Խելացի բարձ `3 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Այս հրահանգը նկարագրում է, թե ինչպես պատրաստել խելացի բարձ, որը զգայուն է խռմփոցի համար:

Խելացի բարձը հենվում է թրթռանքի վրա ՝ քնածին ցույց տալու համար, երբ նա քնած ժամանակ խռմփացնում է: Այն ինքնաբերաբար գործում է, երբ մարդը գլուխը դնում է բարձի վրա:

Խռմփոցը ցավալի վիճակ է, քանի որ այն ազդում է ոչ միայն խռմփոցի, այլև նրա շուրջը քնած մարդկանց վրա: Խռմփոցը ճանաչվել է ԱՄՆ -ում ամուսնալուծության ամենամեծ բժշկական պատճառը: Բացի այդ, քնի ապնոեն կարող է առաջացնել առողջական խնդիրների լայն շրջանակ, որոնք կարող են մեղմվել `ապահովելով, որ քնածը չընտրի այն դիրքը, որը հանգեցնում է խռմփոցի:

Այս Instructable- ում մենք կառուցելու ենք համակարգ, որը կարող է հայտնաբերել և վերլուծել ձայները: Երբ նա վերլուծում է խռմփոցի ձայնը, այն կմիացնի թրթռման շարժիչ, որպեսզի քնածը արթնանա: Երբ քնած մարդը գլուխը բարձրացնում է բարձից, թրթռման շարժիչը կդադարի: Երբ քնած անձը փոխում է իր դիրքը քնելու համար, նրանք ավելի հավանական է, որ տեղավորվեն այլ դիրքում, ինչը կանխելու է խռմփոցը:

Քայլ 1: Բարձի առաջադրանքներ

• Բարձն ունի հպման տվիչ, որպեսզի համակարգը ինքնաբերաբար միացվի, երբ մարդը գլուխը դնի բարձի վրա, և պարապ մնա, երբ գլուխը վեր բարձրացնի:
• Երբ համակարգը հայտնաբերում է խռմփոցի ձայն կամ ցանկացած այլ կակոֆոնիկ ձայն, թրթռիչը միացված է ՝ քնածին արթնացնելու համար:
• Առանձնահատկություններ 2 օգտագործողի կարգավորելի թրթռման ռեժիմներ `շարունակական կամ զարկերակային: Համակարգը օգտակար է այն մարդկանց համար, ովքեր տառապում են խռմփոցից: Անվտանգության համար այն մարդիկ, ովքեր տառապում են շատ խոր քունով, կարող են նաև օգտագործել համակարգը, քանի որ այն կարող է հայտնաբերել դռան զանգեր, զանգեր կամ լաց երեխաներ:

Այս նախագիծը մենք իրականացրեցինք Silego SLG46620V CMIC- ով, ձայնի տվիչով, թրթռման շարժիչով, ուժի զգացողության դիմադրիչով և որոշ պասիվ բաղադրիչներով:

Այս դիզայնի բաղադրիչների ընդհանուր թիվը բավականին նվազագույն է, չնայած միկրոկոնտրոլեր չօգտագործելուն: Քանի որ GreenPAK CMIC- ն էժան են և ունեն ցածր էներգիայի սպառում, դրանք այս լուծման իդեալական բաղադրիչն են: Նրանց փոքր չափերը նաև թույլ կտան հեշտությամբ ինտեգրվել բարձի ներսում ՝ առանց արտադրական մտահոգությունների:

Ձայնի հայտնաբերումից կախված նախագծերի մեծ մասն ունի «կեղծ ձգան արագություն», որն անհրաժեշտ է տարբեր սենսորների միջև սխալի հնարավորության պատճառով: Այս նախագծի հետ կապված սենսորները պարզապես հայտնաբերում են ձայնի մակարդակ. նրանք չեն հայտնաբերում ձայնի տեսակը կամ դրա ծագման բնույթը: Հետևաբար, կեղծ ձգանը կարող է առաջանալ այնպիսի գործողության պատճառով, ինչպիսին է ծափահարելը, թակելը կամ խռմփոցին չառնչվող այլ աղմուկը, որը կարող է հայտնաբերվել սենսորի կողմից:

Այս նախագծում համակարգը անտեսելու է կարճ հնչյունները, որոնք առաջացնում են կեղծ ձգանման արագություն, ուստի մենք կառուցելու ենք թվային զտիչ, որը կարող է հայտնաբերել ձայնային հատված, ինչպես խռմփոցի ձայնը:

Նայեք նկար 1 -ի գրաֆիկական կորին, որը ներկայացնում է խռմփոցի ձայնը:

