قسمت 1. ThinkBioT سنسور خودکار بیولوژیکی آکوستیک سخت افزار: 13 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

هدف ThinkBioT ارائه یک چارچوب نرم افزاری و سخت افزاری است که به عنوان ستون فقرات تکنولوژیکی برای حمایت از تحقیقات بیشتر طراحی شده است. به

این نمونه اولیه هنوز در حال توسعه است و بنابراین توصیه می کنم منتظر بمانید تا تمام آموزش های سری ThinkBioT به پایان برسد.:) برای اخبار به روز مراقب ThinkBioT Github در https://github.com/mefitzgerald/ThinkBioT باشید

مرحله 1: اجزاء را جمع آوری کنید

اجزای ذکر شده در فایل Bill Of Materials (پیوست) را جمع آوری کنید. اجزای اصلی الکترونیکی با نام های تجاری مربوطه فهرست شده اند و قابل تعویض نیستند ، مابقی از جمله مورد را می توان جایگزین معادل های عمومی کرد.

مرحله 2: ابزارهای مورد نیاز را جمع آوری کنید

برای ساخت این نمونه اولیه لطفاً اطمینان حاصل کنید که حداقل ابزارهای زیر را در اختیار دارید.

• مته برقی با اره سوراخ 24 میلی متری و مجموعه ای از پلاستیک بزرگ مناسب
• پیچ گوشتی شماره 1 فیلیپس
• برش های جانبی (یا قیچی تیز)
• انبردست کوچک (بینی سوزنی یا استاندارد)
• عینک ایمنی

لطفاً توجه داشته باشید: انبردست اختیاری است و فقط برای کاربرانی ضروری است که رسیدگی به اجزای کوچک آنها مشکل است

مرحله 3: محفظه را آماده کنید

با استفاده از عینک ایمنی ، سوراخ هایی برای اتصالات داخل محفظه ایجاد کنید.

شما به 3 سوراخ نیاز دارید

1. اتصال USB پانل ضد آب USB - از اره سوراخ یا مته استپر استفاده کنید.
2. محفظه میکروفون - از مته بزرگ استفاده کنید
3. SMA از طریق اتصال (M-M)

اگر از قاب Evolution 3525 استفاده می کنید ، توصیه می کنیم در صفحه تخت در طرف مقابل محفظه حفاری کنید. با این حال ، بستگی به نحوه نصب دستگاه دارد ، فقط مطمئن شوید که اتصالات در زیر دستگاه قرار گرفته اند تا از باران مستقیم محافظت کنند.

پس از حفر ، می توانید میکروفون را به سوکت وارد کرده و کابل پچ SMA و کابل پچ USB (همراه با Voltaic V44) را متصل کنید.

مرحله 4: Stretch را روی Raspberry Pi 3 نصب کنید

قبل از نصب روی نمونه اولیه ، رزبری پای 3 باید پیکربندی شده و یک سیستم عامل نصب شده باشد. در رایانه های تک برد Raspberry Pi ، سیستم عامل روی یک کارت SD قابل جابجایی ذخیره می شود.

من از Samsung Micro SD EVO+ 128GB استفاده کردم.

برای نصب Stretch روی کارت SD خود ؛

1. Raspbian Stretch را از Raspbian Stretch بارگیری کنید. لطفاً توجه داشته باشید: ThinkBioT از Stretch استفاده می کند زیرا مدلهای Coral Edgetpu در حال حاضر فقط تا نسخه 1.13.0 TensorFlow آزمایش شده اند ، که در Debian Buster آزمایش نشده است.
2. مطابق این راهنما مطمئن شوید که کارت SD شما به صورت Fat32 فرمت شده است.
3. یکی از آموزش های زیر (بسته به نوع سیستم عامل خود) را برای نوشتن تصویر Stretch به کارت SD خود دنبال کنید. Windows ، Mac OS یا Linux
4. در صورت تمایل ، در این مرحله پورت HMDI تمشک خود را به یک صفحه وصل کنید.
5. کارت SD خود را در شکاف رزبری پای قرار دهید و آن را به برق وصل کنید. در ابتدا توصیه می کنیم از PSU رسپبری رسمی استفاده کنید تا مطمئن شوید در هنگام نصب نرم افزار هشدارهای زیر منبع تغذیه رخ نمی دهد.

