Arcérintéses riasztás: 4 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Az arcunk megérintése az egyik leggyakoribb módja annak, hogy megfertőzzük magunkat olyan vírusokkal, mint a Covid-19. Egy 2015 -ös tudományos tanulmány (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25637115) megállapította, hogy óránként átlagosan 23 alkalommal érintjük meg az arcunkat. Úgy döntöttem, hogy olcsó, alacsony fogyasztású eszközt tervezek, amely minden alkalommal figyelmeztetni fogja Önt, amikor megérinti az arcát. Ezt a durva prototípust nagyon könnyen finomítani lehetne, és bár nem valószínű, hogy egész nap ezt szeretné viselni, jó módszer lehet arra, hogy megtanítson arra, hogy csökkentse az arcérintést, és ezáltal csökkentse a vírus terjedését.

A mozgásérzékelés legtöbb formája gyorsulásmérőt vagy képfeldolgozást használ. Ezek viszonylag drágák, folyamatos energiát igényelnek, és ezért viszonylag nagy akkumulátort is igényelnek. Olyan eszközt szerettem volna készíteni, amely csak akkor fogyaszt áramot, amikor a viselkedés kiváltja, és amelyet otthon is meg lehet csinálni 10 dollárnál kevesebb áron.

A készülék három részből áll. Nyaklánc és két kis rugalmas szalag mindkét csuklóján. Azt az elvet alkalmazza, hogy a huzaltekercs közelében mozgó mágnes elektromos áramot generál a vezetékben. Amikor a kéz az arc felé mozog, a csuklón lévő mágnes apró feszültséget generál a tekercsen. Ezt felerősíti, és ha magasabb, mint egy bizonyos küszöbérték, akkor egy kis hangjelzőt kapcsol be.

Kellékek

• 100-200 méter mágnesszelep. A legtöbb huzal túl vastag. A mágnesszelep nagyon finom lakkréteggel van szigetelve, így sok fordulatot lehet végrehajtani a tekercsben, miközben viszonylag kicsi és könnyű marad. 34 AWG -t használtam - ez körülbelül 0,15 mm átmérőjű
• Kábelkötegek vagy értékesítő szalag
• Egy tápegység kis teljesítményű op-erősítő. Képesnek kell lennie arra, hogy 3V -on működjön. Microchip MCP601 -et használtam.
• 2 ellenállás (1M, 2K)
• 2K trimmer ellenállás
• 3-5 V -os piezo zümmere
• Bármilyen alap npn tranzisztor (2N3904 -et használtam)
• Valami veroboard
• CR2032 (vagy bármilyen 3V -os gombelem)
• 2 kis erős mágnes
• 2 vastag gumiszalag vagy valamilyen kompressziót támogató anyag (például kompressziós zokni)

1. lépés: Tekerje fel a tekercset

A tekercsnek egyetlen huzaldarabnak kell lennie, így sajnos nem lehet horogra akasztani és leakasztani, mint egy nyakláncot. Ezért fontos, hogy a tekercs átmérője elég nagy legyen ahhoz, hogy a fej fölé vigye. Körülbelül 23 cm (9 hüvelyk) átmérőjű kör alakú formázó (hulladékpapírkosár) köré tekertem az enyémet. Minél több fordul, annál jobb. Elvesztettem a számát, hogy hányat csináltam, de a végén az elektromos ellenállás tesztelésével azt hiszem, körülbelül 150 fordulattal végeztem.

Óvatosan vegye le a tekercset az előbbiről, és rögzítse a tekercset kábelkötőkkel vagy szalaggal. Fontos, hogy ne törje meg a kényes mágnesszelep -huzalokat, mivel szinte lehetetlen megjavítani. Ha rögzítette a tekercset, keresse meg a huzal két végét, és távolítsa el a lakkot mindkét végének utolsó cm -jéről. Ezt úgy tettem, hogy a lakkot forrasztópáka segítségével megolvasztottam (lásd a mellékelt videót).

Kattintson ide, ha meg szeretné tekinteni a mágnesszelepek eltávolításáról szóló videót

Ezeket a végeket finoman forraszthatja az érzékelő áramköri lapjára. A prototípusom esetében a végeket forrasztottam egy kis darab különálló, aljzatfejjel ellátott tábladarabra, hogy kísérletezéssel és áthidaló kábelekkel összekapcsolhassam a különböző áramköri konstrukciókkal.

2. lépés: Építse fel az érzékelő áramkört

A sematikus és a végső áramkör a fentiekben látható.

