স্মার্ট বালিশ: 3 ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:02

এই নির্দেশযোগ্য বর্ণনা করে কিভাবে একটি স্মার্ট বালিশ তৈরি করা যায় যা নাক ডাকার জন্য সংবেদনশীল!

স্মার্ট বালিশ কম্পনের উপর নির্ভর করে ঘুমানোর সময় ঘুমানোর সময় যখন সে নাক ডাকায়। এটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে কাজ করে যখন একজন ব্যক্তি বালিশে মাথা রাখে।

নাক ডাকা একটি দুর্ভাগ্যজনক অবস্থা কারণ এটি শুধু নাক ডাকার ব্যক্তিকেই নয় বরং তার চারপাশে ঘুমিয়ে থাকা লোকদেরও প্রভাবিত করে। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে বিবাহবিচ্ছেদের পেছনে সবচেয়ে বড় চিকিৎসা কারণ হিসেবে নাক ডাকানোকে ভোট দেওয়া হয়েছে। উপরন্তু, স্লিপ অ্যাপনিয়া স্বাস্থ্য সমস্যাগুলির একটি বিস্তৃত কারণ হতে পারে যা স্লিপার নিশ্চিত করার মাধ্যমে হ্রাস করা যেতে পারে এমন একটি অবস্থান বেছে নেয় না যা নাক ডাকার দিকে পরিচালিত করে।

এই নির্দেশে, আমরা একটি সিস্টেম তৈরি করব যা শব্দ সনাক্ত এবং বিশ্লেষণ করতে পারে। যখন এটি একটি নাক ডাকার শব্দ বিশ্লেষণ করে, এটি একটি কম্পন মোটর চালু করবে যাতে স্লিপার জেগে ওঠে। ঘুমন্ত ব্যক্তি যখন বালিশ থেকে মাথা তুলবে, কম্পন মোটর বন্ধ হয়ে যাবে। যখন একজন স্লিপার তাদের ঘুমের অবস্থান পরিবর্তন করে তখন তারা একটি ভিন্ন অবস্থানে বসতে পারে যা নাক ডাকতে বাধা দেয়।

ধাপ 1: বালিশ কাজ:

• বালিশের একটি টাচ সেন্সর আছে যাতে সিস্টেমটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে সক্ষম হয় যখন ব্যক্তি তার pill তার মাথা বালিশে রাখে, এবং যখন সে মাথা উঁচু করে তখন নিষ্ক্রিয় থাকে।
• যখন সিস্টেম একটি নাক ডাকার শব্দ বা অন্য কোন ক্যাকোফোনিক শব্দ সনাক্ত করে, তখন ঘুমন্তকে জাগানোর জন্য একটি ভাইব্রেটর চালু করা হয়।
• বৈশিষ্ট্য 2 ব্যবহারকারী settable কম্পন মোড: ক্রমাগত বা স্পন্দিত সিস্টেম যারা নাক ডাকতে ভোগে তাদের জন্য দরকারী। নিরাপত্তার জন্য, যারা খুব গভীর ঘুমে ভুগছেন তারাও সিস্টেমটি ব্যবহার করতে পারেন কারণ এটি ডোরবেল, ফোন বাজানো বা বাচ্চাদের কাঁদতে পারে।

আমরা একটি Silego SLG46620V CMIC, একটি সাউন্ড সেন্সর, একটি ভাইব্রেশন মোটর, ফোর্স-সেন্সিং প্রতিরোধক এবং কিছু নিষ্ক্রিয় উপাদান দিয়ে এই প্রকল্পটি বাস্তবায়ন করেছি।

মাইক্রোকন্ট্রোলার ব্যবহার না করা সত্ত্বেও এই ডিজাইনের মোট উপাদানগুলির সংখ্যা বেশ কম। যেহেতু গ্রীনপ্যাক সিএমআইসি কম খরচে এবং কম বিদ্যুত ব্যবহার করে, সেগুলি এই সমাধানের জন্য একটি আদর্শ উপাদান। তাদের ছোট আকার তাদের উত্পাদন উদ্বেগ ছাড়াই বালিশের ভিতরে সহজেই একত্রিত হতে দেয়।

