Slim kussing: 3 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Hierdie instruksie beskryf hoe u 'n slim kussing kan maak wat gevoelig is vir snork!

Die slim kussing maak staat op vibrasie om aan die slaap te dui wanneer hy snork terwyl hy slaap. Dit werk outomaties as 'n persoon sy kop op die kussing sit.

Snork is 'n jammerlike toestand, want dit raak nie net die snorkende persoon nie, maar ook mense wat om hom slaap. Snork word beskou as die grootste mediese rede vir egskeiding in die VSA. Daarbenewens kan slaapapnee 'n wye verskeidenheid gesondheidsprobleme veroorsaak wat verminder kan word deur te verseker dat 'n slaper nie 'n posisie kies wat tot snork lei nie.

In hierdie instruksies sal ons 'n stelsel bou wat klanke kan opspoor en ontleed. As dit 'n snorkgeluid ontleed, sal dit 'n vibrasiemotor aanskakel sodat die slaper wakker word. As die slapende sy kop van die kussing af lig, stop die trillingsmotor. As 'n slaper sy slaapposisie verander, is dit meer geneig om in 'n ander posisie te kom wat snork voorkom.

Stap 1: Kussingstake:

• Die kussing het 'n aanraaksensor, sodat die stelsel outomaties geaktiveer word wanneer die persoon sy kop op die kussing sit en ledig is wanneer hy sy kop omhoog lig.
• As die stelsel 'n snorkgeluid of 'n ander kakofoniese geluid opspoor, word 'n vibrator aangeskakel om die slaper wakker te maak.
• Beskik oor 2 vibrasie -modi wat deur die gebruiker ingestel kan word: deurlopend of polsend. Die stelsel is nuttig vir mense wat aan snork ly. Vir veiligheid kan mense wat aan baie diep slaap ly ook die stelsel gebruik omdat dit deurklokkies, lui telefone of huilende babas kan opspoor.

Ons het hierdie projek geïmplementeer met 'n Silego SLG46620V CMIC, 'n klanksensor, 'n vibrasiemotor, kragwaarnemingsweerstand en 'n paar passiewe komponente.

Die totale aantal komponente vir hierdie ontwerp is redelik minimaal, alhoewel daar nie 'n mikrobeheerder gebruik word nie. Aangesien GreenPAK CMIC goedkoop is en 'n lae kragverbruik het, is dit 'n ideale komponent vir hierdie oplossing. Met hul klein grootte kan hulle maklik in die kussing geïntegreer word sonder om probleme te veroorsaak.

Die meeste projekte wat afhanklik is van klankopsporing, het 'n 'vals sneller', wat nodig is as gevolg van die moontlikheid van foute tussen 'n verskeidenheid sensors. Die sensors wat met hierdie projek verband hou, bespeur bloot 'n vlak van klank; hulle ontdek nie die tipe klank of die aard van die oorsprong daarvan nie. Gevolglik kan 'n vals sneller veroorsaak word deur 'n daad soos klap, klop of ander geraas wat nie met snork verband hou nie en wat deur die sensor opgespoor kan word.

In hierdie projek sal die stelsel die kort geluide wat valse snellersnelheid veroorsaak, ignoreer, daarom bou ons 'n digitale filter wat 'n klanksegment kan opspoor, soos die geluid van snork.

Kyk na die grafiese kromme in figuur 1 wat die geluid van snork voorstel.

Ons kan sien dat dit bestaan uit twee afdelings wat herhaal word en tyd gekorreleer word. Die eerste afdeling bespeur snork; Dit is 'n reeks kort pulse wat 0,5 tot 4 sekondes duur, gevolg deur 'n stilteperiode wat 0,4 tot 4 sekondes duur en agtergrondgeraas kan bevat.

Daarom, om ander geluide uit te filter, moet die stelsel 'n snork -segment, wat langer as 0,5 sekondes duur, opspoor en enige korter klanksegment ignoreer. Om die stelsel meer stabiel te maak, moet 'n teller geïmplementeer word wat die snork segmente tel om die alarm te aktiveer na die opsporing van twee opeenvolgende snork segmente.

In hierdie geval, selfs as 'n geluid langer as 0,5 sekondes duur, sal die stelsel dit filter, tensy dit binne 'n spesifieke tydsraamwerk herhaal word. Op hierdie manier kan ons die geluid wat deur bewegings-, hoes- of selfs kort geraasseine veroorsaak word, filter.

Stap 2: Implementeringsplan

Die ontwerp van hierdie projek bestaan uit twee afdelings; die eerste afdeling is verantwoordelik vir die opsporing van klank en ontleed dit om die geluid van snork op te spoor om die slaper te waarsku.

Die tweede afdeling is 'n raaksensor; dit is verantwoordelik om die stelsel outomaties in staat te stel wanneer 'n persoon sy kop op die kussing sit, en om die stelsel uit te skakel wanneer die slapende sy kop van die kussing af lig.

'N Slim kussing kan baie maklik geïmplementeer word met 'n enkele GreenPAK-konfigureerbare gemengde sein IC (CMIC).

U kan deur alle stappe gaan om te verstaan hoe die GreenPAK -chip geprogrammeer is om die Smart Pillow te beheer. As u egter eenvoudig die Smart Pillow wil skep sonder om die innerlike stroombane te verstaan, laai gratis GreenPAK -sagteware af om die reeds voltooide Smart Pillow GreenPAK -ontwerplêer te sien. Koppel u rekenaar aan die GreenPAK Development Kit en druk op die program om die persoonlike IC te skep om u Smart Pillow te beheer. Sodra die IC geskep is, kan u die volgende stap oorslaan. Die volgende stap bespreek die logika in die Smart Pillow GreenPAK -ontwerplêer vir diegene wat belangstel om te verstaan hoe die stroombaan werk.

Hoe dit werk?

Elke keer as 'n persoon sy kop op die kussing sit, stuur die raaksensor 'n aktiveringssein van Matrix2 na Matrix1 deur P10 om die stroombaan te aktiveer en monsters te neem van die klanksensor.

Die stelsel neem elke 30 ms 'n monster van die klanksensor binne 'n tydperk van 5 ms. Op hierdie manier word energieverbruik bespaar en kort klankpulse word gefiltreer.

As ons 15 opeenvolgende klankmonsters opspoor (geen stilte duur meer as 400 ms tussen enige van die monsters nie), word die gevolgtrekking gemaak dat die klank aanhoudend is. In hierdie geval word die klanksegment as 'n snork -segment beskou. As hierdie aksie herhaal word na 'n stilte, wat langer as 400 ms en minder as 6s duur, sal die vasgelegde geluid as 'n snork beskou word en die slaap word deur vibrasie gewaarsku.

U kan die waarskuwing vir meer as 2 snork -segmente vertraag om die akkuraatheid van die pipedelay0 -opset in die ontwerp te verhoog, maar dit kan die reaksietyd verhoog. Die raam van 6 sekondes moet ook vergroot word.

Stap 3: GreenPAK -ontwerp

Eerste afdeling: Opsporing van snork

Die uitset van die klanksensor word gekoppel aan Pin6, wat as 'n analoog ingang opgestel is. Die sein word van die pen na die ingang van ACMP0 gebring. Die ander invoer van ACMP0 is opgestel as 'n 300mv -verwysing.

Die uitset van ACMP0 word omgekeer en dan gekoppel aan CNT/DLY0, wat as 'n stygende randvertraging met 'n vertraging gelyk aan 400ms gestel word. Die uitset van CNT0 sal hoog wees as die opsporing van stilte langer as 400ms duur. Die uitset is gekoppel aan 'n opkomende detektor, wat 'n kort herstelpuls sal genereer nadat stilte opgemerk is.

CNT5 en CNT6 is verantwoordelik vir die opening van 'n tydhek wat elke 30 ms 5 minute duur om klankmonsters te neem; gedurende hierdie 5 ms as daar 'n klanksein opspoor, gee die uitset van DFF0 'n polsslag aan die toonbank CNT9. CNT9 sal teruggestel word as 'n stilte -opsporing langer as 400 ms duur, en dan begin die telling van klankmonsters weer.

Die uitset van CNT9 is gekoppel aan DFF2, wat as 'n punt gebruik word om 'n snork -segment op te spoor. As 'n snork -segment opgespoor word, draai die uitset van DFF2 na HI om CNT2/Dly2 te aktiveer, wat gekonfigureer is om te werk as 'dalende randvertraging' met 'n vertraging gelyk aan 6 sek.

DFF2 sal herstel word na 'n stilte -opsporing wat langer as 400 ms duur. Dit sal dan weer begin opspoor vir 'n snork -segment.

Die uitset van DFF2 gaan deur Pipedelay, wat via pin9 via LUT1 gekoppel is. Pin9 sal aan die vibrasiemotor gekoppel word.

Die uitset van Pipedelay gaan van laag na hoog oor as dit twee opeenvolgende snork segmente binne die tydspoort vir CNT2 (6 sek) opspoor.

LUT3 word gebruik om die Pipedelay terug te stel, so die uitset sal laag wees as die slapende persoon sy kop van die kussing af lig. In hierdie geval is die tydhek van CNT2 klaar voordat twee opeenvolgende snork segmente opgespoor word.

