Miniatyura taqiladigan qulflangan kuchaytirgich (va kiyiladigan kiyimlar uchun Sonar tizimi va boshqalar): 7 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Ko'zoynak ramkalariga o'rnatiladigan va ko'rlar uchun sonar ko'rish tizimini yaratish uchun miniatyurali arzon narxdagi qulflash kuchaytirgichini yoki sizning yuragingizni doimiy ravishda kuzatib boradigan va inson muammolarini ogohlantirish uchun Odam-Mashinadan foydalanadigan oddiy ultratovushli mashinani yarating. sodir bo'lmoq.

Qulflangan kuchaytirgich-bu hamma narsani e'tiborsiz qoldirib, ma'lum bir signalga (mos yozuvlar kiritishiga) kira oladigan kuchaytirgich. Shovqin va chalg'itish bilan doimo bombardimon qilinadigan dunyoda, biror narsaga e'tibor bermaslik qobiliyati (ya'ni, bilmaslik) qimmatli boylikdir.

Butun insoniyat tarixida qurilgan eng yaxshi kuchaytirgich 1961 yilda ishlab chiqarilgan PAR124A bo'lib, ko'pchilik uning ishlashidan ustun bo'lishga harakat qilgan bo'lsa -da, hech kim muvaffaqiyat qozonmagan [https://wearcam.org/BigDataBigLies.pdf].

Qulflangan kuchaytirgichlar sonar, radar, lidar va boshqa ko'plab sezish turlarining asosi hisoblanadi, va yaxshisi texnik xususiyatlarga va boshqalarga qarab odatda 10 000 dan 50 000 $ gacha turadi.

S. Mann, Stenford universiteti, elektrotexnika kafedrasi, 2017.

Cite Mann, Lu, Verner, IEEE GEM2018, 63-70-betlar

1 -qadam: Komponentlarni oling

Toronto Universitetining WearTech taqiladigan kompyuter talabalar klubi ECE516da ro'yxatdan o'tgan har bir talabaga saxiylik bilan ehtiyot qismlar to'plamini sovg'a qildi.

Siz WearTech -ga qo'shilib, ehtiyot qismlar to'plamini olishingiz yoki boshqa qismlarni Digikey -dan sotib olishingiz mumkin.

Materiallar hisobi:

• Signal generatori (siz hali ham 1-laboratoriyada bo'lasiz va dastlab sizga to'liq kompleks signal generatoriga ehtiyoj qolmaydi, ya'ni ushbu laboratoriyaning birinchi qismi uchun haqiqiy mos keladigan signal generatori mos keladi);
• LM567 yoki NE567 ohangli dekoder (8-pinli chip);
• R_T = mos yozuvlar kirish kuchlanish taqsimlagichining yuqori qarshiligi: taxminan. 5340 ohm;
• R_B = mos yozuvlar kirish kuchlanish taqsimlagichining pastki qarshiligi: taxminan. 4660 ohm;
• R_L = chiqish uchun yuk qarshiligi (3 -pin): taxminan. 9212 ohm;
• Uchta kondansatör (mos yozuvlar va signal kiritish uchun birlashtiruvchi kondansatörler, shuningdek chiqishdagi past o'tkazgichli filtrli kondansatör);
• Ixtiyoriy kalitlar;
• TL974 kabi chiqish kuchaytirgichi (shuningdek, chiqish filtri kondansatkichini ortiqcha yuklamaslik uchun etarli darajada yuqori kirish empedansiga ega bo'lgan etarlicha sezgir ovoz kuchaytirgichi yoki eshitish vositasi kuchaytirgichidan ham foydalanishingiz mumkin);
• Boshqa komponentlar;
• Komponentlarni yig'ish uchun non paneli yoki boshqa elektron platalar.

Bundan tashqari, qulflash kuchaytirgichi bilan foydali ish qilish uchun siz quyidagilarni olishingiz kerak bo'ladi:

• Ultrasonik transduserlar (ikkita miqdor);
• Audio eshitish vositasi yoki karnay tizimi;
• Mashinani o'rganish qismi uchun kompyuter tizimi yoki protsessor yoki mikrokontroller (1 -laboratoriyadan).

R_T, R_Bva R._L nisbatan tanqidiy, ya'ni biz sinab ko'rish orqali sinchkovlik bilan tanlagan qadriyatlar.