সাউন্ড ডিটেকশনের উপর নির্ভরশীল বেশিরভাগ প্রকল্পের একটি "মিথ্যা ট্রিগার রেট" থাকে, যা বিভিন্ন সেন্সরের মধ্যে ত্রুটির সম্ভাবনার কারণে প্রয়োজনীয়। এই প্রকল্পের সাথে যুক্ত সেন্সরগুলি কেবলমাত্র একটি মাত্রার শব্দ সনাক্ত করে; তারা শব্দের ধরন বা এর উৎপত্তি প্রকৃতি সনাক্ত করে না। ফলস্বরূপ, একটি মিথ্যা ট্রিগার হতে পারে যেমন একটি কাজ যেমন হাততালি, নক করা বা নাক ডাকার সাথে সম্পর্কিত অন্যান্য শব্দ যা সেন্সর দ্বারা সনাক্ত করা যেতে পারে।

এই প্রকল্পে সিস্টেম সংক্ষিপ্ত শব্দগুলিকে উপেক্ষা করবে যা মিথ্যা ট্রিগার রেট সৃষ্টি করে, তাই আমরা একটি ডিজিটাল ফিল্টার তৈরি করব যা নাক ডাকার শব্দের মতো একটি শব্দ বিভাগ সনাক্ত করতে পারে।

চিত্র 1 এ গ্রাফিক বক্ররেখা দেখুন যা নাক ডাকার শব্দকে উপস্থাপন করে।

আমরা দেখতে পাচ্ছি যে এটি দুটি বিভাগ নিয়ে গঠিত যা পুনরাবৃত্তি এবং সময় পারস্পরিক সম্পর্কযুক্ত। এটি ছোট ডালের একটি ক্রম যা 0.5 থেকে 4 সেকেন্ড পর্যন্ত স্থায়ী হয়, তারপরে একটি নীরবতা সময় যা 0.4 থেকে 4 সেকেন্ড পর্যন্ত স্থায়ী হয় এবং পটভূমির শব্দ থাকতে পারে।

অতএব, অন্যান্য আওয়াজ ফিল্টার করার জন্য সিস্টেমকে অবশ্যই একটি স্নোরিং সেগমেন্ট সনাক্ত করতে হবে, যা 0.5 সেকেন্ডের বেশি স্থায়ী হয় এবং যেকোনো ব্রিফার সাউন্ড সেগমেন্টকে উপেক্ষা করে। সিস্টেমকে আরো স্থিতিশীল করার জন্য, একটি কাউন্টার প্রয়োগ করা উচিত যা দুটি ক্রমিক স্নোরিং সেগমেন্ট সনাক্ত করার পরে অ্যালার্ম চালু করার জন্য নাক ডাকার অংশ গণনা করে।

এই ক্ষেত্রে, এমনকি যদি একটি শব্দ 0.5 সেকেন্ডের বেশি স্থায়ী হয়, সিস্টেমটি এটি ফিল্টার করবে যদি না এটি একটি নির্দিষ্ট সময়সীমার মধ্যে পুনরাবৃত্তি হয়। এইভাবে, আমরা একটি শব্দ, কাশি বা এমনকি ছোট শব্দ সংকেত দ্বারা সৃষ্ট শব্দকে ফিল্টার করতে পারি।

পদক্ষেপ 2: বাস্তবায়ন পরিকল্পনা

এই প্রকল্পের নকশা দুটি বিভাগ নিয়ে গঠিত; প্রথম বিভাগ শব্দ শনাক্ত করার জন্য দায়ী এবং ঘুমন্তকে সতর্ক করার জন্য নাক ডাকার শব্দ সনাক্ত করার জন্য এটি বিশ্লেষণ করে।

