زنگ لمسی چهره: 4 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

لمس صورت ما یکی از رایج ترین روش هایی است که ما خود را با ویروس هایی مانند کووید -19 آلوده می کنیم. یک مطالعه دانشگاهی در سال 2015 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25637115) نشان داد که ما به طور متوسط 23 بار در ساعت به صورت خود دست می زنیم. من تصمیم گرفتم یک دستگاه کم هزینه و کم مصرف طراحی کنم که هر زمان که می خواهید صورت خود را لمس کنید به شما هشدار می دهد. این نمونه اولیه خشن را می توان به راحتی تصفیه کرد و اگرچه بعید است که بخواهید این لباس را در تمام طول روز بپوشید ، اما ممکن است راه خوبی برای آموزش شما برای کاهش لمس صورت و در نتیجه کاهش انتشار ویروس باشد.

اکثر اشکال حس حرکت از شتاب سنج یا پردازش تصویر استفاده می کنند. اینها نسبتاً گران هستند ، به برق مداوم نیاز دارند و بنابراین یک باتری نسبتاً بزرگ نیز دارند. من می خواستم دستگاهی بسازم که فقط در مواقعی که رفتار آن را تحریک می کند ، برق مصرف کند و با هزینه کمتر از 10 دلار در خانه ساخته شود.

دستگاه دارای سه قسمت است. گردنبند و دو نوار الاستیک کوچک روی هر مچ دست. از این اصل استفاده می کند که آهنربا در نزدیکی سیم پیچ سیم جریان الکتریکی را در سیم ایجاد می کند. وقتی دست به طرف صورت حرکت می کند ، آهن ربا در مچ دست ولتاژ کوچکی در سیم پیچ ایجاد می کند. این تقویت می شود و اگر بیشتر از آستانه مشخص باشد ، یک زنگ کوچک را روشن می کند.

تدارکات

• 100 - 200 متر سیم برقی. اکثر سیم ها بسیار ضخیم هستند. سیم برقی با یک لایه لاک بسیار خوب عایق بندی شده است به طوری که می توانید چرخش های زیادی را در سیم پیچ انجام دهید در حالی که هنوز آن را نسبتاً کوچک و سبک نگه می دارید. من از 34 AWG استفاده کردم - که حدود 0.15 میلی متر قطر دارد
• کابل یا نوار فروش
• یک منبع تغذیه کم قدرت op. باید بتواند در 3 ولت کار کند. من از Microchip MCP601 استفاده کردم.
• 2 مقاومت (1M ، 2K)
• مقاومت تریمر 2K
• یک وزوز پیزو 3 - 5 ولت
• هر ترانزیستور اصلی npn (من از 2N3904 استفاده کردم)
• مقداری تخته ورود
• CR2032 (یا هر باتری سکه ای 3 ولت)
• 2 آهنربای کوچک قدرتمند
• 2 نوار لاستیکی ضخیم یا برخی از مواد نگهدارنده فشرده سازی (مانند جوراب های فشاری)

مرحله 1: سیم پیچ را ببندید

سیم پیچ باید یک تکه سیم پیوسته باشد بنابراین متأسفانه نمی توان آن را مانند گردنبند قلاب کرد و باز نکرد. بنابراین مهم است که قطر سیم پیچ به اندازه کافی بزرگ باشد که بتوانید آن را از سر خود عبور دهید. من معدن خود را در اطراف یک ساب گرد (سبد کاغذ باطله) با قطر حدود 23 سانتی متر (9 اینچ) زخم کردم. هرچه بیشتر بچرخد بهتر است تعداد کارهایی که انجام دادم را از دست دادم اما با آزمایش مقاومت الکتریکی در انتها فکر می کنم حدود 150 دور چرخیدم.

سیم پیچ را از قسمت قبلی به آرامی بردارید و سیم پیچ را با بست یا نوار کابل محکم کنید. مهم است که هیچ یک از سیم های برقی ظریف را نشکنید زیرا تعمیر آن تقریباً غیرممکن خواهد بود. وقتی سیم پیچ را محکم کردید ، دو سر سیم را پیدا کنید و لاک را از آخرین سانتی متر (نیم اینچ آخر) هر سر آن بردارید. من این کار را با ذوب لاک با آهن لحیم کاری انجام دادم (فیلم ضمیمه شده را ببینید).

برای مشاهده فیلم نحوه بریدن سیم برقی اینجا را کلیک کنید

این انتها را می توان با ظرافت روی برد مدار آشکارساز خود لحیم کرد. برای نمونه اولیه من ، انتها را به یک تکه کوچک از ورودوردهای جداگانه با سربرگ اتصال دادم ، به طوری که می توانم از آزمایش استفاده کنم و از کابل های بلوز برای اتصال آن به طرح های مختلف مدار استفاده کنم.

مرحله 2: ایجاد مدار آشکارساز

مدار شماتیک و نهایی در بالا نشان داده شده است.