Nem invertáló konfigurációban op erősítőt használok a tekercsen generált nagyon kis feszültség erősítésére. Ennek az erősítőnek a nyeresége az R1 és R2 ellenállások aránya. Elég magasnak kell lennie ahhoz, hogy érzékelje a mágnest, amikor viszonylag lassan (kb. 20-30 cm/s) körülbelül 10 cm-re mozog a tekercs szélétől, de ha túl érzékenyre állítja, instabillá válhat, és a zümmögő folyamatosan szólni fog. Mivel az optimális szám függ a ténylegesen felépített tekercstől és a használt mágnestől, azt javaslom, hogy az áramkört egy változó ellenállással építse fel, amely 2K -ig bármilyen értékre állítható. A prototípusomban azt tapasztaltam, hogy a körülbelül 1,5K érték jól működik.

Mivel a tekercs különböző frekvenciájú kóbor rádióhullámokat is felvesz, egy kondenzátort helyeztem az R1 -re. Ez úgy működik, mint egy aluláteresztő szűrő. A néhány hertznél magasabb frekvenciákon ennek a kondenzátornak a reaktanciája sokkal kisebb, mint az R1 értéke, és így az erősítés csökken.

Mivel a nyereség olyan magas, az op erősítő kimenete valóban csak "be" (3V) vagy "kikapcsolt" (0V) lesz. Kezdetben, mivel az MCP601 20 mA -t tud leadni, azt gondoltam, hogy képes lehet piezo -zümmögőt közvetlenül meghajtani (ezek csak néhány mA -t igényelnek a működéshez). Azonban azt tapasztaltam, hogy az op erősítő küzdött a közvetlen meghajtással, valószínűleg a zümmögő kapacitása miatt. Ezt úgy oldottam meg, hogy a kimenet kimenetét egy ellenálláson keresztül egy npn tranzisztorba tápláltam, amely úgy működik, mint egy kapcsoló. Az R3 -at úgy választják meg, hogy a tranzisztor teljesen be legyen kapcsolva, amikor az Op erősítő kimenete 3 V. Az energiafogyasztás minimalizálása érdekében ideális esetben ennek olyan magasnak kell lennie, amennyit csak tud, és továbbra is biztosítania kell a tranzisztor bekapcsolását. Az 5K -t választottam annak biztosítására, hogy ez az áramkör működjön szinte minden népszerű npn tranzisztorral.

Az utolsó dolog, amire szüksége van, egy akkumulátor. Sikeresen tudtam futtatni a prototípusomat egy 3 V -os gombelemmel - de valamivel magasabb feszültségnél még érzékenyebb és hatékonyabb volt, ezért ha talál egy kis (3,7 V) li -poly akkumulátort, azt javaslom.

3. lépés: Készítse el a csuklópántot

Ha mágnest viselnek mindkét kéz közelében, a kéz arccal történő felemelése aktiválja a zümmögőt. Úgy döntöttem, hogy létrehozok két csuklópántot rugalmas zokni anyaggal, és ezek segítségével két kis mágnest tartok a csuklómon. Kísérletezhet mágneses gyűrűvel is mindkét kéz egyik ujján.

Az indukált áram egy irányban áramlik a tekercs körül, amikor a mágnes belép a tekercs tartományába, és ellentétes irányba, amikor kilép. Mivel a prototípus áramkör szándékosan egyszerű, csak az áram egyik iránya aktiválja a zümmögőt. Tehát zümmögni fog, ha a kéz közeledik a nyaklánchoz, vagy amikor eltávolodik. Nyilvánvalóan azt akarjuk, hogy zümmögjön az arc felé vezető úton, és a mágnes elfordításával megváltoztathatjuk a generált áram polaritását. Kísérletezzen hát azzal, hogy melyik irányból adja ki a zümmögőt, amikor a kéz az arcához közeledik, és jelölje be a mágnest, hogy ne felejtse el megfelelően viselni.

4. lépés: Teszt

Az indukált áram mérete összefügg azzal, hogy milyen gyorsan változik a mágneses mező a tekercs közelében. Így könnyebb felvenni a gyors mozgásokat a tekercs közelében, mint a lassú mozgásokat távol tőle. Némi próbálgatással sikerült megbízhatóan működésbe hozni, amikor a mágnest körülbelül 30 cm/s (1 ft/s) sebességgel mozgattam 15 cm (6 hüvelyk) távolságban. Egy kicsit több tuning ezt két -háromszor javítaná.

Pillanatnyilag nyers az egész, mivel a prototípus "átmenő lyukú" alkatrészeket használ, de az összes elektronika könnyen összezsugorítható a felületre szerelhető alkatrészekkel, és a korlátozó méret csak az akkumulátor lenne.