দ্বিতীয় বিভাগ একটি স্পর্শ সেন্সর; যখন একজন ব্যক্তি বালিশে মাথা রাখে তখন সিস্টেমটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে সক্ষম করার জন্য এবং ঘুমন্ত ব্যক্তি বালিশ থেকে মাথা উঠালে সিস্টেমটি অক্ষম করার জন্য দায়ী।

একটি স্মার্ট বালিশ খুব সহজেই একটি একক GreenPAK কনফিগারযোগ্য মিশ্র-সংকেত IC (CMIC) দিয়ে প্রয়োগ করা যায়।

গ্রিনপ্যাক চিপ কিভাবে স্মার্ট বালিশ নিয়ন্ত্রণ করার জন্য প্রোগ্রাম করা হয়েছে তা বুঝতে আপনি সব ধাপ অতিক্রম করতে পারেন। যাইহোক, যদি আপনি সমস্ত অভ্যন্তরীণ সার্কিটরি না বুঝে সহজেই স্মার্ট বালিশ তৈরি করতে চান, তবে ইতিমধ্যে সম্পন্ন স্মার্ট বালিশ গ্রিনপাক ডিজাইন ফাইলটি দেখতে বিনামূল্যে গ্রীনপ্যাক সফটওয়্যারটি ডাউনলোড করুন। আপনার কম্পিউটারকে গ্রীনপ্যাক ডেভেলপমেন্ট কিটে প্লাগ করুন এবং আপনার স্মার্ট বালিশ নিয়ন্ত্রণের জন্য কাস্টম আইসি তৈরির জন্য প্রোগ্রাম হিট করুন। একবার আইসি তৈরি হয়ে গেলে, আপনি পরবর্তী ধাপটি এড়িয়ে যেতে পারেন। পরবর্তী ধাপে সার্কিট কিভাবে কাজ করে তা বুঝতে আগ্রহী তাদের জন্য স্মার্ট পিলো গ্রিনপ্যাক ডিজাইন ফাইলের ভিতরে যুক্তি নিয়ে আলোচনা করা হবে।

কিভাবে এটা কাজ করে?

যখনই একজন ব্যক্তি বালিশে মাথা রাখে, টাচ সেন্সর সার্কিট সক্রিয় করতে এবং সাউন্ড সেন্সর থেকে নমুনা নেওয়া শুরু করার জন্য ম্যাট্রিক্স 2 থেকে ম্যাট্রিক্স 1 থেকে পি 10 এর মাধ্যমে একটি অ্যাক্টিভেশন সিগন্যাল পাঠায়।

সিস্টেমটি 5ms সময়সীমার মধ্যে প্রতি 30ms প্রতি সাউন্ড সেন্সর থেকে একটি নমুনা নেয়। এইভাবে, শক্তি খরচ সংরক্ষণ করা হবে এবং সংক্ষিপ্ত শব্দ ডালগুলি ফিল্টার করা হবে।

যদি আমরা ১৫ টি অনুক্রমিক শব্দের নমুনা সনাক্ত করি (কোন নমুনার মধ্যে ms০০ মিটারের বেশি কোন নীরবতা স্থায়ী হয় না), তাহলে এই সিদ্ধান্তে পৌঁছে যে শব্দটি স্থির। এই ক্ষেত্রে, সাউন্ড সেগমেন্ট একটি স্নোরিং সেগমেন্ট হিসেবে বিবেচিত হবে। যখন এই ক্রিয়াটি নীরবতার পরে পুনরাবৃত্তি হয়, যা 400ms এর বেশি এবং 6 সেকেন্ডেরও কম সময় ধরে থাকে, তখন ধরা পড়া শব্দটি নাক ডাকার জন্য বিবেচিত হবে এবং স্লিপারকে কম্পন দ্বারা সতর্ক করা হবে।

আপনি ডিজাইনে pipedelay0 কনফিগারেশন থেকে নির্ভুলতা বাড়াতে 2 টির বেশি নাক ডাকার অংশের জন্য সতর্কতা বিলম্ব করতে পারেন, কিন্তু এটি প্রতিক্রিয়া সময় বাড়িয়ে দিতে পারে। 6sec ফ্রেমটিও বাড়ানো দরকার।

