Хурдан Хартли спектрийн стетоскоп: 22 алхам

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

Энэхүү зааварчилгаанд та хурдан хартлийн хувиргалтыг ашиглан спектрийн стетоскоп хийхийг сурах болно. Үүнийг зүрх, уушгины дууг төсөөлөхөд ашиглаж болно.

Алхам 1: Материал

1.8 инчийн LCD дэлгэц (Амазон дээр 7.50 доллар)

Arduino Uno эсвэл түүнтэй адилтгах (Gearbest дээр 7.00 доллар)

Цахилгаан өсгөгч (Adafruit дээр 6.95 доллар)

100 µF конденсатор ($ 0.79)

Утас ба холбогч ($ 4.00)

3.5 мм стерео үүр (1.50 доллар)

10 кОм потенциометр (2.00 доллар)

Түр зуурын унтраалга ($ 1.50)

Алхам 2: Багаж хэрэгсэл

Гагнуурын төмөр

Халуун цавуу буу

3D принтер… эсвэл 3D принтертэй найз (Картонон цаасаар хийх боломжтой)

Утас таслагч

Талхны самбар

Алхам 3: 3D хэвлэх

Эхнийх нь энэ алхамд хавсаргасан.stl файлуудыг 3D хэвлэх явдал юм. Би дараах материалыг/тохиргоог ашиглан хоёр файлыг хэвлэв.

Материал: PLA

Давхаргын өндөр: 0.1 мм

Хана/дээд/доод зузаан: 0.8мм

Хэвлэх температур: 200⁰C

Орны температур: 60⁰C

Дэмжлэгийг идэвхжүүлсэн @ 10%

Алхам 4: Хэлхээ байгуулах

Материалын хэсгийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашиглан хэлхээг байгуул. Би гагнуурын төмрөнд хүрэхээсээ өмнө зөв ажиллаж байгаа эсэхийг шалгахын тулд эхлээд хэлхээг талхны самбар дээр тавьдаг.

Алхам 5: LCD утас

Энэ алхамд хавсаргасан зургийг ашиглан LCD дэлгэц дээрх найман зүүний долоон хэсэгт утас гагнана. Эдгээр утаснууд нь газардуулга ба +5В зүүг эс тооцвол 3 фут орчим урттай байх ёстой (эдгээр нь зөвхөн 2-3 инч байх ёстой)

Алхам 6: Микрофон/өсгөгчийн утас

Энэ алхамд хавсаргасан зургийг ашиглан Adafruit микрофон/өсгөгч дээрх +5V, Ground, Out зүү рүү гурван утас гагнана. Эдгээр нь зөвхөн 2-3 инч урттай байх ёстой.

Алхам 7: Түр зуурын унтраалга утас

Түр зуурын унтраалга дээрх хоёр хошуу тус бүрт 2-3 инчийн нэг утас холбоно.

Алхам 8: Потенциометрийн утас

6-р алхам дээрх зургийг ашиглан потенциометрийн гурван хошуунд 2-3 инч урттай гурван утсыг гагнана.

Алхам 9: Чихэвчний Жак утас

Чихэвчний үүрний бөгж, үзүүр, ханцуйны хавчаар руу гурван утас гагнана. Би аль хэдийн утастай байсан метрономын үүрийг ашигласан. Хэрэв та бөгж, үзүүр, ханцуйвч гэж юу болохыг мэдэхгүй байгаа бол стерео залгуурыг холбох талаар маш сайн зургууд байдаг.

Алхам 10: Микрофон/өсгөгчийн гаралт

Микрофон/өсгөгч, потенциометр, чихэвчний үүрэнд утсыг гагнсаны дараа гурван фут орчим урттай нэг утсыг микрофоны өсгөгчийн "гадагшлуулах" утсанд гагнана. Энэ утас дараа нь arduino -ийн A0 зүүтэй холбогдоно.

Алхам 11: Микрофон/өсгөгчийн гаралт үргэлжилсэн

Хоёрдахь утсыг микрофон/өсгөгчийн "гарах" утсанд гагнана. Энэ утсыг 100 микрофарад конденсатор руу гагнах шаардлагатай. Хэрэв та электролитийн конденсатор ашиглаж байгаа бол эерэг тал нь энэ утастай холбогдсон эсэхийг шалгаарай.

Алхам 12: Бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Бүх утсыг бүрэлдэхүүн хэсгүүд дээр гагнаж дууссаны дараа энэ алхамд хавсаргасан зургуудыг дагаж бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг тус тусад нь байрлуулна. Би халуун цавуу ашиглан микрофон болон чихэвчний үүрийг бэхэлсэн.

Алхам 13: Хашлага дотор гагнах

Бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хашлагад бэхлэсний дараа газардуулгын бүх утсыг гагнана. LCD дэлгэц, микрофон/өсгөгч, чихэвчний үүрний ханцуйнаас нэг байх ёстой. Мөн +5V -ийн утаснуудыг хамтад нь, мөн нэг унтраалгаас нэг утсыг гагнана. Дахин хэлэхэд LCD дэлгэц, микрофон/өсгөгч, түр зуурын унтраалга дээр нэг байх ёстой.

