Face Touch Alarm: 4 na Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Ang pagpindot sa ating mukha ay isa sa mga pinakakaraniwang paraan na mahahawa namin ang ating mga sarili sa mga virus tulad ng Covid-19. Isang akademikong pag-aaral noong 2015 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25637115) natagpuan na hinahawakan namin ang aming mga mukha ng average na 23 beses bawat oras. Napagpasyahan kong mag-disenyo ng isang murang gastos, mababang aparato ng kuryente na magbibigay daan sa iyo sa tuwing mahahawakan mo ang iyong mukha. Ang magaspang na prototype na ito ay maaaring pinuhin nang napakadali at bagaman malamang na hindi mo nais na magsuot nito buong araw, maaaring isang mahusay na paraan upang sanayin ka upang mabawasan ang paghawak ng mukha at samakatuwid ay bawasan ang pagkalat ng virus.

Karamihan sa mga anyo ng paggalaw ng paggalaw ay gumagamit ng mga accelerometro o pagproseso ng imahe. Ang mga ito ay medyo mahal, nangangailangan ng tuluy-tuloy na lakas at samakatuwid ay isang medyo malaking baterya din. Nais kong gumawa ng isang aparato na gumagamit lamang ng lakas kapag na-uudyok ito ng pag-uugali, at maaari itong gawin sa bahay nang mas mababa sa $ 10.

Ang aparato ay may tatlong bahagi. Isang kuwintas at dalawang maliit na nababanat na mga banda sa bawat pulso. Gumagamit ito ng prinsipyo na ang isang magnet na gumagalaw malapit sa isang likid ng kawad ay bumubuo ng isang kasalukuyang elektroniko sa kawad. Kapag ang kamay ay gumagalaw patungo sa mukha, ang magnet sa pulso ay bumubuo ng isang maliit na boltahe sa kabuuan ng coil. Ito ay pinalakas at kung ito ay mas mataas kaysa sa tiyak na threshold lumilipat ito sa isang maliit na buzzer.

Mga gamit

• 100 - 200 metro ng solenoid wire. Karamihan sa kawad ay masyadong makapal. Ang solenoid wire ay insulated ng isang napaka-pinong amerikana ng barnis upang maaari kang gumawa ng maraming mga liko sa likid habang pinapanatili itong medyo maliit at magaan. Gumamit ako ng 34 AWG - na kung saan ay tungkol sa 0.15mm diameter
• Mga kurbatang kurdon o sellotape
• Isang solong supply na mababang power op-amp. Kailangan itong makapagpatakbo sa 3V. Gumamit ako ng isang Microchip MCP601.
• 2 resistors (1M, 2K)
• Resistador ng trimmer ng 2
• Isang 3 - 5 V piezo buzzer
• Anumang pangunahing npn transistor (Gumamit ako ng 2N3904)
• Ilang veroboard
• CR2032 (o anumang 3V coin cell baterya)
• 2 maliit na malakas na magnet
• 2 makapal na goma band o ilang materyal ng suporta sa compression (tulad ng medyas ng compression)

Hakbang 1: Wind the Coil

Ang coil ay kailangang maging isang tuluy-tuloy na piraso ng kawad kaya sa kasamaang palad hindi ito maaaring mai-hook at hindi masaluhan tulad ng isang kuwintas. Samakatuwid ito ay mahalaga na ang lapad ng likid ay sapat na malaki para makuha mo ito sa iyong ulo. Sinaktan ko ang minahan sa paligid ng isang pabilog na dating (isang wastepaper basket) na may diameter na mga 23 cm (9 pulgada). Ang mas maraming lumiliko ang mas mahusay. Nawala ang bilang ko kung ilan ang nagawa ko ngunit sa pamamagitan ng pagsubok ng paglaban ng elektrisidad sa huli sa palagay ko natapos ako sa humigit-kumulang na 150 liko.

Kunin ang likid mula sa dating dahan-dahang, at i-secure ang coil gamit ang mga kurbatang kurdon o tape. Mahalaga na huwag masira ang anuman sa pinong solenoid wire dahil halos imposibleng maayos ito. Kapag na-secure mo ang coil, hanapin ang dalawang dulo ng kawad, at alisin ang barnisan mula sa huling cm (huling kalahating pulgada) ng bawat dulo. Ginawa ko ito sa pamamagitan ng pagtunaw ng barnis gamit ang isang panghinang (tingnan ang nakakabit na video).

Mag-click dito upang makita ang video kung paano hubarin ang solenoid wire

Ang mga dulo na ito ay maaaring solder ng delikado sa iyong detector circuit board. Para sa aking prototype ay hinangin ko ang mga dulo sa isang maliit na piraso ng magkakahiwalay na veroboard na may isang socket header, upang magamit ko ang eksperimento at magamit ang mga jumper cables upang ikonekta ito sa iba't ibang mga disenyo ng circuit.

Hakbang 2: Buuin ang Detector Circuit

Ang eskematiko at panghuling circuit ay ipinapakita sa itaas.