Մենք տեսնում ենք, որ այն բաղկացած է երկու բաժիններից, որոնք կրկնվում են և ժամանակի հետ փոխկապակցված են: Առաջին բաժինը հայտնաբերում է խռմփոցը. դա կարճ իմպուլսների հաջորդականություն է, որը տևում է 0.5 -ից 4 վայրկյան, որին հաջորդում է լռության ժամանակահատվածը, որը տևում է 0.4 -ից 4 վայրկյան և կարող է պարունակել ֆոնային աղմուկ:

Հետևաբար, այլ աղմուկներ զտելու համար համակարգը պետք է հայտնաբերի խռմփոցի հատվածը, որը տևում է ավելի քան 0,5 վայրկյան, և անտեսի ցանկացած ավելի կարճ ձայնային հատված: Համակարգն ավելի կայուն դարձնելու համար պետք է գործարկել հաշվիչ, որը հաշվում է խռմփոցի հատվածները, որպեսզի ազդանշանը գործարկվի երկու հաջորդական խռմփոցի հատվածների հայտնաբերումից հետո:

Այս դեպքում, նույնիսկ եթե ձայնը տևում է ավելի քան 0,5 վայրկյան, համակարգը այն զտելու է, եթե այն չի կրկնվում որոշակի ժամանակահատվածում: Այս կերպ մենք կարող ենք զտել այն ձայնը, որը կարող է առաջանալ շարժման, հազի կամ նույնիսկ կարճ աղմուկի ազդանշանների պատճառով:

Քայլ 2. Իրականացման ծրագիր

Այս նախագծի նախագիծը բաղկացած է երկու բաժնից. առաջին բաժինը պատասխանատու է ձայնի հայտնաբերման համար և վերլուծում է այն `հայտնաբերելու խռմփոցի ձայնը` քնածին զգուշացնելու համար:

Երկրորդ բաժինը հպման տվիչ է. այն պատասխանատու է համակարգին ավտոմատ կերպով միացնելու համար, երբ մարդը գլուխը դնում է բարձին, և անջատելու համակարգը, երբ քնած մարդը գլուխը բարձից հանում է:

Խելացի բարձը կարող է շատ հեշտությամբ իրականացվել մեկ GreenPAK- ի կողմից կազմաձևվող խառը ազդանշանի IC (CMIC) միջոցով:

Դուք կարող եք անցնել բոլոր քայլերը ՝ հասկանալու համար, թե ինչպես է GreenPAK չիպը ծրագրավորվել ՝ Smart Pillow- ը կառավարելու համար: Այնուամենայնիվ, եթե պարզապես ցանկանում եք հեշտությամբ ստեղծել «Խելացի բարձ» ՝ առանց հասկանալու բոլոր ներքին սխեմաները, ներբեռնեք անվճար GreenPAK ծրագրակազմ ՝ արդեն ավարտված «Խելացի բարձ» GreenPAK դիզայնի ֆայլը դիտելու համար: Միացրեք ձեր համակարգիչը GreenPAK Development Kit- ին և հարվածեք ծրագրին ՝ ձեր Smart Pillow- ը կառավարելու համար հարմարեցված IC ստեղծելու համար: IC- ի ստեղծումից հետո կարող եք բաց թողնել հաջորդ քայլը: Հաջորդ քայլը կքննարկի այն տրամաբանությունը, որը գտնվում է Smart Pillow GreenPAK դիզայնի ֆայլի ներսում, նրանց համար, ովքեր հետաքրքրված են հասկանալու, թե ինչպես է աշխատում սխեման:

Ինչպես է դա աշխատում?

Ամեն անգամ, երբ մարդը գլուխը դնում է բարձի վրա, հպման տվիչը Matrix2- ից Matrix1- ին P10- ի միջոցով ակտիվացման ազդանշան է ուղարկում `միացումն ակտիվացնելու և ձայնային տվիչից նմուշներ վերցնելու համար:

Համակարգը նմուշ է վերցնում ձայնային սենսորից յուրաքանչյուր 30 մ -ում `5 մմ ժամկետում: Այսպիսով, էներգիայի սպառումը կխնայվի, և կարճ ձայնային իմպուլսները կզտվեն:

Եթե մենք հայտնաբերենք ձայնի հաջորդական 15 նմուշ (ոչ մի նմուշի միջև ոչ մի լռություն չի տևում ավելի քան 400 մ), կարելի է եզրակացնել, որ ձայնը համառ է: Այս դեպքում ձայնային հատվածը կհամարվի խռմփոց հատված: Երբ այս գործողությունը կրկնում է լռությունից հետո, որը տևում է ավելի քան 400 մ և 6 վրկ -ից պակաս, ձայնագրված ձայնը կհամարվի խռմփոց, և քնողը զգուշացվելու է թրթռումից:

