Ухаалаг дэр: 3 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:05

Энэхүү зааварчилгаанд хурхирахад мэдрэмтгий ухаалаг дэр хэрхэн хийхийг тайлбарласан болно!

Ухаалаг дэр нь чичиргээнд тулгуурладаг бөгөөд унтаж буй хүн унтаж байхдаа хурхирах үедээ дохио өгдөг. Хүн толгойгоо дэрэн дээр тавихад автоматаар ажилладаг.

Хурхирах нь харамсалтай нөхцөл юм, учир нь энэ нь зөвхөн хурхирдаг хүнд төдийгүй түүний эргэн тойронд унтаж байгаа хүмүүст ч нөлөөлдөг. Хурхиралт нь АНУ -д гэр бүл салалтын хамгийн том шалтгаан болж байна. Нэмж хэлэхэд, нойрны апноэ нь олон тооны эрүүл мэндийн асуудлыг үүсгэж болзошгүй бөгөөд унтаж буй хүн хурхирахад хүргэдэг байрлалыг сонгохгүй байх замаар үүнийг бууруулах боломжтой юм.

Энэхүү зааварт бид дуу чимээг илрүүлж, дүн шинжилгээ хийх системийг бий болгоно. Энэ нь хурхирах дуунд дүн шинжилгээ хийхдээ чичиргээний мотор асаах бөгөөд ингэснээр унтагч нь сэрдэг. Унтаж буй хүн дэрнээс толгойгоо өргөхөд чичиргээний хөдөлгүүр зогсох болно. Унтаж буй хүн унтах байрлалаа өөрчлөхөд хурхирахаас сэргийлж өөр байрлалд суух магадлал өндөр байдаг.

Алхам 1: Дэрний даалгавар:

• Дэр нь мэдрэгчтэй тул хүн толгойгоо дэрэн дээр тавихад системийг автоматаар идэвхжүүлдэг бөгөөд толгойгоо дээш өргөхөд сул зогсож байдаг.
• Систем нь хурхирах болон бусад какофоник дууг илрүүлэх үед доргиулагчийг асааж унтагчийг сэрээдэг.
• Хэрэглэгчийн тохируулах чичиргээний 2 горим: тасралтгүй эсвэл импульс. Энэ систем нь хурхирах өвчтэй хүмүүст ашигтай байдаг. Аюулгүй байдлын үүднээс маш гүн нойрсдог хүмүүс хаалганы хонх, утас дуугарах, нялх хүүхдийн уйлах зэргийг илрүүлдэг тул уг системийг ашиглаж болно.

Бид энэ төслийг Silego SLG46620V CMIC, дууны мэдрэгч, чичиргээний мотор, хүч мэдрэгч резистор болон зарим идэвхгүй бүрэлдэхүүн хэсгүүдээр хэрэгжүүлсэн.

Микроконтроллер ашиглаагүй ч гэсэн энэхүү дизайны нийт бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тоо маш бага байна. GreenPAK CMIC нь хямд өртөгтэй, бага эрчим хүчний хэрэглээтэй тул энэ шийдлийн хамгийн тохиромжтой бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Тэдний жижиг хэмжээ нь үйлдвэрлэлийн асуудалгүйгээр дэрэнд амархан нэгтгэх боломжийг олгодог.

Дуу илрүүлэхээс хамаардаг ихэнх төслүүд нь "хуурамч гох хурдтай" байдаг бөгөөд энэ нь янз бүрийн мэдрэгчүүдийн дунд алдаа гарах магадлалтай тул шаардлагатай байдаг. Энэхүү төсөлтэй холбоотой мэдрэгч нь зөвхөн дууны түвшинг илрүүлдэг; тэд дууны төрөл, гарал үүслийн мөн чанарыг илрүүлдэггүй. Тиймээс хуурамч гох нь мэдрэгчээр илрүүлж болох хурхирахтай холбоогүй алга таших, тогших эсвэл бусад чимээ шуугианаас үүдэлтэй байж болно.

Энэхүү төсөлд систем нь хуурамч гох хурдыг үүсгэдэг богино дуу чимээг үл тоомсорлох тул хурхирах чимээ гэх мэт дууны сегментийг илрүүлэх дижитал шүүлтүүрийг бий болгоно.

Хурхирах дууг илэрхийлсэн 1 -р зураг дээрх график муруйг хараарай.

Энэ нь давтагдсан, цаг хугацааны хамааралтай хоёр хэсгээс бүрдэхийг бид харж байна. Эхний хэсэг нь хурхиралтыг илрүүлдэг; Энэ нь 0.5-4 секунд үргэлжилдэг богино импульсийн дараалал бөгөөд дараа нь чимээгүй байх хугацаа 0.4-4 секунд үргэлжилдэг бөгөөд арын дуу чимээг агуулсан байж болно.

Тиймээс бусад дуу чимээг шүүхийн тулд систем нь 0.5 секундээс дээш үргэлжилдэг хурхирах хэсгийг илрүүлж, ямар ч товч дууны сегментийг үл тоомсорлох ёстой. Системийг илүү тогтвортой болгохын тулд хурхирах хоёр сегментийг илрүүлсний дараа дохиоллыг эхлүүлэх хурхиралтын сегментийг тоолох тоолуурыг ашиглах ёстой.

Энэ тохиолдолд дуу чимээ 0.5 секундээс илүү үргэлжилсэн ч гэсэн тодорхой хугацаанд давтахгүй бол систем үүнийг шүүнэ. Ийм байдлаар бид хөдөлгөөн, ханиалгах эсвэл богино дуу чимээний дохионоос үүдэлтэй дуу чимээг шүүж чаддаг.

Алхам 2: Хэрэгжүүлэх төлөвлөгөө

Энэхүү төслийн загвар нь хоёр хэсгээс бүрдэнэ; Эхний хэсэг нь дууг илрүүлэх үүрэгтэй бөгөөд унтаж буй хүнд сэрэмжлүүлэхийн тулд хурхирах дууг илрүүлэхийн тулд анализ хийдэг.

Хоёрдахь хэсэг нь мэдрэгч мэдрэгч; Энэ нь хүн толгойгоо дэрэн дээр тавихад системийг автоматаар идэвхжүүлэх, унтаж буй хүн дэрнээс толгойгоо өргөхөд системийг идэвхгүй болгох үүрэгтэй.

Ухаалаг дэрийг ганц GreenPAK тохируулгатай холимог дохионы IC (CMIC) ашиглан маш хялбархан хийж болно.

Ухаалаг дэрийг удирдахын тулд GreenPAK чипийг хэрхэн програмчилсаныг ойлгохын тулд та бүх алхамыг даван туулж чадна. Гэсэн хэдий ч хэрэв та бүх дотоод хэлхээг ойлголгүйгээр ухаалаг дэрийг хялбархан бүтээхийг хүсч байвал GreenPAK програмыг үнэгүй татаж аваад аль хэдийн дууссан Smart Pillow GreenPAK дизайны файлыг үзнэ үү. Компьютерээ GreenPAK Development Kit -д холбож, ухаалаг дэрээ удирдах тусгай IC үүсгэхийн тулд програмыг дарна уу. IC -ийг үүсгэсний дараа та дараагийн алхамыг алгасаж болно. Дараагийн алхам нь хэлхээ хэрхэн ажилладагийг ойлгох сонирхолтой хүмүүст зориулсан Smart Pillow GreenPAK дизайны файлын логикийг хэлэлцэх болно.

Хэрхэн ажилладаг?

Хүн толгойгоо дэрэн дээр тавих бүрт мэдрэгч нь Matrix2 -аас Matrix1 руу P10 -оос идэвхжүүлэх дохиог дамжуулж хэлхээг идэвхжүүлж дууны мэдрэгчээс дээж авч эхэлдэг.

Систем нь дуу авианы мэдрэгчээс 5 мс -ийн дотор 30 м тутамд дээж авдаг. Ийм байдлаар эрчим хүчний хэрэглээг хэмнэж, богино дууны импульсийг шүүнэ.

Хэрэв бид 15 дараалсан дууны дээжийг илрүүлбэл (ямар ч дээжийн хооронд чимээгүй байдал 400 мс -ээс дээш үргэлжилдэггүй) дуу чимээ тасралтгүй үргэлжилдэг гэж дүгнэж болно. Энэ тохиолдолд дууны сегментийг хурхирах хэсэг гэж үзэх болно. 400 мс -ээс дээш 6 сек -ээс бага үргэлжлэх чимээгүй байдлын дараа энэ үйлдэл давтагдах үед авсан дууг хурхиралт гэж үзэж, унтагчийг чичиргээний улмаас сэрэмжлүүлэх болно.

Загвар дахь pipedelay0 тохиргооноос нарийвчлалыг нэмэгдүүлэхийн тулд та хурхирах 2 -оос дээш сегментийг хойшлуулж болно, гэхдээ энэ нь хариу өгөх хугацааг нэмэгдүүлэх болно. 6 секундын хүрээг нэмэгдүүлэх шаардлагатай болно.