من برای تقویت ولتاژ بسیار کوچک ایجاد شده در سیم پیچ ، از یک تقویت کننده op در یک پیکربندی غیر وارونه استفاده می کنم. سود این تقویت کننده نسبت مقاومت R1 و R2 است. لازم است آنقدر بالا باشد که بتواند آهن ربا را هنگام حرکت نسبتاً آهسته از لبه سیم پیچ در حدود 10 سانتیمتر (حدود 20 تا 30 سانتیمتر در ثانیه) تشخیص دهد ، اما اگر آن را بیش از حد حساس کنید ، می تواند ناپایدار شود و صدای زنگ به طور مداوم به صدا در می آید. به از آنجا که عدد بهینه بستگی به سیم پیچ واقعی شما و آهنربایی که استفاده می کنید بستگی دارد ، توصیه می کنم مدار را با یک مقاومت متغیر بسازید که می تواند بر روی هر مقدار تا 2K تنظیم شود. در نمونه اولیه من متوجه شدم که مقدار تقریباً 1.5K به خوبی کار می کند.

از آنجا که سیم پیچ همچنین امواج رادیویی سرگردان با فرکانس های مختلف را می گیرد ، من یک خازن را در R1 قرار دادم. این مانند یک فیلتر کم گذر عمل می کند. در هر فرکانسی بالاتر از چند هرتز ، راکتانس این خازن بسیار کمتر از مقدار R1 است و بنابراین تقویت کاهش می یابد.

از آنجا که افزایش بسیار زیاد است ، خروجی آمپر واقعاً فقط "روشن" (3V) یا "خاموش" (0V) خواهد بود. در ابتدا از آنجا که MCP601 می تواند 20 میلی آمپر خروجی داشته باشد ، من فکر کردم که ممکن است بتواند مستقیماً یک پیزو زنگ را هدایت کند (برای کار فقط چند میلی آمپر نیاز است). با این حال ، من متوجه شدم که احتمالاً به دلیل ظرفیت زنگ صدا ، آمپر آپ با رانندگی مستقیم آن مشکل دارد. من این مسئله را با تغذیه خروجی خروجی از طریق مقاومت به ترانزیستور npn که مانند یک سوئیچ عمل می کند حل کردم. R3 برای اطمینان از روشن بودن کامل ترانزیستور هنگامی که خروجی آمپر 3 ولت است ، انتخاب می شود. برای به حداقل رساندن مصرف برق در حالت ایده آل ، این امر باید تا آنجا که می توانید انجام دهید و همچنان از روشن بودن ترانزیستور اطمینان حاصل کنید. من 5K را انتخاب کرده ام تا مطمئن شوم که این مدار باید تقریباً با هر ترانزیستور معروف npn کار کند.

آخرین چیزی که نیاز دارید یک باتری است. من توانستم نمونه اولیه خود را با باتری 3 سلولی با موفقیت اجرا کنم - اما در ولتاژ کمی بیشتر حساس و م effectiveثر بود و بنابراین اگر می توانید یک باتری کوچک لیتی پلی (3.7 ولت) پیدا کنید ، استفاده از آن را توصیه می کنم.

مرحله 3: بندهای مچ دست را بسازید

اگر آهنربایی در نزدیکی هر دست پوشیده شود ، حرکت بالا بردن دست به طرف صورت باعث ایجاد صدای زنگ می شود. تصمیم گرفتم دو بند مچ با مواد جوراب نگهدارنده الاستیک ایجاد کنم و از آنها برای نگه داشتن دو آهنربای کوچک در مچ دستم استفاده کردم. همچنین می توانید حلقه مغناطیسی را روی یک انگشت هر دست آزمایش کنید.

هنگامی که آهنربا وارد ناحیه سیم پیچ می شود ، جریان القایی در یک جهت در اطراف سیم پیچ و در هنگام خروج در جهت مخالف جریان می یابد. از آنجا که مدار اولیه نمونه عمداً ساده است ، فقط یک جهت جریان باعث ایجاد زنگ می شود. بنابراین یا وقتی دست به گردنبند نزدیک می شود یا وقتی که دور می شود ، وزوز می زند. بدیهی است که ما می خواهیم در راه به صدا در بیاید و می توانیم با چرخاندن آهنربا ، قطبیت جریان تولید شده را تغییر دهیم. بنابراین آزمایش کنید که وقتی دست به صورت نزدیک می شود ، صدای زنگ را به صدا در آورید و آهن ربا را علامت گذاری کنید تا به یاد داشته باشید که آن را به طور مناسب در اطراف بپوشید.

مرحله 4: آزمایش کنید

اندازه جریان القایی به سرعت تغییر میدان مغناطیسی در نزدیکی سیم پیچ مربوط است. بنابراین انجام حرکات سریع در نزدیکی سیم پیچ آسان تر از حرکتهای آهسته در دور آن است. با کمی آزمایش و خطا ، وقتی آهن ربا را با سرعت 30 سانتیمتر بر ثانیه (1 فوت/ثانیه) در فاصله 15 سانتی متری (6 اینچ) حرکت دادم ، به طور قابل اطمینان کار کردم. کمی تنظیم بیشتر این امر را با ضریب دو یا سه بهبود می بخشد.

در حال حاضر همه چیز کمی خام است زیرا نمونه اولیه از قطعات "از طریق حفره" استفاده می کند ، اما تمام قطعات الکترونیکی را می توان به راحتی با استفاده از اجزای نصب سطح کوچک کرد و اندازه محدود فقط باتری است.