Ардуиногийн тусламжтайгаар биеийн хэт авиан шинжилгээ: 3 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Сайн уу?

Миний хобби, хүсэл тэмүүлэл бол физикийн төслүүдийг хэрэгжүүлэх явдал юм. Миний сүүлчийн бүтээлүүдийн нэг бол хэт авианы хэт авиан шинжилгээ юм. Урьдын адил би ebay эсвэл aliexpress дээрээс авах боломжтой хэсгүүдийг аль болох хялбар болгохыг хичээсэн. Тиймээс би энгийн зүйлүүдээрээ хэр хол явж болохыг харцгаая …

Энэ нь арай илүү төвөгтэй, илүү үнэтэй төслөөс урам зориг авсан юм.

hackaday.io/project/9281-murgen-open-sourc…

Энд миний төсөлд хэрэгтэй хэсгүүд байна.

үндсэн хэсгүүд:

• будагны зузааныг 40 доллараар хэмжих хэмжигч: ebay будагны зузаан хэмжигч GM100
• эсвэл ердөө 5 МГц -ийн 33 долларын үнэтэй хувиргагч: ebay 5 МГц -ийн хувиргагч
• arduino 12 доллараар төлөх ёстой: ebay arduino due
• 320x480 пикселийн дэлгэц 11 доллар: 320x480 arduino дэлгэц
• тэгш хэмтэй +9/GND/-9V тэжээлийн хоёр 9V/1A тэжээлийн хангамж
• Хэт авианы хэт авиан гель: 10 долларын хэт авиан гель

дамжуулагчийн хувьд:

• 100 долларын хүчдэлийг 5 доллараар нэмэгдүүлэх шаардлагатай
• нийт хүчдэлийн хувиргагч нь 100 Вт-өргөлтийн хөрвүүлэгчийн хувьд 12-15 В хүчдэлийг 2 доллараар нийлүүлдэг: XL6009 өргөлтийн хөрвүүлэгч
• LM7805 хүчдэлийн зохицуулагч
• монофлоп-IC 74121
• mosfet драйвер ICL7667
• IRL620 mosfet: IRL620
• 1nF (1x), 50pF (1x), 0.1µF (1x электролит), 47µF (1x электролит), 20 µF (200V -д 1 x электролит), 100 nF (200V -д 2x MKP: 100nF20µF) бүхий конденсаторууд
• 3kOhm (0.25W), 10kOhm (0.25W) ба 50Ohm (1W) эсэргүүцэл
• 10 кОм потенциометр
• 2 ширхэг. C5 залгуур: 7 доллар C5 залгуур

хүлээн авагчийн хувьд:

• 3 ширхэг. AD811 үйл ажиллагааны өсгөгч: ebay AD811
• 1 ширхэг. LM7171 үйл ажиллагааны өсгөгч: ebay LM7171
• 5 x 1 nF конденсатор, 8 x 100nF конденсатор
• 4 x 10 кОм потенциометр
• 1 x 100 кОм потенциометр
• 0.25W эсэргүүцэл нь 68 Ом, 330 Ом (2 ширхэг), 820 Ом, 470 Ом, 1.5 кОм, 1 кОм, 100 Ом
• 1N4148 диод (2 ширхэг.)
• 3.3V zener диод (1 ширхэг)

Алхам 1: Миний дамжуулагч ба хүлээн авагчийн хэлхээ

Сонографи нь анагаах ухаанд биеийн дотор талыг харах маш чухал арга юм. Зарчим нь маш энгийн: дамжуулагч нь хэт авианы импульс илгээдэг. Тэд бие махбодид тархаж, дотоод эрхтнүүд эсвэл ясаар тусч, хүлээн авагч руу буцдаг.

Миний хувьд будагны давхаргын зузааныг хэмжихийн тулд GM100 хэмжигчийг ашигладаг. Хэдийгээр би биеийнхээ дотор харахыг хүсээгүй ч гэсэн би ясаа харж чадна.

GM100 дамжуулагч нь 5 МГц давтамжтай ажилладаг. Тиймээс та 100-200 наносекунд урттай маш богино импульс үүсгэх хэрэгтэй. 7412 монофлоп нь ийм богино импульс үүсгэх чадвартай. Эдгээр богино импульс нь ICL7667-mosfet-драйвер руу ордог бөгөөд энэ нь IRL620-ийн хаалгыг жолооддог (анхаарна уу: мосфет нь 200В хүртэлх хүчдэлийг удирдах чадвартай байх ёстой!).

Хэрэв хаалга асаалттай байвал 100V-100nF конденсаторыг цэнэглэж, -100V сөрөг импульсийг дамжуулагч-пьезо руу хийнэ.