Алхам 3: GreenPAK дизайн

Эхний хэсэг: Хурхиралтыг илрүүлэх

Дууны мэдрэгчийн гаралтыг аналог оролт болгон тохируулсан Pin6 -тай холбох болно. Дохиог зүүгээс ACMP0 -ийн оролт руу авчрах болно. ACMP0 -ийн өөр оролтыг 300 мВ -ийн лавлагаа болгон тохируулсан болно.

ACMP0 -ийн гаралтыг урвуу болгож, дараа нь CMS/DLY0 -тэй холбож өгдөг бөгөөд энэ нь 400ms -тэй тэнцэх хоцролттой байх болно. Түүний гаралт нь өсөн нэмэгдэж буй ирмэг мэдрэгчтэй холбогдсон бөгөөд энэ нь чимээгүй байдлыг илрүүлсний дараа богино дахин тохируулах импульс үүсгэдэг.

CNT5 & CNT6 нь дууны дээж авахын тулд 30ms тутамд 5ms үргэлжлэх хугацааг нээх үүрэгтэй; Эдгээр 5 м -ийн хугацаанд дуут дохио илрэх тохиолдолд DFF0 гаралт нь CNT9 тоолуурт импульс өгдөг. Хэрэв чимээгүй байдлыг илрүүлэх нь 400 мс -ээс дээш үргэлжилбэл CNT9 -ийг дахин тохируулах бөгөөд энэ үед дууны дээжийг дахин тоолох болно.

CNT9 гаралт нь хурхирах хэсгийг илрүүлэх цэг болгон ашигладаг DFF2 -тэй холбогддог. Хурхирах сегмент илэрсэн тохиолдолд DFF2 -ийн гаралт нь HI -ийг эргүүлж CNT2/Dly2 -ийг идэвхжүүлдэг бөгөөд энэ нь 6 секундын хугацаатай "унах ирмэгийн саатал" болж ажиллахаар тохируулагдсан байдаг.

DFF2 нь 400ms -ээс дээш үргэлжлэх чимээгүй байдлыг илрүүлсний дараа дахин тохируулагдах болно. Дараа нь хурхирах хэсгийг дахин илрүүлж эхэлнэ.

DFF2 -ийн гаралт нь LUT1 -ээр pin9 -тэй холбогдсон Pipedelay -ээр дамждаг. Pin9 чичиргээ мотортой холбогдоно.

Pipedelay -ийн гаралт нь CNT2 (6 сек) цагийн хаалганы дотор хоёр дараалсан хурхирах сегментийг илрүүлснээр Багаас Дээд рүү шилждэг.

LUT3 нь хоолойг дахин тохируулахад хэрэглэгддэг тул хэрэв унтаж буй хүн дэрнээс толгойгоо өргөх юм бол түүний гаралт бага байх болно. Энэ тохиолдолд CNT2 -ийн цагийн хаалга нь хоёр дараалсан хурхирах сегментийг илрүүлэхээс өмнө дуусна.

Pin3 нь оролт хэлбэрээр тохируулагдсан бөгөөд "Чичиргээний горим" товчлууртай холбогдсон байна. Pin3 -аас ирж буй дохио нь DFF4 ба DFF5 дамжин өнгөрдөг бөгөөд чичиргээний загварыг mode1 ба mode2 гэсэн хоёр хэв маягийн аль нэгэнд тохируулдаг. 1 горимын хувьд: хурхиралт илэрсэн үед чичиргээний хөдөлгүүр рүү тасралтгүй дохио илгээдэг бөгөөд энэ нь мотор тасралтгүй ажилладаг гэсэн үг юм.

Mode2 -ийн хувьд: хурхиралт илэрсэн үед чичиргээний мотор нь CNT6 гаралтын цагтай импульс авдаг.

Тиймээс DFF5 -ийн гаралт өндөр байх үед mode1 идэвхжих болно. Бага байх үед (2 -р горим) DFF4 -ийн гаралт өндөр бөгөөд CNT6 -ийн гаралт pin9 дээр LUT1 -ээр гарч ирэх болно.

Дууны мэдрэгчийн мэдрэмтгий байдлыг модульд суурилуулсан потенциометрээр хянадаг. Шаардлагатай мэдрэмжийг авахын тулд мэдрэгчийг анх удаа гараар эхлүүлэх ёстой.

