Përmbajtje:
2025 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2025-01-13 06:58
Përshëndetje!
Hobi dhe pasioni im është të realizoj projekte të fizikës. Një nga punimet e mia të fundit ka të bëjë me sonografinë me ultratinguj. Si gjithmonë, unë u përpoqa ta bëj atë sa më të thjeshtë me pjesët që mund të merrni në ebay ose aliexpress. Pra, le të hedhim një vështrim se sa larg mund të shkoj me artikujt e mi të thjeshtë…
Unë u frymëzova nga ky projekt pak më i komplikuar dhe më i shtrenjtë:
hackaday.io/project/9281-murgen-open-sourc…
Këtu janë pjesët që do t'ju nevojiten për projektin tim:
pjesët kryesore:
- një matës për të matur trashësinë e bojës për 40 dollarë: matës i trashësisë së bojës ebay GM100
- ose vetëm dhënësin 5 MHz për 33 dollarë: dhënës ebay 5 MHz
- një arduino Për shkak të 12 dollarëve: ebay arduino për shkak
- një ekran 320x480 piksel për 11 dollarë: ekran arduino 320x480
- dy furnizime me energji 9V/1A për furnizimin simetrik +9/GND/-9V
- ultratinguj-xhel për sonografi: 10 dollarë ultratinguj xhel
për transmetuesin:
- një konvertues hapash për 100V të nevojshëm për 5 USD: 100V konvertues nxitës
- një konvertues i zakonshëm i rritjes që furnizon 12-15V për konvertuesin 100V për 2 dollarë: konvertuesi i rritjes XL6009
- një rregullator i tensionit LM7805
- monoflop-IC 74121
- mosfet-driver ICL7667
- IRL620 mosfet: IRL620
- kondensatorë me 1nF (1x), 50pF (1x), 0.1µF (1x elektrolitik), 47µF (1x elektrolitik), 20 µF (1 x elektrolitik për 200V), 100 nF (2x MKP për 200V: 100nF20µF
- rezistorë me 3kOhm (0.25W), 10kOhm (0.25W) dhe 50Ohm (1W)
- Potenciometër 10 kOhm
- 2 copë Fole C5: 7 USD Fole C5
për marrësin:
- 3 copë Amplifikimi operacional AD811: ebay AD811
- 1 copë Amplifikimi operacional LM7171: ebay LM7171
- Kondensator 5 x 1 nF, kondensator 8 x 100nF
- Potenciometër 4 x 10 kOhm
- Potenciometër 1 x 100 kOhm
- Rezistenca 0.25W me 68 Ohm, 330 Ohm (2 copë), 820 Ohm, 470 Ohm, 1.5 kOhm, 1 kOhm, 100 Ohm
- Diodat 1N4148 (2 copë.)
- 3.3V diodë zener (1 copë.)
Hapi 1: Qarqet e Transmetuesit dhe Marrësve të Mi
Sonografia është një mënyrë shumë e rëndësishme në mjekësi për të parë brenda trupit. Parimi është i thjeshtë: Një transmetues dërgon impulse ultra-zanore. Ato përhapen në trup, reflektohen nga organet e brendshme ose kockat dhe kthehen përsëri te marrësi.
Në rastin tim unë përdor matësin GM100 për matjen e trashësisë së shtresave të bojës. Edhe pse nuk kam për qëllim të shikoj brenda trupit, unë jam në gjendje të shoh kockat e mia.
Transmetuesi GM100 punon me një frekuencë prej 5 MHz. Prandaj ju duhet të krijoni impulse shumë të shkurtra me një gjatësi prej 100-200 nanosekonda. 7412-monoflop është në gjendje të krijojë impulse të tilla të shkurtra. Këto impulse të shkurtra shkojnë te shoferi ICL7667-mosfet, i cili drejton portën e një IRL620 (vëmendje: mosfet duhet të jetë në gjendje të përballojë tensione deri në 200V!).
Nëse porta është e ndezur, kondensatori 100V-100nF shkarkohet dhe një impuls negativ prej -100V zbatohet në transmetues-piezo.
Jehona tejzanor, e marrë nga koka GM100 po shkon në një përforcues me 3 faza me OPA të shpejtë AD820. Pas hapit të tretë do t'ju duhet një ndreqës preciz. Për këtë qëllim unë përdor një përforcues operacional LM7171.
Kushtojini vëmendje: Kam marrë rezultatet më të mira, kur shkurtoj hyrjen e ndreqësit të saktë me një lak teli dupont (? Në qark). Unë me të vërtetë nuk e kuptoj pse, por do të duhet ta kontrolloni nëse përpiqeni të rindërtoni skanerin tim tejzanor.
Hapi 2: Softueri Arduino
Pulset e reflektuara duhet të ruhen dhe shfaqen nga një mikrokontrollues. Mikrokontrolluesi duhet të jetë i shpejtë. Prandaj unë zgjedh një arduino due. Kam provuar dy lloje të ndryshme të kodeve të shpejta të leximit analog (shikoni bashkëngjitjet). Njëra është më e shpejtë (rreth 0.4 μs për konvertim), por kam marrë 2-3 herë të njëjtën vlerë kur lexoj në hyrjen analoge. Tjetri është pak më i ngadalshëm (1 μs për konvertim), por nuk ka disavantazhin e vlerave të përsëritura. Unë kam zgjedhur të parën…
Ka dy ndërprerës në bordin e marrësit. Me ato ngadalësime ju mund të ndaloni matjen dhe të zgjidhni dy baza të ndryshme kohore. Njëra për matjen e kohës midis 0 dhe 120 μs dhe tjetra midis 0 dhe 240 μs. E kuptova këtë duke lexuar 300 vlera ose 600 vlera. Për 600 vlera kërkon dy herë kohë, por më pas marr vetëm çdo analog të dytë në vlerë.
Jehona hyrëse po lexohet me një nga portat analoge-hyrëse të arduino. Zener-dioda duhet të mbrojë portën për tensione shumë të larta sepse arduino e duhur mund të lexojë vetëm tensione deri në 3.3V.
Çdo vlerë analoge-hyrëse më pas shndërrohet në një vlerë midis 0 dhe 255. Me këtë vlerë, një drejtkëndësh i mëtejshëm me ngjyrë gri do të vizatohet në ekran. E bardha do të thotë sinjal i lartë/jehonë, gri i errët ose i zi do të thotë sinjal i ulët/jehonë.
Këtu janë linjat në kod për vizatimin e drejtkëndëshave me 24 piksel gjerësi dhe 1 lartësi piksel
për (i = 0; i <300; i ++) {
vlerat = harta (vlerat , 0, 4095, 0, 255);
myGLCD.setColor (vlerat , vlerat , vlerat );
myGLCD.fillRect (j * 24, 15 + i, j * 24 + 23, 15 + i);
}
Pas një sekonde kolona tjetër do të vizatohet…
Hapi 3: Rezultatet
Kam ekzaminuar objekte të ndryshme nga cilindrat aluminim mbi balona të mbushura me ujë në trupin tim. Për të parë ekon e trupit, përforcimi i sinjaleve duhet të jetë shumë i lartë. Për cilindrat e aluminit nevojitet një amplifikim më i ulët. Kur shikoni fotografitë, mund të shihni qartë jehonën nga lëkura dhe kocka ime.
Pra, çfarë mund të them për suksesin ose dështimin e këtij projekti. Methodsshtë e mundur të shikosh brenda trupit me metoda kaq të thjeshta dhe duke përdorur pjesë, të cilat zakonisht nuk janë të destinuara për atë qëllim. Por këta faktorë po kufizojnë gjithashtu rezultatet. Ju nuk merrni fotografi aq të qarta dhe të strukturuara mirë në krahasim me zgjidhjet komerciale.
Por dhe kjo është gjëja më e rëndësishme, e kam provuar dhe kam bërë më të mirën. Shpresoj se ju kanë pëlqyer këto udhëzime dhe ishte të paktën interesante për ju.
Nëse ju pëlqen të hidhni një sy në projektet e mia të tjera të fizikës:
www.youtube.com/user/stopperl16/videos?
më shumë projekte të fizikës: