מגבר נעילה מיניאטורי לביש (ומערכת סונאר לבישים וכו '): 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

בנה מגבר נעילה מיניאטורי בעלות נמוכה הניתן להטמעה במסגרות משקפיים וליצור מערכת ראיית סונאר לעיוורים, או מכונת אולטרסאונד פשוטה המנטרת ללא הרף את ליבך ומשתמשת בלמידה של מכונה אנושית כדי להתריע על בעיות לפני שהם לִקְרוֹת.

מגבר נעילה הוא מגבר שיכול לנעול אות מסוים (קלט ייחוס) תוך התעלמות מכל השאר. בעולם של הפגזה מתמדת עם רעש והפרעה, היכולת להתעלם ממשהו (כלומר בורות) היא נכס יקר ערך.

המגבר הטוב ביותר שנבנה אי פעם בכל ההיסטוריה של המין האנושי הוא ה- PAR124A שנעשה בשנת 1961, ולמרות שרבים ניסו להתעלות או להשתוות לביצועיו, אף אחד מהם לא הצליח [https://wearcam.org/BigDataBigLies.pdf].

מגברי נעילה הינם בסיסיים לסונאר, מכ ם, לידאר וסוגים רבים אחרים של חישה, וטובים בדרך כלל עולים בסביבות 10, 000 עד 50, 000 $, בהתאם למפרט וכו '.

ש מאן, אוניברסיטת סטנפורד, המחלקה להנדסת חשמל, 2017.

צטט את מאן, לו, ורנר, IEEE GEM2018 עמ '63-70

שלב 1: השג את הרכיבים

מועדון הסטודנטים למחשוב לביש של WearTech באוניברסיטת טורונטו תרם בנדיבות ערכת חלקים לכל סטודנט שנרשם ל- ECE516.

אתה יכול להצטרף ל- WearTech ולקבל ערכת חלקים, או לחילופין, לרכוש את החלקים מ- Digikey.

כתב חומרים:

• מחולל אותות (שעדיין יהיה לך ממעבדה 1 ובתחילה לא תזדקק למחולל האותות המורכב המלא, כלומר בחלק הראשון של מעבדה זו יעשה כל מחולל אותות בעל ערך אמיתי);
• מפענח טון LM567 או NE567 (שבב 8 פינים);
• ר_ט = הנגד העליון של מחלק מתח הכניסה להתייחסות: כ. 5340 אוהם;
• ר_ב = נגד תחתון של מחלק מתח הכניסה להתייחסות: כ. 4660 אוהם;
• ר_ל = נגד עומס לפלט (פין 3): כ. 9212 אוהם;
• שלושת הקבלים (קבלים צימוד להתייחסות וכניסת אות, כמו גם קבל מסנן נמוך בפלט);
• מתגים אופציונאליים;
• מגבר פלט כגון TL974 (אתה יכול גם להשתמש במגבר אודיו רגיש מספיק או במגבר אוזניות בעל עכבת כניסה מספיק גבוהה כדי לא להעמיס על קבל מסנן הפלט);
• רכיבים שונים אחרים;
• לוח לחם או מעגל אחר להרכבת הרכיבים.

בנוסף, כדי לעשות משהו שימושי עם מגבר הנעילה, תרצה להשיג:

• מתמרים קולי (כמות שתיים);
• אוזניות אודיו או מערכת רמקולים;
• מערכת מחשב או מעבד או מיקרו -בקר (ממעבדה 1) לחלק של למידת מכונה.

ר_ט, ר_ב, ו- R._ל הם קריטיים יחסית, כלומר ערכים שבחרנו בקפידה באמצעות ניסויים.

שלב 2: חיבור הרכיבים

חבר את הרכיבים על פי התרשים המוצג.

התרשים הוא שילוב נחמד בין תרשים סכמטי לתרשים חיווט, כלומר הוא מראה את פריסת המעגל וכן את אופן חיבור המעגל.