2 -qadam: Komponentlarni ulash

Ko'rsatilgan sxema bo'yicha komponentlarni ulang.

Diagramma sxemasi va simi diagrammasi o'rtasidagi yaxshi kombinatsiyadir, ya'ni sxemaning sxemasini, shuningdek, kontaktlarning zanglashini ko'rsatadi.

Ba'zilar 567 tonna dekoderidan qanday foydalanish odatiy foydalanishdan ijodiy chekinish deb hisoblashgan. Odatda 8 -pin - bu chiqish pimi, lekin biz uni umuman ishlatmaymiz. Odatda qurilma ohangni aniqlaydi va ohang aniqlanganda chiroqni yoki boshqa narsani yoqadi.

Bu erda biz uni ishlatishdan butunlay boshqacha tarzda foydalanmoqdamiz.

Buning o'rniga, biz "Faza detektori" ning chiqishi bo'lgan 1 -chi pinni olamiz. Biz "faza aniqlagichi" shunchaki ko'paytuvchi ekanligini ishlatamiz.

Bundan tashqari, pin 6 odatda kondansatör vaqtini ulash uchun ishlatiladi.

Buning o'rniga, biz ijodiy ravishda 567 chipini qulflangan kuchaytirgich sifatida ishlatish uchun mos yozuvlar sifatida 6-pindan foydalanamiz. Bu bizga multiplikatorga uning kirishlaridan birida kirish imkonini beradi.

Yo'naltiruvchi kirishga maksimal sezuvchanlik olish uchun, agar biz bu pinni besleme temir yo'lining 46,6% ga egib, sig'im bilan bog'lasak, biz eng yaxshi natijalarga erishamiz. Siz shuningdek, kalit ko'rsatganidek, mos yozuvlar signalini to'g'ridan -to'g'ri uzatishga harakat qilishingiz mumkin (kalit o'rniga non panelidagi o'tish simini ishlatishingiz mumkin).

Biz odatdagidek ishlatadigan yagona kirish/chiqish pimi (ya'ni, qanday ishlatilgan bo'lsa), kirish sifatida ishlatilishi kerak bo'lgan 3 -pin, biz haqiqatan ham kirish sifatida ishlatamiz!

3-qadam: Qulflangan kuchaytirgichni yaxshi ishlating: ko'rlar uchun ko'rishga yordam

Ko'zi ojizlar uchun ko'rish apparati (ko'rish apparati) yaratish uchun qulflangan kuchaytirgichdan foydalanmoqchimiz.

Gap shundaki, biz uni Doppler sonar sezgich tizimini yaratish uchun sonar uchun ishlatamiz.

Agar siz sonar sensorini Arduino qo'shimchasi sifatida sotib olishingiz mumkin bo'lsa -da, biz quyidagi ko'rsatmalarga ko'ra ushbu qo'llanmada birinchi tamoyillardan kelib chiqib tizimni qurishni tanlaymiz:

1. O'quvchilar narsalarni o'zlari qurganlarida, asoslarni o'rganadilar;
2. Bu sizga keyingi tadqiqotlar va ishlab chiqish uchun xom signallarga to'g'ridan -to'g'ri kirish imkonini beradi;
3. Oldindan qadoqlangan tizimlar bilan taqqoslaganda, tizim ancha sezgir va bir zumda ishlaydi, ular faqat yig'ilgan ma'lumotlarni biroz kechikish (kechikish) bilan hisobot beradi.

Ikkita ultratovush o'tkazgichni eshitish vositasiga (minigarnituraga) oldinga qarating. Biz ularni ikkala tomonga qo'yishni yaxshi ko'ramiz, shunda bosh uzatgichni qabul qiluvchining to'g'ridan -to'g'ri signalidan himoya qiladi.

Ularni ko'rsatilgan sxema bo'yicha qulflangan kuchaytirgichga ulang.

Kuchaytirgichning chiqishini eshitish vositasiga ulang. "Extra Bass" eshitish vositasi eng yaxshi ishlaydi, chunki chastotali javob past chastotalargacha cho'zilgan.

Endi siz xonadagi narsalarni eshita olasiz va xona ob'ektlarining harakatlanuvchi vizual xaritasini tuzasiz.

