फेस टच अलार्म: 4 चरण (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

हमारे चेहरे को छूना सबसे आम तरीकों में से एक है जिससे हम खुद को कोविड -19 जैसे वायरस से संक्रमित करते हैं। 2015 में एक अकादमिक अध्ययन (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25637115) में पाया गया कि हम प्रति घंटे औसतन 23 बार अपने चेहरे को छूते हैं। मैंने एक कम लागत वाला, कम बिजली वाला उपकरण डिजाइन करने का फैसला किया है जो हर बार आपके चेहरे को छूने के बारे में आपको सचेत करेगा। इस रफ प्रोटोटाइप को बहुत आसानी से परिष्कृत किया जा सकता है और यद्यपि आप इसे पूरे दिन पहनना नहीं चाहते हैं, यह आपको फेस टचिंग को कम करने और इसलिए वायरस के प्रसार को कम करने के लिए प्रशिक्षित करने का एक अच्छा तरीका हो सकता है।

मोशन सेंसिंग के अधिकांश रूप एक्सेलेरोमीटर या इमेज प्रोसेसिंग का उपयोग करते हैं। ये अपेक्षाकृत महंगे हैं, निरंतर बिजली की आवश्यकता होती है और इसलिए अपेक्षाकृत बड़ी बैटरी भी होती है। मैं एक ऐसा उपकरण बनाना चाहता था जो केवल तभी बिजली की खपत करे जब व्यवहार इसे ट्रिगर करे, और जिसे घर पर $ 10 से कम में बनाया जा सके।

डिवाइस में तीन भाग होते हैं। प्रत्येक कलाई पर एक हार और दो छोटे इलास्टिक बैंड। यह इस सिद्धांत का उपयोग करता है कि तार के तार के पास घूमने वाला चुंबक तार में विद्युत प्रवाह उत्पन्न करता है। जब हाथ चेहरे की ओर बढ़ता है, कलाई पर चुम्बक कुंडली के आर-पार एक छोटा वोल्टेज उत्पन्न करता है। इसे बढ़ाया जाता है और यदि यह निश्चित सीमा से अधिक है तो यह एक छोटे बजर पर स्विच करता है।

आपूर्ति

• 100 - 200 मीटर परिनालिका तार। अधिकांश तार बहुत मोटे हैं। सोलेनॉइड तार को वार्निश के बहुत महीन कोट के साथ अछूता किया जाता है ताकि आप अपेक्षाकृत छोटा और हल्का रखते हुए कॉइल में बहुत सारे मोड़ बना सकें। मैंने ३४ AWG का उपयोग किया - जो लगभग ०.१५mm व्यास. है
• केबल संबंध या सेलोटेप
• एक एकल आपूर्ति कम बिजली सेशन-amp। इसे 3V पर संचालित करने में सक्षम होना चाहिए। मैंने माइक्रोचिप MCP601 का इस्तेमाल किया।
• 2 प्रतिरोधक (1M, 2K)
• 2K ट्रिमर रोकनेवाला
• ए 3 - 5 वी पीजो बजर
• कोई भी मूल एनपीएन ट्रांजिस्टर (मैंने 2N3904 का उपयोग किया)
• कुछ बरामदे
• CR2032 (या कोई 3V कॉइन सेल बैटरी)
• 2 छोटे शक्तिशाली चुम्बक
• 2 मोटे रबर बैंड या कुछ संपीड़न समर्थन सामग्री (जैसे संपीड़न मोज़े)

चरण 1: कुंडल को हवा दें

कॉइल को तार का एक निरंतर टुकड़ा होना चाहिए, इसलिए दुर्भाग्य से इसे हार की तरह हुक और अनहुक नहीं किया जा सकता है। इसलिए यह महत्वपूर्ण है कि कॉइल का व्यास इतना बड़ा हो कि आप इसे अपने सिर के ऊपर ले जा सकें। मैं लगभग 23 सेमी (9 इंच) के व्यास के साथ एक गोलाकार पूर्व (एक बेकार कागज की टोकरी) के चारों ओर घाव करता हूं। जितना अधिक मुड़ता है, उतना ही अच्छा होता है। मैंने कितने बनाए, इसकी गिनती खो दी, लेकिन अंत में विद्युत प्रतिरोध का परीक्षण करके मुझे लगता है कि मैं लगभग 150 मोड़ के साथ समाप्त हुआ।

कॉइल को पहले वाले से धीरे से लें, और कॉइल को केबल टाई या टेप से सुरक्षित करें। यह महत्वपूर्ण है कि किसी भी नाजुक सोलनॉइड तार को न तोड़ें क्योंकि इसकी मरम्मत करना लगभग असंभव होगा। जब आपके पास कॉइल सुरक्षित हो जाए, तो तार के दोनों सिरों को खोजें, और प्रत्येक सिरे के अंतिम सेमी (आखिरी आधा इंच) से वार्निश हटा दें। मैंने टांका लगाने वाले लोहे के साथ वार्निश को पिघलाकर ऐसा किया (संलग्न वीडियो देखें)।

सोलनॉइड तार को कैसे उतारें, इस पर वीडियो देखने के लिए यहां क्लिक करें

इन सिरों को आपके डिटेक्टर सर्किट बोर्ड पर नाजुक ढंग से मिलाया जा सकता है। अपने प्रोटोटाइप के लिए मैंने सॉकेट हेडर के साथ अलग-अलग वर्बार्ड के एक छोटे से टुकड़े पर सिरों को मिलाया, ताकि मैं प्रयोग का उपयोग कर सकूं और इसे विभिन्न सर्किट डिजाइनों से जोड़ने के लिए जम्पर केबल का उपयोग कर सकूं।

चरण 2: डिटेक्टर सर्किट बनाएँ

योजनाबद्ध और अंतिम सर्किट ऊपर दिखाए गए हैं।

मैं कॉइल में उत्पन्न बहुत छोटे वोल्टेज को बढ़ाने के लिए एक गैर-इनवर्टिंग कॉन्फ़िगरेशन में एक सेशन amp का उपयोग करता हूं। इस एम्पलीफायर का लाभ R1 और R2 के प्रतिरोधों का अनुपात है। चुंबक का पता लगाने के लिए इसे काफी ऊंचा होना चाहिए जब यह कुंडल के किनारे से लगभग 10 सेमी की गति से अपेक्षाकृत धीमी गति से (लगभग 20-30 सेमी / सेकंड) आगे बढ़ रहा हो, लेकिन यदि आप इसे बहुत संवेदनशील बनाते हैं तो यह अस्थिर हो सकता है और बजर लगातार बजता रहेगा. चूंकि इष्टतम संख्या आपके द्वारा बनाए गए वास्तविक कॉइल और आपके द्वारा उपयोग किए जाने वाले चुंबक पर निर्भर करेगी, मैं आपको एक चर अवरोधक के साथ सर्किट बनाने की सलाह देता हूं जिसे 2K तक के किसी भी मूल्य पर सेट किया जा सकता है। अपने प्रोटोटाइप में मैंने पाया कि लगभग 1.5K के मूल्य ने अच्छा काम किया।

चूंकि कॉइल विभिन्न आवृत्तियों की आवारा रेडियो तरंगों को भी उठाएगी, इसलिए मैंने R1 के पार एक संधारित्र शामिल किया। यह लो पास फिल्टर की तरह काम करता है। कुछ हर्ट्ज से अधिक आवृत्तियों पर इस संधारित्र की प्रतिक्रिया R1 के मान से बहुत कम होती है और इसलिए प्रवर्धन दूर हो जाता है।

