Миниатюралық киюге болатын құлыптау күшейткіші (және киінетін бұйымдарға арналған Sonar жүйесі, т.б.): 7 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Көзілдірік жақтауларына кіріктірілетін миниатюралық арзан құлыптау күшейткішін жасаңыз, соқырлар үшін дыбыстық көру жүйесін немесе қарапайым ультрадыбыстық құрылғыны жасаңыз, ол сіздің жүрегіңізді үнемі бақылап отырады және адам-машиналық оқытуды қолданып, проблемалар туралы ескертеді. болу.

Құлыпталатын күшейткіш-бұл басқа сигналдарды қабылдамай, белгілі бір сигналға (анықтамалық кіріс) қосыла алатын күшейткіш. Шуды және алаңдаушылықты үнемі бомбалайтын әлемде, бір нәрсені елемеу қабілеті (яғни, білмеу)-құндылық.

Адамзат тарихындағы ең жақсы күшейткіш - бұл 1961 жылы шығарылған PAR124A, және оның өнімділігінен асып түсуге тырысқандардың көпшілігі табысқа жете алмады [https://wearcam.org/BigDataBigLies.pdf].

Бекіткіш күшейткіштер сонар, радиолокатор, лидар және басқа да көптеген сезу түрлерінің негізі болып табылады, ал жақсылары техникалық сипаттамаларға және т.б байланысты әдетте 10 000 доллардан 50 000 долларға дейін тұрады.

С. Манн, Стэнфорд университеті, электротехника кафедрасы, 2017 ж.

Cite Mann, Lu, Werner, IEEE GEM2018 63-70 бб

1 -қадам: Компоненттерді алыңыз

Торонто университетінің WearTech киюге болатын студенттік клубы ECE516 -да оқитын әрбір студентке бөлшектер жинағын сыйға тартты.

Сіз WearTech -ке қосыла аласыз және бөлшектер жиынтығын ала аласыз, немесе басқа бөлшектерді Digikey -ден сатып ала аласыз.

Материалдық есеп:

• Сигнал генераторы (сізде әлі де 1-зертханадан болады және бастапқыда сізге сигналдың толық генераторы қажет болмайды, яғни осы зертхананың бірінші бөлігінде кез келген сәйкес бағалы сигнал генераторы қажет болады);
• LM567 немесе NE567 тонды декодер (8 істікшелі чип);
• R_Т. = эталондық кіріс кернеу бөлгішінің жоғарғы резисторы: шамамен. 5340 Ом;
• R_B = эталондық кіріс кернеу бөлгішінің төменгі резисторы: шамамен. 4660 Ом;
• R_L = шығу үшін жүктеме резисторы (түйреуіш 3): шамамен. 9212 Ом;
• Үш конденсатор (анықтамалық және сигналдық кіруге арналған муфталық конденсаторлар, сондай -ақ шығудағы төмен өткізгішті фильтрлі конденсатор);
• Қосымша қосқыштар;
• TL974 сияқты шығыс күшейткіші (шығыс сүзгісінің конденсаторын шамадан тыс жүктемеу үшін жеткілікті жоғары импедансқа ие жеткілікті сезімтал аудио күшейткішті немесе құлаққапты күшейткішті қолдануға болады);
• Басқа компоненттер;
• Нан тақтасы немесе компоненттерді жинауға арналған басқа плата.

Қосымша, құлыптау күшейткішімен пайдалы нәрсе жасау үшін сіз мыналарды алғыңыз келеді:

• Ультрадыбыстық түрлендіргіштер (екі саны);
• Дыбыстық гарнитура немесе динамик жүйесі;
• Машиналық оқыту бөлігіне арналған компьютерлік жүйе немесе процессор немесе микроконтроллер (1 -зертханадан).

R_Т., Р_B, және Р_L салыстырмалы түрде маңызды, яғни біз эксперимент арқылы мұқият таңдаған құндылықтар.

2 -қадам: Компоненттерді қосыңыз

Көрсетілген схемаға сәйкес компоненттерді қосыңыз.