הדרך בה נעשה שימוש במפענח הטון של 567 נתפסה בעיני כמה כפרישה יצירתית מהשימוש הרגיל שלו. בדרך כלל Pin 8 הוא סיכת הפלט, אך אנו לא משתמשים בזה כלל. בדרך כלל המכשיר מזהה צליל ומדליק נורה או פריט אחר כאשר הטון מזוהה.

כאן אנו משתמשים בו באופן שונה לחלוטין מהאופן בו הוא נועד לשימוש.

במקום זאת, אנו לוקחים את הפלט לפין 1 שהוא הפלט של "גלאי שלב". אנו מנצלים את העובדה ש"גלאי פאזה "הוא פשוט מכפיל.

כמו כן, פין 6 משמש בדרך כלל כחיבור קבלים תזמון.

במקום זאת, באופן יצירתי, אנו משתמשים בסיכה 6 כקלט הייחוס לשימוש בשבב 567 כמגבר נעילה. זה מאפשר לנו לגשת למכפיל באחת התשומות שלו.

כדי לקבל רגישות מקסימלית לתשומות התייחסות, גילינו שאם אנו משווים את הסיכה הזו ל -46.6% ממסילת האספקה, ומשתלבים בה באופן קיבולי, נקבל את התוצאות הטובות ביותר. אתה יכול גם לנסות להאכיל את אות ההתייחסות ישירות אליו, כפי שמציין המתג (אתה יכול פשוט להשתמש בחוט מגשר על לוח הלחם במקום במתג).

סיכת הכניסה/הפלט היחידה בה אנו משתמשים באופן קונבנציונאלי (כלומר הדרך בה נועדה לשמש) היא Pin 3 שאמור לשמש כקלט, שאכן אנו משתמשים בו כקלט!

שלב 3: שימו את מגבר הנעילה לשימוש טוב: עזרת ראייה לעיוורים

אנו מעוניינים להשתמש במגבר הנעילה ליצירת עזר ראייה (עזר ראייה) לעיוורים.

הרעיון כאן הוא שנשתמש בו לסונאר, ליצירת מערכת חישת סונאר דופלר.

למרות שאתה יכול לקנות חיישן סונאר כקובץ מצורף Arduino, אנו בוחרים לבנות את המערכת בעצמנו מהעקרונות הראשונים במדריך זה מהסיבות הבאות:

1. התלמידים ילמדו את היסודות כאשר הם בונים דברים בעצמם;
2. זה נותן לך גישה ישירה לאותות הגולמיים להמשך מחקר ופיתוח;
3. המערכת הרבה יותר מגיבה ומיידית, בהשוואה למערכות ארוזות מראש שמדווחות רק על מידע מצטבר עם לא מעט עיכוב (חביון).

הרכיבו את שני מתמרי האולטרסאונד על אוזניות (אוזניות), כשהם פונים קדימה. אנו אוהבים לשים אותם משני הצדדים כך שהראש יגן על המשדר מפני אות ישיר מהמקלט.

חבר אותם למגבר הנעילה בהתאם לתרשים המצורף.

חבר פלט של המגבר לאוזניות. אוזניות מסוג "אקסטרה באס" פועלות בצורה הטובה ביותר, מכיוון שתגובת התדרים נמשכת עד לתדרים הנמוכים ביותר.

כעת תוכלו לשמוע אובייקטים בחדר ולבנות מפה חזותית מנטאלית של חפצי החדר בתנועה.

שלב 4: למידת אדם-מכונה

"אבי ה- AI", מרווין מינסקי (הוא המציא את כל תחום הלמידה המכונה), יחד עם ריי קורצווייל (מנהל ההנדסה בגוגל), ואני, כתבו מאמר ב- IEEE ISTAS 2013 (Minsky, Kurzweil, Mann, " Society of Intelligent Veillance ", 2013) על סוג חדש של למידת מכונה, הנקראת אינטליגנציה הומניסטית.

