Miniatiūrinis nešiojamas užrakto stiprintuvas (ir nešiojamų daiktų sonaro sistema ir kt.): 7 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Sukurkite miniatiūrinį nebrangų užrakto stiprintuvą, kurį galima įterpti į akinių rėmus, ir sukurkite aklųjų matymo sistemą akliesiems, arba paprastą ultragarso aparatą, kuris nuolat stebi jūsų širdį ir naudoja žmogaus ir mašinos mokymąsi, kad įspėtų apie problemas, kol atsitikti.

Užrakinamasis stiprintuvas yra stiprintuvas, galintis užrakinti tam tikrą signalą (atskaitos įvestį), ignoruojant visa kita. Pasaulyje, kuriame nuolat bombarduojamas triukšmas ir blaškymasis, gebėjimas į kažką nekreipti dėmesio (t. Y. Ignoravimas) yra vertingas turtas.

Geriausias stiprintuvas, sukurtas per visą žmonijos istoriją, yra PAR124A, pagamintas 1961 m., Ir nors daugelis bandė pranokti ar prilyginti jo našumui, nė vienam nepavyko [https://wearcam.org/BigDataBigLies.pdf].

Užrakinimo stiprintuvai yra būtini sonarui, radarui, lidarui ir daugeliui kitų jutimo būdų, o geri paprastai kainuoja apie 10 000–50 000 USD, atsižvelgiant į specifikacijas ir pan.

S. Mannas, Stanfordo universiteto Elektros inžinerijos katedra, 2017 m.

Cite Mann, Lu, Werner, IEEE GEM2018 p. 63–70

1 žingsnis: Gaukite komponentus

„WearTech“nešiojamų kompiuterių studentų klubas Toronto universitete dosniai padovanojo dalių rinkinį kiekvienam studentui, įstojusiam į ECE516.

Galite prisijungti prie „WearTech“ir gauti dalių rinkinį, arba galite nusipirkti dalių iš „Digikey“.

Sąmata:

• Signalų generatorius (kurį vis tiek turėsite iš 1 laboratorijos ir iš pradžių jums nereikės viso kompleksinio signalų generatoriaus, t.
• LM567 arba NE567 tonų dekoderis (8 kontaktų lustas);
• R_T = viršutinis atskaitos įėjimo įtampos daliklio rezistorius: apytiksl. 5340 omų;
• R_B = apatinis atskaitos įėjimo įtampos daliklio rezistorius: apytiksliai. 4660 omų;
• R_L = apkrovos rezistorius išėjimui (3 kaištis): maždaug. 9212 omų;
• Trys kondensatoriai (jungiamieji kondensatoriai atskaitos ir signalo įėjimui, taip pat žemo dažnio filtro kondensatorius išėjime);
• Pasirenkami jungikliai;
• Išvesties stiprintuvas, pvz., TL974 (taip pat galite naudoti pakankamai jautrų garso stiprintuvą arba ausinių stiprintuvą su pakankamai aukšta įėjimo varža, kad nebūtų perkrautas išvesties filtro kondensatorius);
• Kiti įvairūs komponentai;
• Duonos plokštė arba kita plokštė komponentams surinkti.

Be to, norėdami padaryti kažką naudingo su užrakinimo stiprintuvu, norėsite įsigyti:

• Ultragarsiniai keitikliai (antras kiekis);
• Garso ausinės arba garsiakalbių sistema;
• Kompiuterinė sistema arba procesorius arba mikrovaldiklis (iš 1 laboratorijos), skirtas mašininio mokymosi daliai.

R_T, R._Bir R._L yra santykinai kritinės, t. y. vertės, kurias kruopščiai atrinkome eksperimentuodami.

2 žingsnis: prijunkite komponentus

Prijunkite komponentus pagal pateiktą schemą.

Diagrama yra puikus derinys tarp schemos schemos ir elektros instaliacijos schemos, t. Y. Ji rodo grandinės išdėstymą ir grandinės prijungimą.

Kai kurie 567 tonų dekoderio naudojimo būdai buvo laikomi kūrybingu nukrypimu nuo įprasto įprasto naudojimo. Paprastai kaištis 8 yra išvesties kaištis, tačiau mes to visai nenaudojame. Paprastai prietaisas aptinka toną ir aptikus toną įjungia šviesą ar kitą elementą.

Čia mes jį naudojame visiškai kitaip, nei buvo numatyta naudoti.

Vietoj to, mes imame išvestį 1 kaiščiu, kuris yra „fazių detektoriaus“išėjimas. Mes išnaudojame tai, kad „fazių detektorius“yra tiesiog daugiklis.

Be to, 6 kaištis paprastai naudojamas kaip laiko kondensatoriaus jungtis.

Vietoj to, kūrybiškai, mes naudojame 6 kaištį kaip atskaitos įvestį, kad 567 mikroschema būtų naudojama kaip užrakto stiprintuvas. Tai leidžia mums pasiekti daugiklį ties vienu iš jo įėjimų.

Norėdami gauti maksimalų jautrumą atskaitos įvestims, mes nustatėme, kad jei mes nukreipiame šį kaištį į 46,6% tiekimo bėgio ir talpiai sujungiame, mes gauname geriausius rezultatus. Taip pat galite pabandyti tiekti atskaitos signalą tiesiai į jį, kaip rodo jungiklis (galite tiesiog naudoti jungiamąjį laidą savo duonos lentoje, o ne jungiklį).

Vienintelis įvesties/išvesties kaištis, kurį mes naudojame įprastai (t. Y. Taip, kaip jis buvo skirtas naudoti), yra 3 kaištis, kuris turėtų būti naudojamas kaip įvestis, kurį mes iš tikrųjų naudojame kaip įvestį!