لطفاً توجه داشته باشید: من نسخه کامل Stretch را انتخاب کرده ام) در مقابل نسخه "Lite" ، زیرا اتصال بی سیم اولیه با رابط گرافیکی آسان تر تنظیم می شود. هنگامی که دستگاه در حالت میدانی است ، ویژگی های اضافی توسط اسکریپت های ThinkBiot غیرفعال می شوند ، بنابراین رابط کاربری گرافیکی به سربار بیشتری در زمینه نیاز ندارد.

مرحله 5: از طریق SSH به شبکه WIFI محلی خود متصل شوید

برای راه اندازی نمونه اولیه باید بتوانید برای تبادل دستورات و مشاهده داده های تنظیم شده به Raspberry Pi متصل شوید. در ابتدا ممکن است تا زمانی که SSH خود را متصل نکنید ، استفاده از رابط کاربری گرافیکی گرافیکی راحت تر باشد. ما توصیه می کنیم که پس از راه اندازی اولیه ، از طریق ترمینال SSH مستقیماً به خط فرمان متصل شوید ، همانطور که در پایان آموزش مشخص شده است.

1. برای اتصال به رزبری پای ما ، آموزش اینجا را دنبال کنید
2. همچنین توصیه می شود اگر کاربر wndows هستید Winscp را نصب کنید

توجه: بسته به قابلیت اطمینان Wifi شما ، ما لازم دیدیم که از طریق نقاط اتصال تلفن همراه خود متصل شویم. با تنظیم این نیز می توانید در قسمتی که فای خارجی وجود ندارد با واحد خود ارتباط برقرار کنید. اما باید مراقب باشید که از محدودیت داده های خود فراتر نروید!

مرحله 6: Witty Pi 2 را نصب کنید

از برد بذله گویی Pi برای نگه داشتن زمان سیستم هنگام استفاده از رزبری پای خود و روشن و خاموش کردن آن در چرخه عملکرد ThinkBioT استفاده می شود.

1. ابتدا یک ترمینال را از طریق اتصال SSH خود باز کنید یا بصورت محلی با گزینه Desktop روبرو شوید ، برای اطلاعات در مورد نحوه باز کردن و استفاده از جلسه ترمینال لطفا اینجا را کلیک کنید.
2. تنظیمات موجود در مستندات زیرک Pi را دنبال کنید.
3. توجه: وقتی از شما س "ال می شود "بسته جعلی hwclock را حذف کرده و ntpd daemon را غیرفعال کنید؟ (توصیه می شود) [y/n]" y پاسخ دهید. وقتی از شما س askedال می شود "آیا می خواهید Qt 5 را برای GUI در حال اجرا نصب کنید؟ [y/n]" پاسخ n
4. پس از نصب سیستم عامل ، رزبری پای را از منبع تغذیه جدا کرده و برد را بدون استفاده از پیچ هنوز روی رزبری پای نصب کنید.
5. Raspberry Pi را به برق متصل کرده و با استفاده از دستورالعمل های موجود در اسناد Wittty Pi زمان را همگام کرده و Raspberry Pi را خاموش کنید. برای خاموش کردن و شروع ، می توانید دکمه شوخ Pi را از همین حالا فشار دهید.

مرحله 7: قطعات سیستم را در مورد پشتیبانی داخلی نصب کنید

من برای نصب اجزای اصلی سیستم ما از یک جعبه ارزان قیمت اکریلیک رزبری پای استفاده کردم ، لطفاً ترتیب و نحوه نصب را تغییر دهید. من از 2.5M پایه نصب بین هر لایه برای امکان جریان هوا استفاده کردم و از سوراخ های داخلی برای نصب اجزا استفاده کردم.