4-qadam: Inson-mashinani o'rganish

"AIning otasi" Marvin Minskiy (u mashinani o'rganishning butun sohasini ixtiro qilgan), Rey Kurtsvayl (Google muhandislik direktori) va men bilan birgalikda IEEE ISTAS 2013 (Minskiy, Kurtsvayl, Mann) da maqola yozgan. Aqlli tafovutlar jamiyati ", 2013)" Gumanistik razvedka "deb nomlangan mashinasozlikning yangi turi.

Bu taqiladigan texnologiyalarni, ya'ni "HuMachine Learning" ni o'rganish orqali paydo bo'ladi, bunda sensorlar aql va tananing haqiqiy kengayishiga aylanadi.

Doppler sonar qaytarilishini qabul qilib, ularni kompyuter tizimining analog kirishiga etkazib berishga harakat qiling va bu ma'lumotlarga mashinani o'rganing.

Bu bizni Simon Xaykinning bilish qobiliyatiga ega radar yoki sonar tizimi haqidagi tasavvuriga bir qadam yaqinlashtiradi.

LEM (Logon Expectation Maximization) neyron tarmog'idan foydalanishni o'ylab ko'ring.

Qarang:

Bu erda mashinani o'rganish va chirpletni o'zgartirish bo'yicha qo'shimcha hujjatlar:

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…

5 -qadam: Boshqa variantlar: Yurak monitori

O'limning birinchi sababi yurak xastaligidir va biz bu muammoni hal qilishga yordam beradigan taqiladigan tizimni yaratishimiz mumkin. O'z qalbingizni "ko'rish" uchun ikkita gidrofon yoki geofondan foydalaning. Ko'zi ojizlarga "ko'rishga" yordam beradigan xuddi shu texnologiya endi ichkariga burilib, o'z tanangizga qarashga yordam beradi.

Bunday yurak monitori, an'anaviy EKG va kontekst uchun tashqariga qaragan video bilan birgalikda sizga shaxsiy sog'liq va xavfsizlik uchun taqiladigan taqinchoqli yurak monitorini beradi.

Mashinani o'rganish muammolarni paydo bo'lishidan oldin bashorat qilishga yordam beradi.

6 -qadam: Boshqa variant: Velosiped xavfsizligi tizimi

Yana bir ilova-velosiped uchun orqadan ko'rish tizimi. Transduserlarni velosiped dubulg'asiga orqaga qaragan holda joylashtiring.

Bu erda biz er yuzidagi tartibsizliklar va umuman sizdan uzoqlashayotgan hamma narsani e'tiborsiz qoldirishni xohlaymiz, lekin faqat siz yutayotgan narsalarni "ko'rasiz".

Buning uchun siz yuqoridagi simlar sxemasida ko'rsatilgan murakkab sonar tizimidan foydalanishni xohlaysiz.

Chiqishlarni (haqiqiy va xayoliy) 2 kanalli AtoD (analogdan raqamli) konvertorga o'tkazing va Fourier konvertatsiyasini hisoblang, so'ng faqat ijobiy chastotalarni hisobga oling. Ijobiy chastotali komponentlar mavjud bo'lganda, siz nimanidir qo'lga kiritasiz. Bu sizning orqangizdagi narsalarga e'tiborni jalb qilish uchun orqa kameraning uzatilishini faollashtirishi mumkin.

Yaxshi natijalarga erishish uchun chirplet tranformini hisoblang. Bundan ham yaxshiroq: moslashuvchan Chirplet Transform (ACT) dan foydalaning va LEM neyron tarmog'idan foydalaning.

"Vizual tasvirni qayta ishlash" darsligining 2 -bobiga qarang, Jon Vili va Sons, 2001.

Qo'shimcha ma'lumotnomalar:

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…

7 -qadam: Boshqa xilma -xillik: Ko'zi ojizlar uchun binaural ko'rish yordami

Ovozning ikkita stereo kanaliga haqiqiy va xayoliy chiqishlar bilan stereoskopik tovushni ta'minlash uchun yuqoridagi murakkab qiymatli qulflash kuchaytirgichidan foydalaning.

Shunday qilib, siz atrofingizdagi dunyoning murakkab tabiatini eshitishingiz mumkin, chunki insonning eshitish qobiliyati fazali o'zgarishlarga juda mos keladi va bu Doppler qaytishining fazali va to'rtburchaklar kanallari orasidagi nozik o'zgarishlarni tushunishni o'rganishda juda mahoratli.