चूंकि लाभ इतना अधिक है, op amp का आउटपुट वास्तव में केवल "चालू" (3V) या "बंद" (0V) होगा। प्रारंभ में चूंकि MCP601 20mA का उत्पादन कर सकता है, मैंने सोचा कि यह सीधे पीजो बजर चलाने में सक्षम हो सकता है (इन्हें काम करने के लिए केवल कुछ mA की आवश्यकता होती है)। हालाँकि मैंने पाया कि op amp इसे सीधे चलाने के लिए संघर्ष कर रहा था, शायद बजर की समाई के कारण। मैंने इसे एक एनपीएन ट्रांजिस्टर के लिए एक प्रतिरोधी के माध्यम से आउटपुट के आउटपुट को खिलाकर हल किया जो एक स्विच की तरह कार्य करता है। R3 को यह सुनिश्चित करने के लिए चुना जाता है कि जब Op amp से आउटपुट 3V हो तो ट्रांजिस्टर पूरी तरह से चालू हो। बिजली की खपत को कम करने के लिए आदर्श रूप से यह उतना ही अधिक होना चाहिए जितना आप इसे बना सकते हैं और फिर भी सुनिश्चित करें कि ट्रांजिस्टर चालू है। मैंने यह सुनिश्चित करने के लिए 5K चुना है कि यह सर्किट लगभग किसी भी लोकप्रिय एनपीएन ट्रांजिस्टर के साथ काम करे।

आखिरी चीज जो आपको चाहिए वह है बैटरी। मैं अपने प्रोटोटाइप को 3V कॉइन सेल बैटरी के साथ सफलतापूर्वक चलाने में सक्षम था - लेकिन यह थोड़ा अधिक वोल्टेज पर और भी अधिक संवेदनशील और प्रभावी था और इसलिए यदि आप एक छोटी ली-पॉली बैटरी (3.7V) पा सकते हैं तो मैं इसका उपयोग करने की सलाह दूंगा।

चरण 3: कलाई बैंड बनाएं

यदि प्रत्येक हाथ के पास एक चुंबक पहना जाता है, तो हाथ को चेहरे की ओर उठाने की क्रिया बजर को चालू कर देगी। मैंने लोचदार समर्थन जुर्राब सामग्री के साथ दो कलाई बैंड बनाने का फैसला किया और इनका उपयोग मेरी कलाई पर दो छोटे चुम्बक रखने के लिए किया। आप प्रत्येक हाथ की एक अंगुली पर चुंबकीय वलय के साथ भी प्रयोग कर सकते हैं।

प्रेरित धारा कुंडली के चारों ओर एक दिशा में प्रवाहित होती है जब चुंबक कुंडल के क्षेत्र में प्रवेश करता है और विपरीत दिशा में जब यह निकलता है। चूंकि प्रोटोटाइप सर्किट जानबूझकर सरल है, वर्तमान की केवल एक दिशा बजर को ट्रिगर करेगी। इसलिए जब हाथ हार के पास पहुंचता है या जब वह दूर जाता है तो यह गूंजता है। जाहिर है हम चाहते हैं कि यह चेहरे के रास्ते में बज जाए और हम चुंबक को घुमाकर उत्पन्न धारा की ध्रुवता को बदल सकते हैं। तो प्रयोग करें कि जब हाथ चेहरे के पास आता है तो बजर किस तरह से बजता है और चुंबक को चिह्नित करें ताकि आप इसे सही तरीके से पहनना याद रखें।

चरण 4: परीक्षण

प्रेरित धारा का आकार इस बात से संबंधित है कि कुंडल के पास चुंबकीय क्षेत्र कितनी जल्दी बदलता है। इसलिए इससे दूर की धीमी गति की तुलना में कॉइल के पास तेज गति को पकड़ना आसान है। थोड़े से परीक्षण और त्रुटि के साथ मैं इसे मज़बूती से काम करने में सक्षम था जब मैंने चुंबक को 15 सेमी (6 इंच) की दूरी पर लगभग 30 सेमी/सेकेंड (1 फीट/सेकेंड) पर ले जाया। थोड़ा और ट्यूनिंग इसे दो या तीन के कारक से सुधार देगा।

इस समय यह सब थोड़ा कच्चा है क्योंकि प्रोटोटाइप "छेद के माध्यम से" घटकों का उपयोग करता है, लेकिन सभी इलेक्ट्रॉनिक्स को सतह माउंट घटकों का उपयोग करके आसानी से छोटा किया जा सकता है और सीमित आकार सिर्फ बैटरी होगा।