Pin3 is as 'n invoer gekonfigureer en is gekoppel aan 'n "vibrasie modus knoppie". Die sein wat vanaf pin3 kom, gaan deur DFF4 en DFF5 stel die vibrasiepatroon in na een van twee patrone: mode1 en mode2. In die geval van modus 1: as snork opgespoor word, word 'n deurlopende sein na die vibrasiemotor gestuur, wat beteken dat die motor aanhoudend loop.

In die geval van mode2: as snork opgespoor word, word die trillingsmotor gepols met die tydsberekening van die CNT6 -uitset.

As die uitset van DFF5 hoog is, sal modus1 geaktiveer word. As dit laag is (modus 2), is die uitset van DFF4 hoog, en die uitset van CNT6 sal op pin9 tot en met LUT1 verskyn.

Gevoeligheid vir die klanksensor word beheer deur 'n potensiometer wat in die module gestel is. Die sensor moet vir die eerste keer met die hand geïnitialiseer word om die vereiste sensitiwiteit te verkry.

PIN10 is gekoppel aan die uitset van ACMP0, wat ekstern aan 'n LED gekoppel is. As die klanksensor gekalibreer is, moet die uitset van pin10 redelik laag wees, wat beteken dat daar geen flikkering is op die eksterne LED wat met die topin10 verbind is nie. Op hierdie manier kan ons waarborg dat die spanning wat in stilte deur die klanksensor opgewek word, nie die 300mv ACMP0 -drempel oorskry nie.

As u 'n ander alarm benewens vibrasie nodig het, kan u 'n zoemer aan pin9 koppel sodat 'n klankalarm ook geaktiveer word.

Tweede afdeling: Raaksensor

Die aanraaksensor wat ons gebou het, gebruik Force-sensing resistor (FSR). Kragwaarnemende weerstande bestaan uit 'n geleidende polimeer wat weerstand op 'n voorspelbare wyse verander na aanbring van krag op die oppervlak daarvan. Die waarnemingsfilm bestaan uit beide elektries geleidende en nie-geleidende deeltjies wat in 'n matriks gesuspendeer is. Deur 'n krag op die oppervlak van die waarnemingsfilm uit te oefen, word deeltjies aan die geleidende elektrodes geraak, wat die weerstand van die film verander. FSR kom in verskillende groottes en vorms (sirkel en vierkant).

Die weerstand oorskry 1 MΩ sonder toegepaste druk en wissel van ongeveer 100 kΩ tot 'n paar honderd ohm, aangesien die druk wissel van lig tot swaar. In ons projek sal FSR gebruik word as 'n koptouch -sensor en dit is in die kussing geleë. Die gemiddelde gewig van die mens is tussen 4,5 en 5 kg. As die gebruiker sy kop op die kussing sit, word 'n krag op die FSR toegepas en die weerstand daarvan verander. GPAK bespeur hierdie verandering en die stelsel is geaktiveer.

Die manier om 'n weerstandsensor aan te sluit, is deur die een kant aan Power te koppel en die ander aan 'n aftrekweerstand op die aarde. Dan word die punt tussen die vaste aftrekweerstand en die veranderlike FSR -weerstand gekoppel aan die analoog ingang van 'n GPAK (Pin12) soos getoon in figuur 7. Die sein sal van die pen na die ingang van ACMP1 gebring word. Die ander ingang van ACMP1 is gekoppel aan 'n 1200mv verwysingsinstelling. Die vergelykingsresultaat word in DFF6 gestoor. As 'n aanraking met die kop bespeur word, draai die uitset van DFF2 na HI om CNT2/Dly2 te aktiveer, wat gekonfigureer is om te werk as 'dalende randvertraging' met 'n vertraging gelykstaande aan 1,5 sek. In hierdie geval, as die slaper van kant tot kant beweeg of draai en die FSR minder as 1,5 sekonde onderbreek word, is die stelsel steeds geaktiveer en vind daar geen herstel plaas nie. CNT7 en CNT8 word gebruik om FSR en ACMP1 elke 1 sekonde vir 50 mS in staat te stel om die kragverbruik te verminder.

Afsluiting

In hierdie projek het ons 'n slim kussing gemaak wat gebruik word om snork op te spoor om die slapende persoon deur vibrasie te waarsku.

Ons het ook 'n aanraaksensor gemaak met behulp van FSR om die stelsel outomaties te aktiveer tydens die gebruik van die kussing. 'N Verdere verbeteringsopsie kan wees om in parallelle FSR's te ontwerp om kussings van groter grootte te akkommodeer. Ons het ook digitale filters gemaak om die voorkoms van vals alarms te verminder.