זה נובע מלמידת מכונה בטכנולוגיות לבישות, כלומר "למידת HuMachine", שבה חיישנים הופכים להרחבה אמיתית של הנפש והגוף.

נסה לקחת את החוזר של סונר הדופלר ולספק אותם לקלט האנלוגי של מערכת מחשב, ולהפעיל קצת למידת מכונה על נתונים אלה.

זה יקח אותנו צעד קרוב יותר לחזונו של סיימון הייקין של מכ ם או מערכת סונאר המסוגלת להכיר.

שקול להשתמש ברשת העצביים LEM (Logon Expectation Maximization).

ראה

להלן מספר מאמרים נוספים על למידת מכונה ושינוי צפצופים:

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16830941

pdfs.semanticscholar.org/21d3/241e70186a9b…

arxiv.org/pdf/1611.08749.pdf

pdfs.semanticscholar.org/21d3/241e70186a9b…

www.researchgate.net/publication/22007368…

שלב 5: וריאציות אחרות: צג לב

סיבת המוות מספר 1 היא מחלת לב, ואנו יכולים ליצור מערכת לבישה העוזרת לטפל בכך. השתמש בשני הידרופונים או גיאופונים כדי "לראות" לתוך ליבך שלך. את אותה הטכנולוגיה שעוזרת לעיוורים "לראות" ניתן כעת לפנות פנימה ולהביט אל תוך גופך.

צג לב שכזה, בשילוב עם א.ק.ג מסורתי, כמו גם וידאו הפונה כלפי חוץ להקשר, נותן לך צג לב לב המודע להקשר לבריאות ובטיחות אישית.

למידת מכונה יכולה לסייע בחיזוי בעיות לפני שהן מתעוררות.

שלב 6: וריאציה אחרת: מערכת בטיחות אופניים

יישום נוסף הוא מערכת ראייה אחורית לאופניים. הניחו את המתמרים הפונים לאחור על קסדת אופניים.

כאן אנו מבקשים להתעלם מעומס הקרקע ובכלל מכל מה שמתרחק ממך, אך רק "רואה" דברים שמרוויחים עליך.

לשם כך תרצה להשתמש במערכת סונאר מורכבת, כפי שמצוין בתרשים החיווט לעיל.

הזן את היציאות (אמיתיות ודמיוניות) לממיר AtoD דו-ערוצי (אנלוגי לדיגיטלי) וחשב את הטרנספורמציה של פורייה, ולאחר מכן שקול רק את התדרים החיוביים. כשיש רכיבי תדר חיובי חזק יש משהו שמרוויח עליך. זה יכול להפעיל הגדלה של הזנת המצלמה האחורית שלך, כדי למשוך תשומת לב לאובייקטים שמאחוריך הרוויחים אותך.

לקבלת תוצאות טובות יותר, חשב את טרנספורמת הצ'יפלט. אפילו טוב יותר: השתמש ב- Transform Adirapt Chirplet Transform (ACT) והשתמש ברשת העצבית LEM.

ראו פרק 2 בספר הלימוד "עיבוד תמונה חכם", ג'ון ווילי ובניו, 2001.

הפניות נוספות:

wearcam.org/all.pdf

wearcam.org/chirplet.pdf

wearcam.org/chirplet/adaptive_chirplet1991/

wearcam.org/chirplet/adaptive_chirplet1992/…

arxiv.org/pdf/1611.08749.pdf

www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1127523…

שלב 7: וריאציה אחרת: סיוע לראייה בינאורלית לעיוורים

השתמש במגבר הנעילה המורכב לעיל כדי לספק צליל סטריאוסקופי, עם הפלט האמיתי והדמיוני לשני ערוצי האודיו הסטריאו.

בדרך זו תוכל לשמוע את אופיו המורכב של העולם סביבך, שכן השמיעה האנושית מתאימה מאוד לשינויי פאזה קלים, והאם הוא מאוד מיומן בללמוד להבין את השינויים העדינים בין ערוצי הפאזה והריבוע של החזרה לדופלר.