Алхам 14: +5V, GND Өргөтгөсөн утас

Одоо 3 фут орчим урттай хоёр ширхэг утсыг хайчилж ав. Нэгийг газардуулгын сүлжээнд гагнах, нөгөөхийг нь нээлттэй утсанд түр зуурын унтраалгаар гагнах.

Алхам 15: Урт утсыг хаалтын нүхээр шургуул

Одоо та 3 фут орчим урттай нийт найман утастай байх ёстой. Эдгээрийг хашааны дүүргэгдээгүй нүхээр байрлуулна. Энэ алхамд хавсаргасан зургийг үзнэ үү

Алхам 16: Дулаан багасгах

Бүх гагнуур дууссаны дараа ил гарсан утсыг тагласан эсэхийг шалгаарай. Би дулааныг багасгадаг хоолой ашигласан боловч цахилгаан соронзон хальс нь бас сайн ажилладаг.

Алхам 17: Битүүмжлэх битүүмжлэл

LCD дэлгэц бүхий бүрхүүлийг талыг нь аваад бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулсан хашлагын нөгөө талыг нь гулсуулна уу. Хоёр хэсгийг хооронд нь түлхэж байхдаа халуун цавуугаар бэхлээд бэхэлгээг бэхлээрэй.

Алхам 18: Arduino руу холбогдоно уу

Үлдсэн найман урт утаснууд нь хэлхээний схемд заасан Arduino зүүтэйгээ шууд холбогддог. Урт 3 фут утаснуудын нэгийг хэлхээнд гагнах бүрдээ нөгөө төгсгөлд нь соронзон хальс тавьж, Arduino зүү ямар зориулалттай болохыг харуулаарай.

Алхам 19: Arduino IDE/номын сан

Та Arduino IDE татаж авах хэрэгтэй болно. Энэхүү эскизийн хувьд би FHT.h, SPI.h, TFT.h гэсэн гурван өөр номын санг ашигласан. Хэрэв та Arduino номын санг хэрхэн татаж авахаа мэдэхгүй байгаа бол https://www.arduino.cc/en/Guide/Libraries хаягаар орж үзнэ үү. FHT.h номын санг openmusiclabs.com дээрээс татаж авсан. Нөгөө хоёрыг GitHub дээр татаж авсан.

Алхам 20: Arduino Sketch

Энэхүү код нь Fast Hartley Transform (FHT) ашиглан цагийн домэйныг давтамжийн домэйн болгон өөрчилдөг. Үүнийг Fast Fourier Transform (FFT) ашиглан хийж болно, гэхдээ FHT нь илүү хурдан байдаг. FFT ба FHT нь дохио боловсруулах маш үндсэн санаанууд бөгөөд сурахад маш хөгжилтэй байдаг. Хэрэв та сонирхож байвал уншаарай. Миний Open Music Labs вэбсайтаас хуулсан FHT жишээ код нь эхлээд давтамжийн сав бүрийн далайцыг логарифм эсвэл децибелийн гаралт болгон гаргаж байсан. Би үүнийг давтамжийн савыг шугаман масштабаар гаргахын тулд өөрчилсөн. Учир нь шугаман хэмжээс нь хүн дууг хэрхэн сонсдогийг илүү сайн харуулдаг. For () давталт нь LCD дэлгэц дээрх давтамжийн сав бүрийн далайцыг зурахад зориулагдсан болно. Бүрэн FHT спектр нь i = 0 -ээс i <128 хүртэлх бүх давтамжийн савыг багтаасан болно. Миний for () давталт нь i = 5 -аас i <40 хүртэл байгааг анзаарах болно, учир нь уушигны эмгэгийг оношлоход чухал давтамж нь ихэвчлэн 150 Гц -ээс 3.5 кГц хооронд байдаг тул би 4 кГц хүртэл ажиллахаар шийдсэн. Хэрэв та давтамжийн спектрийг бүрэн харуулахыг хүсч байвал үүнийг тохируулж болно.

[код]

// Дижитал чагнуурын код

// Fast Hartley Transform номын санг openmusiclabs -аас татаж авсан

#define LIN_OUT 1 // шугаман гаралт гаргахын тулд FHT -ийг тохируулна уу

#define LOG_OUT 0 // FHT логарифмын гаралтыг унтраах

#тодорхойлох FHT_N 256 // FHT дээжийн дугаар

#оруулах // FHT номын санг оруулах

#include // TFT номын санг оруулах

#include // SPI номын санг оруулах

#cs 10 -ийг тодорхойлох // lcd cs pin -ийг arduino pin 10 болгон тохируулна уу

#decine dc 9 // lcd dc pin -ийг arduino pin 9 болгон тохируулна уу

#define rst 8 // lcd reset pin -ийг arduino pin 8 болгон тохируулна уу

TFT myScreen = TFT (cs, dc, rst); // TFT дэлгэцийн нэрийг зарлах

хүчингүй тохиргоо () {

//Serial.begin(9600);// дээж авах хурдыг тохируулна уу

myScreen.begin (); // TFT дэлгэцийг эхлүүлэх

myScreen.background (0, 0, 0); // дэвсгэрийг хар болгох

ADCSRA = 0xe5; // adc -ийг чөлөөтэй ажиллах горимд тохируулна уу

ADMUX = 0x40; // adc0 ашиглана уу

}

void loop () {

while (1) {// jitter cli () -ийг багасгадаг; // UDRE тасалдал нь arduino1.0 дээр ингэж удааширна

for (int i = 0; i <FHT_N; i ++) {// 256 дээжийг хадгалах

байхад (! (ADCSRA & 0x10)); // adc бэлэн болтол хүлээнэ үү

ADCSRA = 0xf5; // adc байтыг дахин эхлүүлнэ үү

m = ADCL; // adc өгөгдлийн байтыг авах

j = ADCH; int k = (j << 8) | м; // int руу оруулах

k -= 0x0200; // хэлбэрийг гарын үсэг зурсан int болгоно

k << = 6; // хэлбэрийг 16b гарын үсэг зурсан int болгоно

fht_input = k; // бодит өгөгдлийг хогийн саванд хийх

}

fht_window (); // давтамжийн хариу үйлдлийг сайжруулахын тулд өгөгдлийг цонхонд оруулна уу

fht_reorder (); // fht хийхээс өмнө өгөгдлийг дахин эрэмбэлэх

fht_run (); // fht дахь өгөгдлийг боловсруулах

fht_mag_lin (); // fht -ийн гаралтыг авна уу

sei ();

for (int i = 5; i <40; i ++) {

myScreen.stroke (255, 255, 255);

myScreen.fill (255, 255, 255);

int drawHeight = газрын зураг (fht_lin_out , 10, 255, 10, myScreen.height ());

int ypos = myScreen.height ()-drawHeight-8; myScreen.rect ((4*i) +8, ypos, 3, drawHeight);

}

myScreen.background (0, 0, 0);

}

}

[/код]

Алхам 21: Үүнийг туршиж үзээрэй

Кодыг зөв ажиллаж байгааг баталгаажуулахын тулд би онлайн аялгуу үүсгэгч (https://www.szynalski.com/tone-generator/) ашигласан. Энэ нь ажиллаж байгааг баталгаажуулсны дараа чагнуурны хонхыг цээжин дээрээ дарж, гүнзгий амьсгаа аваад ямар давтамж байгааг хараарай.

Алхам 22: Ирээдүйн ажил

** Жич: Би инженер, компьютер судлаач биш химич хүн **. Дизайн болон кодын хувьд алдаа, сайжруулалт гарах магадлалтай. Үүнийг хэлэхэд, энэ нь маш ашигтай, хямдхан байж болох аливаа зүйлийн сайн эхлэл гэж би бодож байна. Дараах сумнууд нь миний хийхийг хүсч буй ирээдүйн сайжруулалтууд бөгөөд та нарын зарим нь үүнийг сайжруулахыг хичээж байна гэж найдаж байна!

· Төхөөрөмжийг хөдөлгөөнт болгох. Надад CPU эсвэл бусад микроконтроллерийн талаар арвин туршлага байхгүй, гэхдээ FHT номын санг бүхэлд нь, магадгүй Bluetooth -ийг хадгалах хангалттай санах ойтой байх шаардлагатай.

· Кодод статистикийн шинжилгээний зарим тооцоог оруулах. Жишээлбэл, гуурсан хоолой нь үндсэн давтамж нь 400 Гц -тэй тэнцүү бөгөөд хамгийн багадаа 250 мс үргэлжилдэг. Рончи нь 200 Гц ба түүнээс бага давтамжтайгаар тохиолддог ба хамгийн багадаа 250 мс үргэлжилдэг. Уушигны бусад олон дууг тодорхойлж, эрүүл мэндийн байдлыг илэрхийлдэг (https://commongiant.github.io/iSonea-Physicians/assets/publications/7_ISN-charbonneau-Euro-resp-Jour-1995-1942-full.pdf). Энэ бол тодорхой тооны мөчлөгийн дараа давтамжийн савны дохиог FHT -ээр харьцуулж, millis () функцийг ажиллуулж хэр удаан байсныг харах, дараа нь харьцуулах замаар код дээр шалгаж болох зүйл гэж би бодож байна. FHT тооцооллын дуу чимээ шалан дээр. Эдгээр зүйлийг хийж чадна гэдэгт би итгэлтэй байна!

Та бүхэнд энэ төсөл таалагдсан гэж найдаж байна, хэрэв танд асуулт байвал сэтгэгдэлээ бичээрэй, би аль болох хурдан хариулах болно! Сэтгэгдлүүдийг харахыг тэсэн ядан хүлээж байна.