ধাপ 3: GreenPAK ডিজাইন

প্রথম বিভাগ: নাক ডাকার শনাক্তকরণ

সাউন্ড সেন্সরের আউটপুট পিন 6 এর সাথে সংযুক্ত হবে যা এনালগ ইনপুট হিসেবে কনফিগার করা আছে। পিন থেকে ACMP0 এর ইনপুটে সংকেত আনা হবে। ACMP0 এর অন্যান্য ইনপুট 300mv রেফারেন্স হিসাবে কনফিগার করা হয়েছে।

ACMP0 এর আউটপুট উল্টানো এবং তারপর CNT/DLY0 এর সাথে সংযুক্ত, যা 400ms এর সমান বিলম্বের সাথে একটি ক্রমবর্ধমান প্রান্ত বিলম্ব হিসাবে সেট করা হয় CNT0 এর আউটপুট উচ্চতর হবে যখন নীরবতা সনাক্তকরণ 400ms এর বেশি সময় ধরে থাকে। এর আউটপুট একটি রাইজিং এজ ডিটেক্টরের সাথে সংযুক্ত, যা নীরবতা সনাক্ত করার পরে একটি ছোট রিসেট পালস তৈরি করবে।

CNT5 এবং CNT6 একটি টাইম গেট খোলার জন্য দায়ী যা সাউন্ড স্যাম্পল নেওয়ার জন্য প্রতি 30ms 5ms পর্যন্ত স্থায়ী হয়; এই 5ms এর সময় যদি কোন শব্দ সংকেত সনাক্ত করা হয়, DFF0 এর আউটপুট কাউন্টার CNT9 কে একটি পালস দেয়। CNT9 রিসেট করা হবে যদি নীরবতা সনাক্তকরণ 400ms এর বেশি স্থায়ী হয়, সেই সময়ে এটি শব্দ নমুনার গণনা পুনরায় শুরু করবে।

CNT9 এর আউটপুট DFF2 এর সাথে সংযুক্ত যা একটি নাক ডাকার অংশটি সনাক্ত করতে একটি বিন্দু হিসেবে ব্যবহৃত হয়। যখন একটি স্নোরিং সেগমেন্ট ধরা পড়ে, তখন DFF2 এর আউটপুট HI কে CNT2/Dly2 সক্রিয় করতে পরিণত করে, যা 6 সেকেন্ডের সমান বিলম্বের সাথে "ফোলিং এজ বিলম্ব" হিসেবে কাজ করার জন্য কনফিগার করা হয়।

DFF2 একটি নীরবতা সনাক্তকরণের পরে পুনরায় সেট করা হবে যা 400ms এর বেশি স্থায়ী হয়। এটি তখন একটি স্নোরিং সেগমেন্টের জন্য আবার সনাক্ত করা শুরু করবে।

DFF2 এর আউটপুট Pipedelay এর মধ্য দিয়ে যায়, যা LUT1 এর মাধ্যমে pin9 এর সাথে সংযুক্ত। Pin9 কম্পন মোটর সংযুক্ত করা হবে।

Pipedelay এর আউটপুট লো থেকে হাই পর্যন্ত যখন এটি CNT2 (6 সেকেন্ড) এর টাইম গেটের মধ্যে দুটি ক্রমিক স্নোরিং সেগমেন্ট সনাক্ত করে।

LUT3 Pipedelay রিসেট করতে ব্যবহৃত হয়, তাই ঘুমন্ত ব্যক্তি বালিশ থেকে মাথা উঠালে এর আউটপুট কম হবে। এই ক্ষেত্রে, CNT2 এর টাইম গেট দুটি ক্রমিক স্নোরিং বিভাগ সনাক্ত করার আগে শেষ হয়ে গেছে।