GM100 толгойноос авсан хэт авианы цуурай нь хурдан OPA AD820 бүхий 3 үе шаттай өсгөгч рүү явж байна. Гурав дахь алхамыг хийсний дараа танд нарийвчлалтай шулуутгагч хэрэгтэй болно. Энэ зорилгоор би LM7171 үйлдлийн өсгөгч ашигладаг.

Анхаарна уу: Дупонт утсан гогцоотой нарийвчлалтай шулуутгагчийн оролтыг богиносгосноор (хэлхээнд?) Хамгийн сайн үр дүнд хүрсэн. Би яагаад гэдгийг нь сайн ойлгохгүй байна, гэхдээ хэрэв та миний хэт авианы скан хийгчийг дахин бүтээхийг оролдвол үүнийг шалгах хэрэгтэй болно.

Алхам 2: Arduino програм хангамж

Тусгасан импульсийг микроконтроллер хадгалж, харуулах ёстой. Микроконтроллер хурдан байх ёстой. Тиймээс би зохих arduino -г сонгож байна. Би хоёр өөр төрлийн хурдан аналог унших кодыг туршиж үзсэн (хавсралтыг үзнэ үү). Нэг нь илүү хурдан байдаг (хөрвүүлэлт тутамд ойролцоогоор 0.4 µs), гэхдээ би аналог оролт дээр уншиж байхдаа 2-3 дахин ижил утгыг авсан. Нөгөөх нь арай удаан (хөрвүүлэлт тутамд 1 µs) боловч давтагдсан утгын сул тал байхгүй. Би эхнийхийг нь сонгосон …

Хүлээн авагч самбар дээр хоёр унтраалга байдаг. Эдгээр тавиуруудын тусламжтайгаар та хэмжилтийг зогсоож, хоёр өөр цагийн суурийг сонгох боломжтой. Нэг нь 0-ээс 120 µs хооронд, нөгөө нь 0-ээс 240 µs хооронд хэмжигдэхүүнтэй. Үүнийг би 300 утга буюу 600 утгыг уншсанаар ойлгосон. 600 утгын хувьд энэ нь хоёр дахин их хугацаа шаардагддаг, гэхдээ дараа нь би хоёр дахь аналог утгыг л авдаг.

Ирж буй цуурайг arduino-ийн аналог оролтын портуудын нэгээр уншиж байна. Zener-диод нь портыг хэт өндөр хүчдэлээс хамгаалах ёстой, учир нь arduino нь зөвхөн 3.3 В хүртэлх хүчдэлийг уншиж чаддаг.

Аналог-оролтын утга бүрийг 0-ээс 255 хүртэлх утга болгон хувиргадаг. Энэ утгаараа дэлгэц дээр дахин саарал өнгийн тэгш өнцөгт зурна. Цагаан гэдэг нь өндөр дохио/цуурай, хар саарал эсвэл хар гэдэг нь бага дохио/цуурай гэсэн үг юм.

24 пиксел өргөн, 1 пиксел өндөртэй тэгш өнцөгтүүдийг зурах кодын мөрүүдийг энд оруулав

for (i = 0; i <300; i ++) {

утга = газрын зураг (утга , 0, 4095, 0, 255);

myGLCD.setColor (утга , утга , утга );

myGLCD.fillRect (j * 24, 15 + i, j * 24 + 23, 15 + i);

}

Нэг секундын дараа дараагийн баганыг зурах болно …

Алхам 3: Үр дүн

Би усаар дүүргэсэн бөмбөлөг дээрх хөнгөн цагаан цилиндрээс авахуулаад биенийхээ янз бүрийн объектуудыг судалсан. Биеийн цуурайг харахын тулд дохионы олшруулалт маш өндөр байх ёстой. Хөнгөн цагаан цилиндрийн хувьд бага өсгөгч хэрэгтэй болно. Зургийг үзэхэд арьс, яснаас минь цуурай тод харагдаж байна.

Тиймээс энэ төслийн амжилт, бүтэлгүйтлийн талаар би юу хэлэх вэ. Ийм энгийн аргууд болон ихэвчлэн зориулагдаагүй хэсгүүдийг ашиглан биеийн дотор талыг харах боломжтой. Гэхдээ эдгээр хүчин зүйлүүд үр дүнг хязгаарлаж байна. Арилжааны шийдлүүдтэй харьцуулахад ийм тодорхой, сайн бүтэцтэй зургууд танд байдаггүй.

Гэхдээ энэ бол хамгийн чухал зүйл, би үүнийг туршиж үзсэн бөгөөд чадах бүхнээ хийсэн. Энэхүү зааварчилгаа танд таалагдсан гэж найдаж байна, энэ нь танд дор хаяж сонирхолтой байсан гэж найдаж байна.

Хэрэв та миний физикийн бусад төслүүдийг үзэх дуртай бол:

www.youtube.com/user/stopperl16/videos?

физикийн бусад төслүүд: