אזעקת מגע פנים: 4 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

נגיעה בפנים שלנו היא אחת הדרכים הנפוצות ביותר בהן אנו מדביקים את עצמנו בוירוסים כמו קוביד -19. מחקר אקדמי בשנת 2015 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25637115) מצא כי אנו נוגעים בפנים שלנו בממוצע 23 פעמים בשעה. החלטתי לעצב מכשיר בעל עלות נמוכה וחסכונית שתתריע בפניך בכל פעם שאתה עומד לגעת בפנים שלך. אב טיפוס גס זה יכול להיות מעודן בקלות רבה ולמרות שלא סביר שתרצו ללבוש אותו כל היום, ייתכן שזו דרך טובה להכשיר אתכם להפחית את נגיעות הפנים ולכן להפחית את התפשטות הנגיף.

רוב צורות חישת התנועה משתמשות במדי תאוצה או בעיבוד תמונה. אלה יקרים יחסית, דורשים הספק רציף ולכן גם סוללה גדולה יחסית. רציתי לייצר מכשיר שצורך חשמל רק כשההתנהגות מעוררת אותו, ואפשר להכין אותו בבית בפחות מ -10 דולר.

המכשיר כולל שלושה חלקים. שרשרת ושתי גומיות קטנות על כל פרק כף היד. הוא משתמש בעקרון שמגנט הנע ליד סליל חוט מייצר זרם חשמלי בחוט. כאשר היד נעה לכיוון הפנים, המגנט בשורש כף היד יוצר מתח זעיר על פני הסליל. זה מוגבר ואם הוא גבוה מסף מסוים הוא מפעיל זמזם קטן.

אספקה

• 100 - 200 מטרים של חוט סולנואיד. רוב החוט עבה מדי. חוט סולנואיד מבודד במעיל לכה דק מאוד, כך שתוכל לבצע הרבה סיבובים בסליל תוך שמירה על אותו קטן וקליל יחסית. השתמשתי ב -34 AWG - שזה בקוטר של 0.15 מ"מ בערך
• קשרים או קלטת מכירה
• אספקת יחיד מגבר כוח נמוך. הוא צריך להיות מסוגל לפעול ב 3V. השתמשתי במיקרו -שבב MCP601.
• 2 נגדים (1M, 2K)
• נגד גוזם 2K
• זמזם פיצו 3 - 5 וולט
• כל טרנזיסטור npn בסיסי (השתמשתי ב- 2N3904)
• קצת veroboard
• CR2032 (או כל סוללת מטבע בת 3V)
• 2 מגנטים קטנים וחזקים
• 2 גומיות עבות או חומר תומך דחיסה כלשהו (כמו גרבי דחיסה)

שלב 1: סובב את הסליל

הסליל צריך להיות חתיכת חוט רציפה אחת, כך שלמרבה הצער לא ניתן ללחוץ ולסלק אותו כמו שרשרת. לכן חשוב שקוטר הסליל יהיה גדול מספיק כדי שתעלה אותו מעל הראש. פצעתי את שלי סביב מסבך עגול (סל נייר) בקוטר של כ 23 ס מ (9 אינץ '). כמה שיותר סיבובים יותר טוב. איבדתי את מספרם שעשיתי אבל על ידי בדיקת ההתנגדות החשמלית בסוף אני חושב שהסתיים בסביבות 150 סיבובים.

קח את הסליל מהראשון בעדינות, ואבטח את הסליל בעזרת קשרים או סרט. חשוב לא לשבור אף אחד מחוטי הסולנואיד העדינים כיוון שזה יהיה כמעט בלתי אפשרי לתקן. לאחר שהסליל מאובטח, מצא את שני קצות החוט והסר את הלכה מהסנטימטר האחרון של כל קצה. עשיתי זאת על ידי המסת הלכה במגהץ (ראו את הסרטון המצורף).

לחץ כאן לצפייה בסרטון כיצד להפשיט את חוט הסולנואיד

קצוות אלה ניתנים להלחמה בעדינות ללוח מעגל הגלאי שלך. עבור אב הטיפוס שלי הלחמתי את הקצוות לחתיכה קטנה של veroboard נפרד עם כותרת שקעים, כך שאוכל להשתמש בניסוי ולהשתמש בכבלי מגשר כדי לחבר אותו לעיצובים שונים של מעגלים.

שלב 2: בנה את מעגל הגלאי

המעגל הסכמטי והסופי מוצגים למעלה.

אני משתמש במגבר אופ בתצורה לא הפוכה כדי להגביר את המתח הקטן מאוד שנוצר על פני הסליל. הרווח של מגבר זה הוא יחס ההתנגדות של R1 ו- R2. הוא צריך להיות גבוה מספיק כדי לזהות את המגנט כשהוא זז בערך 10 ס"מ מקצה הסליל יחסית לאט (בערך 20-30 ס"מ/שניות) אבל אם תעשה אותו רגיש מדי אז הוא עלול להיות לא יציב והזמזם יישמע ללא הרף.. מכיוון שהמספר האופטימלי יהיה תלוי בסליל בפועל שאתה בונה ובמגנט בו אתה משתמש אני ממליץ לך לבנות את המעגל עם נגד משתנה שניתן להגדיר אותו לכל ערך עד 2K. באב טיפוס שלי גיליתי שערך של כ- 1.5K עובד היטב.

מכיוון שהסליל יקלוט גם גלי רדיו תועים בתדרים שונים כללתי קבל לרוחב R1. זה פועל כמו מסנן נמוך לעבור. בכל תדרים גבוהים מכמה הרץ התגובה של הקבל הזה נמוכה בהרבה מהערך של R1 ולכן ההגברה יורדת.

מכיוון שהרווח כל כך גבוה, התפוקה של מגבר ה- op תהיה באמת "מופעל" (3V) או "כבוי" (0V). בהתחלה מכיוון שה- MCP601 יכול להפיק 20mA חשבתי שאולי הוא יכול להניע זמזם פיזו ישירות (אלה דורשים רק כמה mA לעבודה). עם זאת גיליתי כי מגבר ה- OP התקשה להניע אותו ישירות, כנראה בשל הקיבול של הזמזם. פתרתי את זה על ידי הזנת הפלט של הפלט דרך הנגד לטרנזיסטור npn שפועל כמו מתג. R3 נבחר כדי לוודא שהטרנזיסטור פועל במלואו כאשר הפלט מהמגבר אופ הוא 3V. כדי למזער את צריכת החשמל באופן אידיאלי זה צריך להיות גבוה ככל שתוכל לעשות זאת ועדיין להבטיח שהטרנזיסטור דולק. בחרתי 5K כדי להבטיח שמעגל זה יעבוד עם כמעט כל טרנזיסטור npn פופולרי.

הדבר האחרון שאתה צריך הוא סוללה. הצלחתי להריץ את אב הטיפוס שלי בהצלחה עם סוללת 3 מטבעות מטבעות - אבל זה היה אפילו יותר רגיש ויעיל במתח מעט גבוה יותר ולכן אם תוכל למצוא סוללת לי -פולי קטנה (3.7V) הייתי ממליץ להשתמש בזה.

שלב 3: הכינו את רצועות היד

אם חובש מגנט קרוב לכל יד, הפעולה של הרמת היד כלפי הפנים תפעיל את הבאזר. החלטתי ליצור שתי רצועות פרק כף היד עם חומר גרבי תמיכה אלסטי והשתמשתי בהן כדי להחזיק שני מגנטים קטנים ליד פרק כף היד. אתה יכול גם להתנסות עם טבעת מגנטית באצבע אחת של כל יד.

הזרם המושרה זורם בכיוון אחד סביב הסליל כאשר המגנט נכנס לאזור הסליל ובכיוון ההפוך כאשר הוא עוזב. מכיוון שמעגל האב טיפוס פשוט בכוונה, רק כיוון זרם אחד יפעיל את הבאזר. אז הוא יזמזם או כשהיד מתקרבת למחרוזת או כשהיא מתרחקת. ברור שאנו רוצים שהוא יזמזם בדרך לפנים ונוכל לשנות את הקוטביות של הזרם שנוצר על ידי הפניית המגנט. אז התנסו באיזה מסלול גורם לזמזם להישמע כאשר היד מתקרבת לפנים וסמן את המגנט כך שתזכור ללבוש אותו בצורה הנכונה.

שלב 4: בדוק

גודל הזרם המושרה קשור לכמה מהר השדה המגנטי משתנה ליד הסליל. אז קל יותר להרים תנועות מהירות ליד הסליל מאשר תנועות איטיות רחוקות ממנו. עם קצת ניסוי וטעייה הצלחתי לגרום לו לפעול בצורה מהימנה כאשר הזזתי את המגנט במהירות של כ 30 ס"מ/ש '(1 רגל/שניות) במרחק של 15 ס"מ (6 אינץ'). קצת יותר כוונון ישפר את זה בפקטור של שניים או שלושה.

הכל קצת גס כרגע מכיוון שהאבטיפוס משתמש ברכיבי "חור דרך" אבל כל האלקטרוניקה יכולה להתכווץ בקלות באמצעות רכיבי הרכבה על פני השטח והגודל המגביל יהיה רק הסוללה.