Jastëk i zgjuar: 3 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:28

Ky udhëzues përshkruan se si të bëni një jastëk të zgjuar që është i ndjeshëm ndaj gërhitës!

Jastëku i zgjuar mbështetet në dridhjet për t'i treguar gjumit kur gërhit ndërsa fle. Punon automatikisht kur një person vendos kokën në jastëk.

Gërhitja është një gjendje fatkeqe sepse prek jo vetëm personin që gërhit, por edhe njerëzit që flenë rreth tij. Gërhitja është votuar si arsyeja më e madhe mjekësore pas divorcit në SHBA. Për më tepër, apnea e gjumit mund të shkaktojë një sërë problemesh shëndetësore që mund të zbuten duke siguruar që një person që fle nuk zgjedh një pozicion që çon në gërhitje.

Në këtë Instructable, ne do të ndërtojmë një sistem i cili mund të zbulojë dhe analizojë tingujt. Kur analizon një tingull gërhitës, ai do të ndezë një motor dridhjeje në mënyrë që gjumi të zgjohet. Kur personi i fjetur heq kokën nga jastëku, motori i dridhjeve do të ndalet. Kur një person i fjetur ndryshon pozicionin e tij të gjumit, ata kanë më shumë gjasa të vendosen në një pozicion tjetër që do të parandalojë gërhitjen.

Hapi 1: Detyrat e jastëkut:

• Jastëku ka një sensor prekjeje në mënyrë që sistemi të aktivizohet automatikisht kur personi e vendos kokën në jastëk dhe është boshe kur ngre kokën lart.
• Kur sistemi zbulon një zë gërhitës ose ndonjë zë tjetër kakofonik, një vibrator ndizet për të zgjuar gjumin.
• Karakterizon 2 mënyra dridhje të rregullueshme nga përdoruesi: të vazhdueshme ose të pulsuara. Sistemi është i dobishëm për njerëzit që vuajnë nga gërhitja. Për sigurinë, njerëzit që vuajnë nga gjumi shumë i thellë gjithashtu mund ta përdorin sistemin sepse mund të zbulojë zile derë, të bien telefona ose të qajnë foshnje.

Ne e zbatuam këtë projekt me një Silego SLG46620V CMIC, një sensor tingulli, një motor dridhjeje, një rezistencë të ndjeshme ndaj forcës dhe disa përbërës pasivë.

Numri i përgjithshëm i përbërësve për këtë dizajn është mjaft minimal, pavarësisht se nuk përdorni një mikrokontrollues. Meqenëse GreenPAK CMIC janë me kosto të ulët dhe kanë konsum të ulët të energjisë, ato janë një përbërës ideal për këtë zgjidhje. Madhësia e tyre e vogël gjithashtu do t'i lejojë ata të integrohen lehtësisht brenda jastëkut pa shqetësime të prodhimit.

Shumica e projekteve që varen nga zbulimi i zërit kanë një "shkallë të rreme të shkaktimit", e cila është e nevojshme për shkak të mundësisë së gabimit midis një sërë sensorësh. Sensorët e lidhur me këtë projekt thjesht zbulojnë një nivel tingulli; ata nuk zbulojnë llojin e zërit ose natyrën e origjinës së tij. Si pasojë, një shkaktar i rremë mund të shkaktohet nga një akt i tillë si duartrokitja, trokitja ose zhurma të tjera që nuk lidhen me gërhitjen që mund të zbulohen nga sensori.

Në këtë projekt sistemi do të injorojë tingujt e shkurtër të cilët shkaktojnë shkallën e rreme të shkaktimit, kështu që ne do të ndërtojmë një filtër dixhital që mund të zbulojë një segment tingulli si zhurma e gërhitjes.

Shikoni kurbën grafike në figurën 1 e cila paraqet tingullin e gërhitjes.

Ne mund të shohim se përbëhet nga dy seksione të cilat përsëriten dhe lidhen me kohën. Seksioni i parë zbulon gërhitjen; është një sekuencë e impulseve të shkurtra që zgjat 0.5 deri në 4 sekonda, e ndjekur nga një periudhë heshtjeje e cila zgjat 0.4 deri në 4 sekonda dhe mund të përmbajë zhurmë në sfond.

Prandaj, për të filtruar zhurmat e tjera, sistemi duhet të zbulojë një segment gërhitës, i cili zgjat më shumë se 0.5 sekonda, dhe të injorojë çdo segment më të shkurtër të zërit. Për ta bërë sistemin më të qëndrueshëm, duhet të zbatohet një numërues i cili numëron segmentet e gërhitës për të nisur alarmin pas zbulimit të dy segmenteve të njëpasnjëshme të gërhitjes.

Në këtë rast, edhe nëse një tingull zgjat më shumë se 0.5 sekonda, sistemi do ta filtrojë atë nëse nuk përsëritet brenda një afati të caktuar kohor. Në këtë mënyrë, ne mund të filtrojmë zërin që mund të shkaktohet nga një lëvizje, kollë apo edhe sinjale të shkurtra zhurme.

Hapi 2: Plani i Zbatimit

Dizajni i këtij projekti përbëhet nga dy seksione; pjesa e parë është përgjegjëse për zbulimin e zërit dhe e analizon atë për të zbuluar zhurmën e gërhitjes për të paralajmëruar gjumin.

Seksioni i dytë është një sensor prekjeje; është përgjegjës për të mundësuar automatikisht sistemin kur një person vendos kokën në jastëk dhe për të çaktivizuar sistemin kur personi i fjetur heq kokën nga jastëku.

Një jastëk i zgjuar mund të zbatohet shumë lehtë me një IC të vetëm të sinjalit të përzier të konfigurueshëm (CMIC).

Ju mund të kaloni të gjitha hapat për të kuptuar se si çipi GreenPAK është programuar për të kontrolluar Smart Pillow. Sidoqoftë, nëse thjesht dëshironi të krijoni me lehtësi Jastëkun e zgjuar pa i kuptuar të gjitha qarqet e brendshme, shkarkoni softuerin falas GreenPAK për të parë Skedarin e Dizajnit të Patergut Smart Pillow të përfunduar tashmë. Lidheni kompjuterin tuaj me GreenPAK Development Kit dhe goditni programin për të krijuar IC të personalizuar për të kontrolluar Smart Pillow tuaj. Pasi të krijohet IC, mund të kaloni hapin tjetër. Hapi tjetër do të diskutojë logjikën që është brenda skedarit të dizajnit Smart Pillow GreenPAK për ata që janë të interesuar të kuptojnë se si funksionon qarku.

Si punon?

Sa herë që një person vendos kokën në jastëk, sensori i prekjes dërgon një sinjal aktivizimi nga Matrix2 në Matrix1 përmes P10 për të aktivizuar qarkun dhe për të filluar marrjen e mostrave nga sensori i zërit.

Sistemi merr një mostër nga sensori i zërit çdo 30ms brenda një afati kohor 5ms. Në këtë mënyrë, konsumi i energjisë do të kursehet dhe pulsimet e shkurtra të zërit do të filtrohen.

Nëse zbulojmë 15 mostra të njëpasnjëshme të zërit (asnjë heshtje nuk zgjat më shumë se 400ms midis ndonjërit prej mostrave), arrihet në përfundimin se tingulli është këmbëngulës. Në këtë rast, segmenti i zërit do të konsiderohet një segment gërhitës. Kur ky veprim përsëritet pas një heshtjeje, e cila zgjat më shumë se 400ms dhe më pak se 6s, tingulli i kapur do të konsiderohet si gërhitës dhe gjumi do të alarmohet nga dridhjet.

Ju mund të vononi paralajmërimin për më shumë se 2 segmente gërhitës për të rritur saktësinë nga konfigurimi i pipedelay0 në dizajn, por kjo mund të rrisë kohën e përgjigjes. Korniza 6 sekonda gjithashtu do të duhej të rritet.

Hapi 3: Dizajni i GreenPAK

Seksioni i parë: Zbulimi i gërhitës

Dalja e sensorit të zërit do të lidhet me Pin6 i cili është konfiguruar si një hyrje analoge. Sinjali do të sillet nga kunja në hyrjen e ACMP0. Hyrja tjetër e ACMP0 është konfiguruar si një referencë 300mv.

Prodhimi i ACMP0 përmbyset dhe më pas lidhet me CNT/DLY0, e cila është vendosur si një vonesë në rritje me një vonesë të barabartë me 400ms. Prodhimi i CNT0 do të jetë i lartë kur zbulimi i heshtjes të zgjasë më shumë se 400ms. Dalja e tij është e lidhur me një detektor të skajit në rritje, i cili do të gjenerojë një impuls të shkurtër të rivendosjes pas zbulimit të heshtjes.

CNT5 & CNT6 janë përgjegjës për hapjen e një porte kohore që zgjat 5ms çdo 30ms për të marrë mostrat e zërit; gjatë këtyre 5ms nëse ka një zbulim të një sinjali të shëndoshë, dalja e DFF0 i jep një impuls numëruesit CNT9. CNT9 do të rivendoset nëse një zbulim i heshtjes zgjat më shumë se 400ms, në atë moment do të rifillojë numërimin e mostrave të zërit.

Dalja e CNT9 është e lidhur me DFF2 e cila përdoret si një pikë për të zbuluar një segment gërhitës. Kur zbulohet një segment gërhitës, dalja e DFF2 e kthen HI për të aktivizuar CNT2/Dly2, e cila është konfiguruar të funksionojë si "vonesë në skajin e rënies" me një vonesë të barabartë me 6 sekonda.

DFF2 do të rivendoset pas një zbulimi të heshtjes që zgjat më shumë se 400ms. Pastaj do të fillojë të zbulojë përsëri për një segment gërhitës.

Dalja e DFF2 kalon përmes Pipedelay, e cila është e lidhur me pin9 përmes LUT1. Pin9 do të lidhet me motorin e dridhjeve.

Dalja e Pipedelay kalon nga E ulët në e Lartë kur zbulon dy segmente vijuese të gërhitjes brenda portës kohore për CNT2 (6 sekonda).

LUT3 përdoret për të rivendosur Pipedelay, kështu që prodhimi i tij do të jetë i ulët nëse personi i fjetur heq kokën nga jastëku. Në këtë rast, porta kohore e CNT2 mbaron para zbulimit të dy segmenteve të njëpasnjëshme të gërhitjes.

Pin3 është konfiguruar si një hyrje dhe është e lidhur me një "buton të modalitetit të dridhjes". Sinjali që vjen nga pin3 kalon përmes DFF4 dhe DFF5 konfiguron modelin e dridhjeve në një nga dy modelet: mode1 dhe mode2. Në rastin e mënyrës 1: kur zbulohet gërhitja, një sinjal i vazhdueshëm i dërgohet motorit të dridhjeve, që do të thotë se motori funksionon vazhdimisht.

Në rastin e modalitetit 2: kur zbulohet gërhitja, motori i dridhjeve pulson me kohën e daljes së CNT6.

Pra, kur dalja e DFF5 është e lartë, modaliteti 1 do të aktivizohet. Kur është i ulët (mënyra 2), dalja e DFF4 është e lartë dhe dalja e CNT6 do të shfaqet në pin9 deri në LUT1.

Ndjeshmëria ndaj sensorit të zërit kontrollohet nga një potenciometër i cili është vendosur në modul. Sensori duhet të inicohet manualisht për herë të parë për të marrë ndjeshmërinë e kërkuar.

PIN10 është i lidhur me daljen e ACMP0, e cila është e lidhur nga jashtë me një LED. Kur kalibrohet sensori i zërit, dalja e pin10 duhet të jetë mjaft e ulët, që do të thotë se nuk ka dridhje në LED -in e jashtëm i cili është i lidhur në krye10. Në këtë mënyrë, ne mund të garantojmë që tensioni i cili gjenerohet nga sensori i zërit në heshtje të mos kalojë pragun 300mv ACMP0.

Nëse keni nevojë për një alarm tjetër përveç dridhjeve, mund të lidhni një zile në pin9 në mënyrë që të aktivizohet edhe një alarm zanor.

Seksioni i dytë: Sensori i prekjes

Sensori i prekjes që kemi ndërtuar përdor rezistencë të ndjeshme të forcës (FSR). Rezistencat që ndiejnë forcën përbëhen nga një polimer përçues i cili ndryshon rezistencën në një mënyrë të parashikueshme pas aplikimit të forcës në sipërfaqen e tij. Filmi ndijues përbëhet nga grimca elektrike dhe përcjellëse të pezulluara në një matricë. Aplikimi i një force në sipërfaqen e filmit ndijues bën që grimcat të prekin elektrodat përcjellëse, duke ndryshuar rezistencën e filmit. FSR vjen me madhësi dhe forma të ndryshme (rreth & katror).

Rezistenca tejkaloi 1 MΩ pa presion të aplikuar dhe shkonte nga rreth 100 kΩ në disa qindra Ohms pasi një presion ndryshonte nga e lehtë në të rëndë. Në projektin tonë, FSR do të përdoret si sensor i prekjes së kokës dhe ndodhet brenda jastëkut. Pesha mesatare e kokës njerëzore është midis 4.5 dhe 5 kg. Kur përdoruesi vendos kokën në jastëk, një forcë aplikohet në FSR dhe rezistenca e tij ndryshon. GPAK zbulon këtë ndryshim dhe sistemi është i aktivizuar.

Mënyra për të lidhur një sensor rezistues është lidhja e një skaji me Fuqinë dhe tjetri me një rezistencë tërheqëse në tokë. Pastaj pika midis rezistencës fikse të tërheqjes poshtë dhe rezistencës së ndryshueshme FSR lidhet me hyrjen analoge të një GPAK (Pin12) siç tregohet në figurën 7. Sinjali do të sillet nga kunja në hyrjen e ACMP1. Hyrja tjetër e ACMP1 është e lidhur me një cilësim reference 1200mv. Rezultati i krahasimit ruhet në DFF6. Kur zbulohet një prekje në kokë, dalja e DFF2 kthen HI për të aktivizuar CNT2/Dly2, e cila është e konfiguruar të funksionojë si "vonesë në skajin e rënies" me një vonesë të barabartë me 1.5 sek. Në këtë rast, nëse gjumi lëviz ose kthehet nga njëra anë në tjetrën dhe FSR ndërpritet më pak se 1.5 sek, sistemi akoma aktivizohet dhe nuk ndodh rivendosja. CNT7 dhe CNT8 përdoren për të mundësuar FSR dhe ACMP1 për 50 mS çdo 1 sekondë në mënyrë që të zvogëlohet konsumi i energjisë.

Përfundim

Në këtë projekt ne bëmë një jastëk të zgjuar i cili përdoret për zbulimin e gërhitës për të paralajmëruar personin e fjetur nga dridhjet.

Ne gjithashtu bëmë sensorin e prekjes duke përdorur FSR për të aktivizuar sistemin automatikisht kur përdorni jastëkun. Një opsion i mëtejshëm i përmirësimit mund të jetë dizajnimi paralelisht i FSR për të akomoduar jastëkë me madhësi më të madhe. Ne gjithashtu bëmë filtra dixhitalë për të minimizuar shfaqjen e alarmeve të rreme.