Դիզայնում pipedelay0- ի կոնֆիգուրացիայից ճշգրտությունը բարձրացնելու համար կարող եք հետաձգել նախազգուշացումը խռմփոցի ավելի քան 2 հատվածի համար, սակայն դա կարող է բարձրացնել արձագանքման ժամանակը: 6 վրկ շրջանակը նույնպես պետք է ավելացվի:

Քայլ 3. GreenPAK ձևավորում

Առաջին բաժին. Խռմփոցի հայտնաբերում

Ձայնի տվիչի ելքը միացված կլինի Pin6- ին, որը կազմաձևված է որպես անալոգային մուտք: Ազդանշանը կապից կբերվի ACMP0- ի մուտքին: ACMP0- ի մյուս մուտքը կազմաձևված է որպես 300 մվ աղբյուր:

ACMP0- ի ելքը շրջված է, այնուհետև միացված է CNT/DLY0- ին, որը սահմանվում է որպես աճող եզրերի հետաձգում `400ms- ի հետաձգմամբ: CNT0- ի ելքը բարձր կլինի, երբ լռության հայտնաբերումը տևի ավելի քան 400ms: Դրա ելքը միացված է բարձրացող եզրերի դետեկտորին, որը լռությունը հայտնաբերելուց հետո կարճ վերակայման զարկերակ կստեղծի:

CNT5- ը և CNT6- ը պատասխանատու են ձայնային նմուշներ վերցնելու համար ժամանակի դարպաս բացելու համար, որը տևում է 5ms յուրաքանչյուր 30ms- ում; այս 5ms- ի ընթացքում, եթե կա ձայնային ազդանշանի հայտնաբերում, DFF0- ի ելքը զարկերակ է տալիս հաշվիչ CNT9- ին: CNT9- ը կվերականգնվի, եթե լռության հայտնաբերումը տևի ավելի քան 400 մգ, որի ընթացքում այն կվերսկսի ձայնային նմուշների հաշվարկը:

CNT9- ի ելքը միացված է DFF2- ին, որն օգտագործվում է որպես խռմփոցի հատված հայտնաբերելու կետ: Երբ հայտնաբերվում է խռմփոցի հատված, DFF2- ի ելքը դառնում է HI ՝ ակտիվացնելու CNT2/Dly2- ը, որը կազմաձևված է աշխատելու որպես «ընկնելու եզրերի հետաձգում» ՝ 6 վրկ հետաձգմամբ:

DFF2- ը կվերակայվի լռության հայտնաբերումից հետո, որը տևում է ավելի քան 400 ms: Այնուհետև նորից կսկսի հայտնաբերել խռմփոցի հատվածը:

DFF2- ի ելքն անցնում է Pipedelay- ով, որը միացված է pin9- ին LUT1- ի միջոցով: Pin9- ը միացված կլինի թրթռման շարժիչին:

Pipedelay- ի ելքը Lowածրից բարձր է անցնում, երբ այն հայտնաբերում է երկու հաջորդական խռմփոցի հատված CNT2- ի ժամանակային դարպասի ներսում (6 վրկ):

LUT3- ը օգտագործվում է Pipedelay- ի վերականգնման համար, այնպես որ դրա ելքը կլինի ցածր, եթե քնած մարդը գլուխը բարձրացնի բարձից: Այս դեպքում, CNT2- ի ժամային դարպասը ավարտված է ՝ նախքան խռմփոցի երկու հաջորդական հատվածների հայտնաբերումը:

Pin3- ը կազմաձևված է որպես մուտքագրում և միացված է «Թրթռման ռեժիմի կոճակին»: Pin3- ից եկող ազդանշանը անցնում է DFF4- ով և DFF5- ը կարգավորում է թրթռման օրինակը երկու օրինակից մեկին ՝ ռեժիմ 1 և ռեժիմ 2: Ռեժիմ 1 -ի դեպքում.

Ռեժիմ 2 -ի դեպքում.

Այսպիսով, երբ DFF5- ի ելքը բարձր է, ռեժիմ 1 -ը կակտիվանա: Երբ այն ցածր է (ռեժիմ 2), DFF4- ի ելքը բարձր է, և CNT6- ի ելքը կհայտնվի pin9- ից LUT1- ի միջոցով:

Ձայնի տվիչի նկատմամբ զգայունությունը վերահսկվում է մոդուլում տեղադրված պոտենցիոմետրով: Սենսորը պետք է առաջին անգամ ձեռքով նախաստորագրվի `պահանջվող զգայունությունը ստանալու համար:

PIN10- ը միացված է ACMP0- ի ելքին, որն արտաքինից միացված է LED- ին: Երբ ձայնային սենսորը ճշգրտվում է, pin10- ի ելքը պետք է լինի բավականին ցածր, ինչը նշանակում է, որ արտաքին LED- ի վրա, որը միացված է վերևում, թարթում չկա: Այս կերպ մենք կարող ենք երաշխավորել, որ ձայնի տվիչի կողմից լռության մեջ առաջացած լարումը չի գերազանցում 300 մվ ACMP0 շեմը:

Եթե թրթռումից բացի այլ ահազանգի կարիք ունեք, կարող եք ազդանշանը միացնել pin9- ին, որպեսզի ձայնային ահազանգը նույնպես ակտիվանա:

Երկրորդ բաժին ՝ Հպման ցուցիչ

Հպման տվիչը, որը մենք կառուցեցինք, օգտագործում է Force-sensing resistor (FSR): Ուժի զգացողության դիմադրիչները բաղկացած են հաղորդիչ պոլիմերից, որը կանխատեսելի կերպով փոխում է դիմադրությունը նրա մակերեսին ուժի կիրառումից հետո: Sensգացող ֆիլմը բաղկացած է ինչպես էլեկտրահաղորդիչ, այնպես էլ չանցնող մասնիկներից, որոնք կախված են մատրիցում: Theգացող ֆիլմի մակերեսին ուժ գործադրելով ՝ մասնիկները դիպչում են հաղորդիչ էլեկտրոդներին ՝ փոխելով ֆիլմի դիմադրությունը: FSR- ն գալիս է տարբեր չափերի և ձևերի (շրջան և քառակուսի):

Առանց ճնշման դիմադրությունը գերազանցեց 1 MΩ- ը և տատանվում էր մոտ 100 kΩ- ից մինչև մի քանի հարյուր Օմ, քանի որ ճնշումը տարբերվում էր թեթևից ծանր: Մեր նախագծում FSR- ն կօգտագործվի որպես գլխի հպման ցուցիչ և այն գտնվում է բարձի ներսում: Մարդու գլխի միջին քաշը 4,5 -ից 5 կգ է: Երբ օգտագործողը գլուխը դնում է բարձի վրա, FSR- ի վրա ուժ է կիրառվում, և դրա դիմադրությունը փոխվում է: GPAK- ն հայտնաբերում է այս փոփոխությունը, և համակարգը միացված է:

Դիմադրողական սենսորին միացնելու եղանակը մի ծայրը Power- ին միացնելն է, իսկ մյուսը `գետնին ձգվող դիմադրողին: Այնուհետև ֆիքսված ձգվող դիմադրիչի և փոփոխական FSR դիմադրության միջև ընկած կետը միացված է GPAK- ի անալոգային մուտքին (Pin12), ինչպես ցույց է տրված նկար 7 -ում: Ազդանշանը քորոցից կբերվի ACMP1 մուտքի: ACMP1- ի մյուս մուտքը միացված է 1200mv հղման կարգավորմանը: Համեմատության արդյունքը պահվում է DFF6- ում: Երբ գլխի հպում է հայտնաբերվում, DFF2- ի ելքը վերածում է HI- ի `ակտիվացնելու CNT2/Dly2- ը, որը կազմաձևված է աշխատելու որպես« ընկնելու եզրերի հետաձգում »` 1,5 վրկ ուշացումով: Այս դեպքում, եթե քնածը շարժվում է կամ շրջվում է կողքից և FSR- ն ընդհատվում է 1,5 վրկ -ից պակաս ժամանակով, համակարգը դեռ ակտիվացված է, և վերականգնում չի առաջանում: CNT7- ը և CNT8- ը օգտագործվում են FSR- ին և ACMP1- ին 50 մՍ յուրաքանչյուր 1 վայրկյանում միացնելու համար `էներգիայի սպառումը նվազեցնելու համար:

Եզրակացություն

Այս նախագծում մենք պատրաստեցինք խելացի բարձ, որն օգտագործվում է խռմփոցի հայտնաբերման համար `քնած մարդուն թրթռումներից զգուշացնելու համար:

Մենք նաև FSR- ի միջոցով դիպչելու տվիչ պատրաստեցինք ՝ բարձն օգտագործելիս համակարգը ինքնաբերաբար ակտիվացնելու համար: Հետագա բարելավման տարբերակ կարող է լինել FSR- ի զուգահեռ դիզայնը ՝ ավելի մեծ չափի բարձեր տեղավորելու համար: Մենք նաև թվային զտիչներ ենք պատրաստել ՝ նվազագույնի հասցնելու համար կեղծ ահազանգերի առաջացումը: