik traate on liiga paks. Solenoidtraat on isoleeritud väga peene lakikihiga, nii et saate mähises palju pöördeid teha, hoides seda siiski suhteliselt väikese ja kergena. Ma kasutasin 34 AWG -d - see on umbes 0,15 mm läbimõõduga
• Kaablisidemed või müügilint
• Ühe toite väikese võimsusega op-võimendi. See peab suutma töötada 3 V pingel. Kasutasin Microchip MCP601.
• 2 takistit (1M, 2K)
• 2K trimmeri takisti
• 3 - 5 V piesosummer
• Mis tahes põhiline npn -transistor (ma kasutasin 2N3904)
• Mingi verbaat
• CR2032 (või mis tahes 3V mündipatarei)
• 2 väikest võimsat magnetit
• 2 paksu kummipaela või mõnda kokkusurumist toetavat materjali (nt surusokid)

Samm: kerige mähis kokku

Mähis peab olema üks pidev traaditükk, nii et seda ei saa kahjuks kaelakee külge haakida ja lahti haakida. Seetõttu on oluline, et mähise läbimõõt oleks piisavalt suur, et saaksite selle üle pea saada. Keerasin oma ümber ringikujulise moodustaja (vanapaberikorv), mille läbimõõt oli umbes 23 cm (9 tolli). Mida rohkem pöördeid, seda parem. Ma kaotasin, kui palju ma tegin, kuid katsetades elektritakistust lõpus, arvan, et sain umbes 150 pööret.

Eemaldage mähis õrnalt ja kinnitage mähis kaablisidemete või teibiga. Oluline on mitte katkestada õrna solenoidtraati, kuna seda on peaaegu võimatu parandada. Kui mähis on kinnitatud, leidke traadi kaks otsa ja eemaldage lakk mõlema otsa viimaselt sentimeetrilt. Ma tegin seda, sulatades laki jootekolbiga (vt lisatud videot).

Solenoidjuhtme eemaldamise video vaatamiseks klõpsake siin

Neid otsasid saab delikaatselt teie detektori trükkplaadile joodetud. Oma prototüübi jaoks jootsin otsad väikese pistikupesaga päikesepaneeli külge, et saaksin katsetada ja ühenduskaablite abil ühendada selle erinevate vooluahelate kujundustega.

2. samm: ehitage detektori ahel

Skeem ja viimane ahel on näidatud ülal.

Kasutan mähiseta väikese pinge võimendamiseks op-võimendit mittepöördes. Selle võimendi võimenduseks on R1 ja R2 takistuste suhe. See peab olema piisavalt kõrge, et tuvastada magnet, kui see liigub pooli servast umbes 10 cm suhteliselt aeglaselt (umbes 20–30 cm/s), kuid kui muudate selle liiga tundlikuks, võib see muutuda ebastabiilseks ja helisignaal kostab pidevalt. Kuna optimaalne arv sõltub tegelikust mähist, mida te ehitate, ja kasutatavast magnetist, soovitan teil vooluahela ehitada muutuva takistiga, mille väärtuseks saab seada kuni 2K. Oma prototüübis leidsin, et väärtus umbes 1,5K töötas hästi.

Kuna mähis võtab vastu ka erineva sagedusega hulkuvad raadiolained, lisasin R1 -le kondensaatori. See toimib nagu madalpääsfilter. Kõigil sagedustel, mis on kõrgemad kui mõni herts, on selle kondensaatori reaktsioonivõime palju väiksem kui R1 väärtus ja seega väheneb võimendus.

Kuna võimendus on nii suur, on op -võimendi väljund tõesti ainult "sisse" (3V) või "välja" (0V). Algselt, kuna MCP601 võib väljastada 20 mA, arvasin, et see võib juhtida piesosummerit otse (nende töötamiseks on vaja vaid mõnda mA). Siiski leidsin, et op -võimendi nägi vaeva selle otsejuhtimisega, tõenäoliselt sumisti mahtuvuse tõttu. Ma lahendasin selle, suunates väljundi väljundi läbi takisti npn -transistorile, mis toimib nagu lüliti. R3 valitakse veendumaks, et transistor on täielikult sisse lülitatud, kui Op -võimendi väljund on 3V. Ideaalis peaks energiatarbimise minimeerimiseks see olema nii suur kui võimalik ja siiski veenduma, et transistor on sisse lülitatud. Olen valinud 5K tagamaks, et see vooluahel peaks töötama peaaegu kõigi populaarsete npn -transistoridega.

Viimane asi, mida vajate, on aku. Suutsin oma prototüüpi edukalt käivitada 3 V mündipatareiga - kuid see oli veelgi tundlikum ja tõhusam veidi kõrgema pinge korral, nii et kui leiate väikese li -polü aku (3,7 V), siis soovitaksin seda kasutada.

Samm: valmistage randmepaelad

Kui magnetit kantakse iga käe lähedusse, käivitab käe näo poole tõstmine summeri. Otsustasin luua kaks elastse tugisokimaterjaliga randmepaela ja kasutada neid kahe väikese magneti hoidmiseks randmel. Võite katsetada ka mõlema käe ühe sõrme magnetrõngaga.

Indutseeritud vool voolab mähise ümber ühes suunas, kui magnet siseneb mähise piirkonda, ja vastupidises suunas, kui see väljub. Kuna prototüübi ahel on tahtlikult lihtne, käivitab summeri ainult üks voolusuund. Nii et see sumiseb kas siis, kui käsi läheneb kaelakeele või kui see eemaldub. Ilmselgelt tahame, et see näo poole sumiseks ja saame magneti pööramisega muuta tekitatud voolu polaarsust. Nii et katsetage, kuidas ümberringi kostab helisignaal, kui käsi läheneb näole, ja märkige magnet nii, et teil oleks meeles seda õigesti kanda.

4. samm: testige

Indutseeritud voolu suurus on seotud sellega, kui kiiresti magnetväli mähise lähedal muutub. Nii on kergem kiireid liigutusi mähise lähedal üles võtta kui aeglaseid liigutusi sellest kaugel. Pisut katse ja eksituse korral suutsin selle usaldusväärselt tööle panna, kui nihutasin magnetit umbes 30 cm/s (1 jalga/s) 15 cm (6 tolli) kaugusel. Natuke rohkem häälestamist parandaks seda kahe või kolme korra võrra.

See kõik on praegu natuke toore, kuna prototüüp kasutab "läbi aukude" komponente, kuid kogu elektroonikat saab pinnapealsete komponentide abil hõlpsalt kokku tõmmata ja piiravaks suuruseks oleks lihtsalt aku.