Gumagamit ako ng isang op amp sa isang hindi pagsasaalang-alang na pagsasaayos upang palakasin ang napakaliit na boltahe na nabuo sa kabuuan ng coil. Ang nakuha ng amplifier na ito ay ang ratio ng resistances ng R1 at R2. Kailangan itong maging sapat na mataas upang makita ang pang-akit kapag gumagalaw ito ng halos 10cm mula sa gilid ng likaw na medyo mabagal (mga 20-30cm / s) ngunit kung gagawin mo itong masyadong sensitibo pagkatapos ay maaari itong maging hindi matatag at ang buzzer ay tuloy-tuloy na tunog. Dahil ang pinakamainam na numero ay nakasalalay sa aktwal na likid na iyong itinatayo at ang magnet na ginagamit mo Inirerekumenda kong magtayo ka ng circuit na may variable na risistor na maaaring maitakda sa anumang halaga hanggang sa 2K. Sa aking prototype nalaman ko na ang halagang humigit-kumulang na 1.5K ay gumana nang maayos.

Dahil ang likaw ay kukunin din ang ligaw na mga alon ng radyo ng iba't ibang mga frequency na isinama ko ang isang kapasitor sa kabuuan ng R1. Gumagawa ito tulad ng isang mababang pass filter. Sa anumang mga frequency na mas mataas kaysa sa ilang hertz ang reaktibo ng capacitor na ito ay mas mababa kaysa sa halaga ng R1 at sa gayon bumababa ang amplification.

Dahil ang kita ay napakataas, ang output ng op amp ay talagang magiging "on" (3V) o "off" (0V). Una dahil ang MCP601 ay maaaring maglabas ng 20mA naisip ko na maaari itong direktang magmaneho ng isang piezo buzzer (nangangailangan lamang ito ng kaunting mA upang gumana). Gayunpaman natagpuan ko na ang op amp ay nagpumilit na himukin ito nang direkta, marahil dahil sa kapasidad ng buzzer. Nalutas ko ito sa pamamagitan ng pagpapakain ng output ng output sa pamamagitan ng isang risistor sa isang transn sa npn na kumikilos tulad ng isang switch. Napili ang R3 upang matiyak na ang transistor ay ganap na nasa kapag ang output mula sa Op amp ay 3V. Upang mabawasan ang pagkonsumo ng kuryente sa paraang ito ay dapat na kasing taas ng maaari mong gawin ito at siguraduhing nakabukas ang transistor. Pinili ko ang 5K upang matiyak na ang circuit na ito ay dapat gumana sa halos anumang tanyag na transistor ng npn.

Ang pangwakas na bagay na kailangan mo ay isang baterya. Nagawa kong patakbuhin ang aking prototype nang matagumpay sa isang baterya ng 3V coin cell - ngunit ito ay mas sensitibo at epektibo sa bahagyang mas mataas na boltahe at sa gayon kung makakahanap ka ng isang maliit na bateryang li-poly (3.7V) Inirerekumenda kong gamitin iyon.

Hakbang 3: Gawin ang Mga Band ng pulso

Kung ang isang magnet ay isinusuot malapit sa bawat kamay, ang pagkilos ng pagtaas ng kamay patungo sa mukha ay magpapalitaw sa buzzer. Nagpasya akong lumikha ng dalawang mga band ng pulso na may nababanat na materyal ng sock ng suporta at ginamit ito upang mapanatili ang dalawang maliliit na magnet sa aking pulso. Maaari ka ring mag-eksperimento sa isang magnetikong singsing sa isang daliri ng bawat kamay.

Ang sapilitan kasalukuyang dumadaloy sa isang direksyon sa paligid ng likaw kapag ang magnet ay pumasok sa rehiyon ng likaw at sa tapat na direksyon kapag umalis ito. Sapagkat sadyang simple ang prototype circuit, isang direksyon lamang ng kasalukuyang ang magpapalitaw sa buzzer. Kaya't ito ay magiging buzz alinman sa paglapit ng kamay sa kuwintas o kung kailan ito lumalayo. Malinaw na nais natin itong buzzer papunta sa mukha at mababago natin ang polarity ng nabuong kasalukuyang sa pamamagitan ng pag-flip ng magnet. Kaya't mag-eksperimento sa aling paraan sa paligid ng tunog ng buzzer kapag lumapit ang kamay sa mukha at markahan ang pang-akit upang maalala mong isuot ito ng tamang paraan.

Hakbang 4: Pagsubok

Ang laki ng kasalukuyang sapilitan ay nauugnay sa kung gaano kabilis ang pagbabago ng magnetic field malapit sa coil. Kaya't mas madaling pumili ng mga mabilis na paggalaw na malapit sa likid kaysa sa mabagal na paggalaw na malayo rito. Sa kaunting pagsubok at error nagawa kong gawin itong mapagkakatiwalaan nang ilipat ko ang magnet sa halos 30cm / s (1 ft / s) sa distansya na 15 cm (6 pulgada). Ang isang medyo higit pang pag-tune ay mapapabuti ito sa pamamagitan ng isang kadahilanan ng dalawa o tatlo.

Ang lahat ay medyo krudo sa sandaling ito dahil ang prototype ay gumagamit ng "through hole" na mga bahagi ngunit ang lahat ng electronics ay madaling mapaliit gamit ang mga mount mount na bahagi at ang limitasyon sa laki ay magiging baterya lamang.