PIN10 нь LED -т гаднаас холбогдсон ACMP0 гаралттай холбогдсон байна. Дууны мэдрэгчийг тохируулах үед pin10 -ийн гаралт маш бага байх ёстой бөгөөд энэ нь topin10 -тай холбогдсон гадаад LED дээр анивчих зүйл байхгүй гэсэн үг юм. Ийм байдлаар дуу чимээ мэдрэгчийн чимээгүйхэн үүсгэж буй хүчдэл нь 300 мВ ACMP0 босго хэмжээнээс хэтрэхгүй гэдгийг бид баталж чадна.

Хэрэв танд чичиргээнээс гадна өөр дохиолол хэрэгтэй бол та дуут дохиог идэвхжүүлэхийн тулд pin9 руу дуут дохиог холбож болно.

Хоёрдахь хэсэг: Мэдрэгч мэдрэгч

Бидний бүтээсэн мэдрэгч нь хүч мэдрэгч резистор (FSR) ашигладаг. Хүч мэдрэгч резистор нь дамжуулагч полимерээс бүрдэх бөгөөд гадаргуу дээр хүч хэрэглэсний дараа эсэргүүцлийг урьдчилан таамаглах байдлаар өөрчилдөг. Мэдрэгч хальс нь матрицад түдгэлзсэн цахилгаан дамжуулагч ба дамжуулагчгүй хэсгүүдээс бүрдэнэ. Мэдрэгч хальсны гадаргуу дээр хүч хэрэглэх нь тоосонцорыг дамжуулагч электродод хүрч, хальсны эсэргүүцлийг өөрчилдөг. FSR нь янз бүрийн хэмжээ, хэлбэртэй (тойрог ба дөрвөлжин) ирдэг.

Даралт нь хөнгөнөөс хүнд хүртэл өөр өөр байдаг тул эсэргүүцэл нь 1 МО -оос хэтрээгүй даралт бөгөөд 100 кОм -аас хэдэн зуун Ом хооронд хэлбэлздэг. Манай төсөлд FSR -ийг толгойны мэдрэгч болгон ашиглах бөгөөд энэ нь дэрний дотор байрладаг. Хүний толгойн дундаж жин 4.5-5 кг байдаг. Хэрэглэгч толгойгоо дэрэн дээр тавихад FSR дээр хүч хэрэглэж, эсэргүүцэл нь өөрчлөгддөг. GPAK энэ өөрчлөлтийг илрүүлж, системийг идэвхжүүлсэн байна.

Эсэргүүцэх мэдрэгчийг холбох арга бол нэг үзүүрийг цахилгаан руу, нөгөө үзүүрийг доош татах резистортой холбох явдал юм. Дараа нь тогтмол татах эсэргүүцэл ба хувьсах FSR резистор хоёрын хоорондох цэгийг Зураг 7 -т үзүүлсэн шиг GPAK (Pin12) аналог оролттой холбоно. ACMP1 -ийн өөр оролт нь 1200mv лавлах тохиргоонд холбогдсон байна. Харьцуулалтын үр дүнг DFF6 -д хадгална. Толгойн цохилт илрэх үед DFF2 гаралт нь HI -ийг эргүүлж CNT2/Dly2 -ийг идэвхжүүлдэг бөгөөд энэ нь 1.5 секундын хугацаатай "уналтын ирмэгийн саатал" болж ажиллахаар тохируулагдсан болно. Энэ тохиолдолд хэрэв унтуулагч нэг талаас нөгөө тийш шилжих эсвэл эргэх ба FSR нь 1.5 секундын дотор тасалдсан бол систем идэвхжсэн хэвээр байх бөгөөд дахин тохируулахгүй. Цахилгаан зарцуулалтыг багасгахын тулд CNT7 ба CNT8 -ийг 1 секунд тутамд 50 мС -ийн хугацаанд FSR ба ACMP1 -ийг идэвхжүүлэхэд ашигладаг.

Дүгнэлт

Энэхүү төсөлд бид унтаж буй хүнийг чичиргээнээс сэрэмжлүүлэх зорилгоор хурхиралтыг илрүүлэх зориулалттай ухаалаг дэр хийсэн.

Бид дэр ашиглахдаа системийг автоматаар идэвхжүүлэхийн тулд FSR ашиглан мэдрэгч хийсэн. Нэмэлт сайжруулах сонголт бол том хэмжээтэй дэрнүүдийг байрлуулахын тулд FSR -ийг зэрэгцээ хийх явдал юм. Хуурамч дохиолол гарахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд бид дижитал шүүлтүүр хийсэн.