Диаграмма - бұл схема мен сымдар схемасы арасындағы жақсы үйлесім, яғни схеманың орналасуын, сондай -ақ тізбектің қалай қосылғанын көрсетеді.

Кейбіреулер 567 тонды декодердің қолданылу әдісін әдеттегі қолданудан шығармашылық ауытқу деп санайды. Әдетте Pin 8 шығыс түйреуіш болып табылады, бірақ біз оны мүлде қолданбаймыз. Әдетте құрылғы дыбысты анықтайды және дыбыс анықталған кезде жарықты немесе басқа элементті қосады.

Міне, біз оны қолдану жолынан мүлде өзгеше түрде қолданамыз.

Оның орнына біз «Фазалық детектордың» шығысы болып табылатын түйреуіш 1 -дегі өнімді аламыз. Біз «фазалық детектордың» жай мультипликатор екенін пайдаланамыз.

Сонымен қатар, пин 6 әдетте конденсатордың қосылымы ретінде қолданылады.

Оның орнына, біз шығармашылықпен 567 чипін құлыпталатын күшейткіш ретінде пайдалану үшін сілтеме ретінде Pin 6-ды қолданамыз. Бұл мультипликаторға оның кірістерінің бірінде қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Анықтамалық кірістерге максималды сезімталдыққа қол жеткізу үшін, егер біз осы түйреуішті жеткізу рельсінің 46,6% -ына бұрып, сыйымдылықпен қоссақ, біз ең жақсы нәтижеге қол жеткізетінімізді анықтадық. Сондай -ақ, қосқыш көрсеткендей, сілтеме сигналын оған беруге тырысуға болады (коммутатордың орнына нан тақтасындағы қосқыш сымды қолдануға болады).

Біз әдеттегідей қолданатын жалғыз кіріс/шығыс түйреуіші (яғни оны қолдану әдісі) 3 -ші PIN болып табылады, оны біз кіріс ретінде қолданамыз, оны біз кіріс ретінде қолданамыз!

3-қадам: Бекіткіш күшейткішті жақсы пайдалануға қойыңыз: зағиптарға арналған көруге көмек

Біз соқырларға арналған көру аппаратын (көру құралын) жасау үшін құлыпталатын күшейткішті қолданғымыз келеді.

Мұндағы идея - біз оны сонар үшін, доплерлік дыбысты сезу жүйесін құру үшін қолданамыз.

Сіз Sonar датчигін Arduino қондырмасы ретінде сатып ала алатын болсаңыз да, біз келесі себептерге байланысты осы Нұсқаулықтағы бірінші қағидалардан жүйені өзіміз құруды таңдаймыз:

1. Оқушылар заттарды өздері құрастырған кезде негіздерді үйренеді;
2. Бұл сізге әрі қарайғы зерттеулер мен әзірлемелер үшін шикі сигналдарға тікелей қол жеткізуге мүмкіндік береді;
3. Жиынтық ақпаратты біршама кідіріспен (кідіріспен) ғана жеткізетін алдын ала оралған жүйелермен салыстырғанда, жүйе әлдеқайда жылдам және лезде жұмыс істейді.

Екі ультрадыбыстық түрлендіргішті гарнитураға (құлаққапқа) алға қаратып орнатыңыз. Біз оларды қабылдағыштың тікелей сигналынан басы таратқышты қорғайтын етіп екі жағына қоюды ұнатамыз.

Оларды берілген схемаға сәйкес құлыптау күшейткішіне қосыңыз.

Күшейткіштің шығысын гарнитураға қосыңыз. «Extra Bass» гарнитурасы жақсы жұмыс істейді, өйткені жиілікке жауап беру жиіліктің ең төменгі деңгейіне дейін созылады.

Енді сіз бөлмедегі заттарды естіп, бөлмедегі қозғалыстағы заттардың визуалды картасын жасай аласыз.

4-қадам: Адам-машиналық оқыту

«AI әкесі» Марвин Минский (ол машиналық оқытудың барлық саласын ойлап тапқан), Рэй Курцвейлмен (Google инженерлік директоры) және өзіммен бірге IEEE ISTAS 2013 -те мақала жаздым (Минский, Курцвейл, Манн) Интеллектуалды зияткерлік қоғамы », 2013) гуманистік интеллект деп аталатын машиналық оқытудың жаңа түріне арналған.