1. نصب تمشک Pi (و متصل Witty Pi): با استفاده از پیچ ها و پایه هایی که با Witty Pi عرضه شده است آن را روی یکی از صفحات پایه نصب کنید
2. نصب مرجان گوگل: با استفاده از کراوات کابل 2 x چسبنده ، مرجان را طبق تصاویر بالا از طریق اتصالات کابل به صفحه پایه وصل کنید
3. نصب RockBlock: با دقت از یک پایه نصب در سوراخ نصب برد مدار و یک سوراخ در صفحه پایه استفاده کنید ، سپس یک اتصال کابل چسبنده زیر دستگاه و یک کراوات کابل برای جلوگیری از حرکت واحد در اطراف اضافه کنید. کراوات کابل را بیش از حد سفت نکنید زیرا ممکن است به Rockblock آسیب برسانید. اطمینان حاصل کنید که یک پایه نصب با ارتفاع مشابه Rockblock را که روی پایه اتصال کابل قرار دارد انتخاب کنید.
4. توصیه می کنیم در این مرحله کابل RockBlock را وصل کنید ، زیرا هنگامی که دستگاه کنار هم قرار می گیرد ممکن است ناخوشایند باشد.
5. درحالی که از عینک ایمنی خود استفاده می کنید ، طول کراوات اضافی کابل را با دقت برش دهید.
6. لایه های موردی جداگانه را با پایه های نصب به هم وصل کنید ، بسته به اندازه دستان شما ممکن است در این مرحله به انبردست نیاز داشته باشید.
7. قلاب چسب را به سطح پایه موردی که اکنون کاملاً کامپوننت شده است ، بمالید.
8. در این مرحله RockBlock و Google Coral را وصل نکنید.

مرحله 8: TensorFlow Lite را نصب کنید

1. پنجره ترمینال جدیدی را باز کنید ، یا روی رزبری پای دسکتاپ یا از طریق اتصال SSH و دستورات زیر را خط به خط وارد کنید تا مطمئن شوید نصب Stretch شما به روز است. خط اول به روزرسانی ها را جمع آوری می کند ، خط دوم به روز رسانی ها را نصب می کند و خط سوم تمشک Pi را مجدداً راه اندازی می کند تا با فایل های جدید دوباره راه اندازی شود.

sudo apt-get updatesudo apt-get upgrade sudo reboot

2. اکنون برای نصب TensorFlow Lite 1.13.0 دستورات زیر را خط به خط وارد کنید. آنچه در این قطعه کد اتفاق می افتد این است که الزامات TensorFlow Lite نصب شده است ، سپس هر نسخه قبلی در صورت وجود حذف می شود (برای جلوگیری از درگیری) و یک فایل باینری TensorFlow Lite از پیش تهیه شده از مخزن من بارگیری و نصب می شود.

لطفاً توجه داشته باشید: از آنجا که برخی از این فایلها بسیار بزرگ هستند ، نصب آنها کمی طول می کشد و نیاز به اتصال به اینترنت پایدار و منبع تغذیه خوب دارد. من دریافتم که اتصال پهن باند استرالیا باعث می شود که این روند خطاهایی ایجاد کند بنابراین مجبور شدم از اتصال 4G از طریق نقطه اتصال تلفن همراه خود استفاده کنم که کاملاً کار می کرد.

sudo apt-get install -y libhdf5-dev libc-ares-dev libeigen3-devsudo pip3 install keras_applications == 1.0.7-no-deps sudo pip3 install keras_preprocessing == 1.0.9-no-deps sudo pip3 install h5py = = 2.9.0 sudo apt-get install -y openmpi-bin libopenmpi-dev sudo apt-get install -y libatlas-base-dev pip3 install -U-user-six wheel mock sudo pip3 uninstall tensorflow wget https:// github. com/mefitzgerald/Tensorflow-bin/raw/master/tensorflow-1.13.1-cp35-cp35m-linux_armv7l.whl sudo pip3 install tensorflow-1.13.1-cp35-cp35m-linux_armv7l.whl

3. نصب خود را با اسکریپت زیر آزمایش کنید ، به سادگی python3 (در ترمینال) را تایپ کنید تا اعلان پایتون شروع شود (با >>> نشان داده می شود). سپس TensorFlow را وارد می کنید (بنابراین می توانید از روش های آن استفاده کنید) و از روش نسخه استفاده می کنید که در صورت موفقیت آمیز بودن نسخه ، شماره نسخه را برمی گرداند ، سپس از خروجی () برای بستن درخواست پایتون استفاده می کنید.

پایتون 3

>> وارد کردن tensorflow >>> tensorflow._ نسخه_ 1.13.0 >>> خروج ()

مرحله 9: TPU Google Coral Edge را نصب کنید

مرجان گوگل برای استنباط در حین انجام وظایف طبقه بندی استفاده می شود و باید با سیستم عامل خود تنظیم شود. مشابه راه اندازی Tensorflow ، این امر نیاز به محیط بارگیری پایدار دارد ، بنابراین اتصال شبکه خود را از مرحله قبلی تکرار کنید.