3 žingsnis: Gerai panaudokite užrakinimo stiprintuvą: aklųjų regėjimo pagalba

Mes norime naudoti užrakto stiprintuvą, kad sukurtume regėjimo pagalbą (regėjimo priemonę) akliesiems.

Idėja yra ta, kad mes jį naudojame sonarui, kad sukurtume Doplerio sonaro jutimo sistemą.

Nors sonaro jutiklį galite įsigyti kaip „Arduino“priedą, mes pasirenkame sukurti sistemą patys pagal pirmuosius šios instrukcijos principus dėl šių priežasčių:

1. Studentai išmoks pagrindų, kai patys kurs daiktus;
2. Tai suteikia jums tiesioginę prieigą prie neapdorotų signalų tolesniems tyrimams ir plėtrai;
3. Sistema reaguoja daug greičiau ir akimirksniu, palyginti su iš anksto supakuotomis sistemomis, kurios tik pateikia suvestinę informaciją gana ilgai (vėluoja).

Sumontuokite du ultragarso daviklius ant laisvų rankų įrangos (ausinių), nukreipę į priekį. Mums patinka juos įdėti iš abiejų pusių, kad galva apsaugotų siųstuvą nuo tiesioginio signalo iš imtuvo.

Prijunkite juos prie užrakto stiprintuvo pagal pateiktą schemą.

Prijunkite stiprintuvo išvestį prie laisvų rankų įrangos. „Extra Bass“tipo laisvų rankų įranga veikia geriausiai, nes dažnio atsakas tęsiasi iki žemiausių dažnių.

Dabar galėsite išgirsti kambaryje esančius objektus ir sudaryti psichinį vizualų judančių kambario objektų žemėlapį.

4 žingsnis: žmogaus ir mašinos mokymasis

„Dirbtinio intelekto tėvas“Marvinas Minsky (jis sugalvojo visą mašinų mokymosi sritį) kartu su Ray Kurzweil („Google“inžinerijos direktoriumi) ir aš parašėme straipsnį „IEEE ISTAS 2013“(Minsky, Kurzweil, Mann, Pažangaus stebėjimo visuomenė “, 2013) apie naujo tipo mašinų mokymąsi, vadinamą humanistiniu intelektu.

Tai atsiranda dėl mašininio mokymosi naudojant nešiojamas technologijas, t. Y. „HuMachine Learning“, kai jutikliai tampa tikru proto ir kūno pratęsimu.

Pabandykite paimti Doplerio sonaro grąžinimus ir pateikti juos į kompiuterinės sistemos analoginę įvestį bei paleisti kompiuterinį mokymąsi naudojant šiuos duomenis.

Taip mes žengsime žingsnį arčiau Simono Haykino vizijos apie radarą ar sonaro sistemą, galinčią pažinti.

Apsvarstykite galimybę naudoti LEM (prisijungimo lūkesčių maksimizavimo) neuroninį tinklą.

Žiūrėkite

Štai keletas papildomų dokumentų apie mašinų mokymąsi ir „chirplet“transformaciją:

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 žingsnis: kiti variantai: širdies monitorius

Pirmoji mirties priežastis yra širdies liga, ir mes galime sukurti nešiojamą sistemą, kuri padėtų tai išspręsti. Naudokite du hidrofonus ar geofonus, kad „pamatytumėte“savo širdį. Tą pačią technologiją, kuri padeda akliesiems „matyti“, dabar galima pasukti į vidų, kad pažvelgtumėte į savo kūną.

Toks širdies monitorius kartu su tradicine EKG ir į išorę nukreiptu vaizdo įrašu suteikia jums nešiojamą kontekstinį širdies monitorių, skirtą asmens sveikatai ir saugai.

Mašinų mokymasis gali padėti numatyti problemas prieš joms atsirandant.

6 žingsnis: Kitas variantas: dviračių saugos sistema

Kita programa yra dviračio galinio matymo sistema. Ant dviračio šalmo uždėkite keitiklius, nukreiptus atgal.

Čia mes norime nekreipti dėmesio į žemės netvarką ir apskritai viską, kas nutolsta nuo jūsų, bet tik „pamatyti“, kas jus įgauna.

Šiuo tikslu norėsite naudoti sudėtingą sonarų sistemą, kaip nurodyta aukščiau esančioje elektros instaliacijos schemoje.

Įveskite išėjimus (tikrus ir įsivaizduojamus) į 2 kanalų AtoD (analoginį į skaitmeninį) keitiklį ir apskaičiuokite Furjė transformaciją, tada atsižvelkite tik į teigiamus dažnius. Kai yra stiprių teigiamų dažnių komponentų, kažkas jums padeda. Tai gali suaktyvinti galinio fotoaparato kanalo padidinimą, kad atkreiptumėte dėmesį į už nugaros esančius objektus, kurie jus stiprina.

Norėdami gauti geresnių rezultatų, apskaičiuokite „chirplet“transformaciją. Dar geriau: naudokite prisitaikančią „Chirplet Transform“(ACT) ir LEM neuronų tinklą.

Žr. Vadovėlio „Pažangus vaizdo apdorojimas“2 skyrių, John Wiley ir Sons, 2001 m.

Papildomos nuorodos:

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 žingsnis: Kitas variantas: binauralinė regėjimo pagalba akliesiems

Naudokite aukščiau nurodytą sudėtingą užrakto stiprintuvą, kad gautumėte stereoskopinį garsą su tikrais ir įsivaizduojamais išėjimais į du stereo garso kanalus.

Tokiu būdu galite išgirsti sudėtingą jus supančio pasaulio prigimtį, nes žmogaus klausa labai prisitaiko prie nedidelių fazės pokyčių, ir ar tai labai gerai mokosi suprasti subtilius pokyčius tarp Doplerio grįžimo fazių ir kvadratūros kanalų.