Бұл сенсорлар ақыл мен дененің шынайы кеңейтілуіне айналатын тозатын технологиялар, яғни «HuMachine Learning» бойынша машиналық оқытудан туындайды.

Доплерлік дыбыс қайтаруды қабылдауға және оларды компьютерлік жүйенің аналогтық кірісіне жеткізуге тырысыңыз және осы деректер бойынша кейбір машиналық оқытуды іске қосыңыз.

Бұл бізді Саймон Хайкиннің танымға қабілетті радар немесе сонар жүйесі туралы көзқарасына бір қадам жақындатады.

LEM (Logon Expectation Maximization) нейрондық желісін қолдануды қарастырыңыз.

Қараңыз

Міне, машиналық оқыту мен хирплетті түрлендіру туралы қосымша мақалалар:

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 -қадам: Басқа нұсқалар: Жүрек мониторы

Өлімнің бірінші себебі - жүрек ауруы, және біз бұл мәселені шешуге көмектесетін тозатын жүйе жасай аламыз. Өз жүрегіңізді «көру» үшін екі гидрофонды немесе геофонды қолданыңыз. Соқырларға «көруге» көмектесетін сол технология енді өз денеңіздің ішкі жағына қарауға мүмкіндік береді.

Мұндай жүрек мониторы дәстүрлі ЭКГ-мен, сонымен қатар контекстке арналған сыртқа қарайтын бейнемен үйлеседі, сізге жеке денсаулығы мен қауіпсіздігіне арналған контекст бойынша жүретін жүректің мониторын тағуға мүмкіндік береді.

Машиналық оқыту проблемалар туындағанға дейін оларды болжауға көмектеседі.

6 -қадам: Басқа нұсқалар: Велосипед қауіпсіздігі жүйесі

Тағы бір қосымша-велосипедке арналған артқы көру жүйесі. Түрлендіргіштерді артқа қаратып велосипед шлеміне қойыңыз.

Бұл жерде біз топырақтағы барлық нәрселерді елемеуді қалаймыз, және бәрі сізден алыстап бара жатыр, бірақ тек сізге тиетін нәрселерді «көруге» болады.

Ол үшін жоғарыдағы сымдардың схемасында көрсетілгендей күрделі бағалы дыбыстық жүйені қолданғыңыз келеді.

Шығуды (нақты және ойдан шығарылған) 2 каналды AtoD (Аналогты-цифрлық) түрлендіргішке беріңіз және Фурье түрленуін есептеңіз, содан кейін тек оң жиіліктерді қарастырыңыз. Күшті позитивті жиілік компоненттері болған кезде сізге бірдеңе пайда болады. Бұл сіздің артқы жағыңыздағы объектілерге назар аудару үшін артқы камераның берілуін кеңейтуге мүмкіндік береді.

Жақсырақ нәтижеге қол жеткізу үшін хирплеттің трансформациясын есептеңіз. Одан да жақсы: адаптивті Chirplet Transform (ACT) қолданыңыз және LEM нейрондық желісін қолданыңыз.

Оқулықтың 2 -тарауын қараңыз «Интеллектуалды кескінді өңдеу», Джон Уили мен ұлдары, 2001 ж.

Қосымша сілтемелер:

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 -қадам: Басқа нұсқалар: Соқырларға арналған бинуральды көмекші құрал

Дыбыстың екі стереоарнасына нақты және ойдан шығатын стереоскопиялық дыбысты қамтамасыз ету үшін жоғарыда аталған күрделі бағаланатын күшейткішті қолданыңыз.

Осылайша сіз айналаңыздағы әлемнің күрделі табиғатын ести аласыз, өйткені адамның естуі фазалық өзгерістерге өте бейім, және бұл Доплерлік қайтарудың фазалық және квадратуралық арналары арасындағы нәзік өзгерістерді түсінуді үйренуде өте шебер.