1. هنوز usb گوگل مرجانی را وصل نکنید ، یک ترمینال باز کنید (یا به صورت محلی روی دسکتاپ تمشک Pi یا از طریق SSH).
2. برای نصب و آزمایش سیستم عامل Google Coral ، آموزش را در https://coral.withgoogle.com/docs/accelerator/get-started/#set-up-on-linux-or-raspberry-pi دنبال کنید.

مرحله 10: ThinkBioT را نصب کنید

1. پنجره های ترمینال را به صورت محلی در دسکتاپ رزبری پای خود یا از طریق SSH باز کنید.

2. خط زیر را برای بارگیری اسکریپت ThinkBioT Installation وارد کنید.

sudo wget -O installThinkBioT.sh https://github.com/mefitzgerald/ThinkBioT/raw/master/installThinkBioT.sh"

3. اکنون کد زیر را برای شروع نصب وارد کنید.

sudo sh installThinkBioT.sh

4. پس از اتمام نصب لطفاً موارد زیر را وارد کنید تا با خیال راحت رزبری پای خود را مجدداً راه اندازی کنید

راه اندازی مجدد sudo

5. حالا وقتی به رزبری Pi وارد می شوید ، باید یک فایل جدید در منوی اصلی خود داشته باشید ، که پایگاه داده شما به نام tbt_database و 2 فهرست جدید است ، راهنمای ThinkBioT شامل همه اسکریپت های ThinkBioT و فهرست pyrockblock حاوی کتابخانه rockblock به

مرحله 11: ساخت کامل

اکنون ما در مرحله تکمیل سخت افزار هستیم ، طرح فیزیکی واقعی دستگاه شما بستگی به محوطه شما دارد ، اما یک راه ساده برای تکمیل پروژه در زیر آمده است.

1. با استفاده از قلاب و حلقه چسب ، پاور بانک و پایه محفظه تمشک پای خود را قرار دهید. برای اطمینان از صاف بودن آن ، بهتر است قلاب و حلقه را روی سطح قرار دهم (به عنوان مثال یک لایه چسب به باتری وصل می شود و لایه های قلاب و حلقه با لایه چسب نهایی برهنه به یکدیگر فشار می دهند) کل را روی سطح داخلی کیس فشار دهید.
2. حالا شما باید مورد تمشک pi ، RockBlock و Google Coral و پاور بانک را که در داخل محفظه ThinkBioT شما متصل شده است ، داشته باشید. اکنون به سادگی قلاب و حلقه را برش دهید و عمل را برای SoundBlaster Play 3 تکرار کنید.
3. کابل ها را مرتب کنید ، من از پایه های کابل چسبی اضافی استفاده کرده ام تا بتوانم کابل ها را به طور مرتب با بست های کابل بسته بندی کنم.
4. باتری را به پریز برق شوخی Pi وصل نکنید.
5. کابل SMA را با دقت به کانکتور SMA روی سنگ قفل وصل کنید.
6. میکروفون اولیه را به SoundBlaster Play 3 وصل کنید!
7. شما همچنین می توانید Rockblock را به تمشک Pi وصل کنید ، اما تا زمانی که با عملکرد سیستم آشنا نشوید ، جدا نگه داشتن آن آسان تر است.

مرحله 12: سنسور بیواکوستیک خود را ضد آب کنید

بسته به جایی که قصد استفاده از دستگاه خود را دارید ممکن است نیاز به ضد آب داشته باشید.

من عادت کرده ام که بندرهای داخل محفظه و کانکتور پنل خورشیدی را مانند تصویر مهر و موم کنم ، اما ممکن است سیلیکون یا درزگیر/سیلیکون درجه یک را نیز به خوبی مشاهده کنید. من چسب سیلیکونی را انتخاب می کنم که نمی خواهم وارد مفصل شود و به طور بالقوه باعث ایجاد مدارهای باز می شود.

مرحله 13: از سنسور بیواکوستیک خود استفاده کنید

اکنون شما سخت افزار خود را در ساخت نرم افزار به پایان رسانده اید و نحوه استفاده از آن در آموزش های زیر آمده است.

قسمت 2. مدلهای Tensorflow Lite Edge برای ThinkBioT

www.instructables.com/id/ThinkBioT-Model-With-Google-AutoML/

قسمت 3. عملکرد ThinkBioT

tbc