Pin3 একটি ইনপুট হিসাবে কনফিগার করা হয়েছে এবং একটি "কম্পন মোড বোতাম" এর সাথে সংযুক্ত। পিন 3 থেকে আসা সংকেতটি ডিএফএফ 4 এবং ডিএফএফ 5 এর মধ্য দিয়ে যায় এবং কম্পন প্যাটার্নটি দুটি প্যাটার্নের মধ্যে কনফিগার করে: মোড 1 এবং মোড 2। মোড 1 এর ক্ষেত্রে: যখন নাক ডাকার সময় শনাক্ত করা হয়, কম্পন মোটরটিতে একটি অবিচ্ছিন্ন সংকেত পাঠানো হয়, যার অর্থ মোটরটি একটানা চলে।

মোড 2 এর ক্ষেত্রে: যখন নাক ডাকার সময় শনাক্ত করা হয়, কম্পন মোটরটি সিএনটি 6 আউটপুটের সময় স্পন্দিত হয়।

সুতরাং যখন DFF5 এর আউটপুট বেশি হবে, মোড 1 সক্রিয় হবে। যখন এটি কম হয় (মোড 2), DFF4 এর আউটপুট বেশি হয়, এবং CNT6 এর আউটপুট LUT1 এর মাধ্যমে pin9 এ প্রদর্শিত হবে।

সাউন্ড সেন্সরের সংবেদনশীলতা একটি পটেন্টিওমিটার দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় যা মডিউলে সেট করা থাকে। প্রয়োজনীয় সংবেদনশীলতা পেতে সেন্সরটি প্রথমবার ম্যানুয়ালি চালু করা উচিত।

PIN10 ACMP0 এর আউটপুটের সাথে সংযুক্ত, যা বাহ্যিকভাবে একটি LED এর সাথে সংযুক্ত। যখন সাউন্ড সেন্সর ক্যালিব্রেটেড হয়, তখন পিন 10 এর আউটপুট বেশ কম হওয়া উচিত, যার মানে হল যে টপিন 10 সংযুক্ত বাইরের এলইডি তে কোন ফ্লিকার নেই। এইভাবে, আমরা গ্যারান্টি দিতে পারি যে নীরবে সাউন্ড সেন্সর দ্বারা উৎপন্ন ভোল্টেজ 300mv ACMP0 থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করবে না।

আপনার যদি কম্পন ছাড়াও অন্য একটি অ্যালার্মের প্রয়োজন হয়, আপনি একটি বুজারকে পিন 9 এর সাথে সংযুক্ত করতে পারেন যাতে একটি সাউন্ড অ্যালার্মও সক্রিয় হয়।

দ্বিতীয় বিভাগ: টাচ সেন্সর

আমরা যে টাচ সেন্সরটি তৈরি করেছি তা ফোর্স-সেন্সিং রেজিস্টর (FSR) ব্যবহার করে। ফোর্স-সেন্সিং প্রতিরোধক একটি পরিবাহী পলিমার নিয়ে গঠিত যা তার পৃষ্ঠে বল প্রয়োগের পর অনুমানযোগ্য পদ্ধতিতে প্রতিরোধের পরিবর্তন করে। সেন্সিং ফিল্মটি একটি ম্যাট্রিক্সে স্থগিত বৈদ্যুতিকভাবে পরিচালিত এবং নন-কন্ডাক্টিং উভয় কণা নিয়ে গঠিত। সেন্সিং ফিল্মের পৃষ্ঠে একটি বল প্রয়োগ করলে কণাগুলি কন্ডাক্টিং ইলেক্ট্রোড স্পর্শ করে, ফিল্মের প্রতিরোধ ক্ষমতা পরিবর্তন করে। এফএসআর বিভিন্ন আকার এবং আকার (বৃত্ত এবং বর্গক্ষেত্র) নিয়ে আসে।

কোন প্রযোজ্য চাপ ছাড়াই প্রতিরোধ ক্ষমতা 1 MΩ ছাড়িয়ে গেছে এবং হালকা থেকে ভারী চাপের কারণে প্রায় 100 kΩ থেকে কয়েকশ ওহম পর্যন্ত বিস্তৃত। আমাদের প্রকল্পে, FSR হেড টাচ সেন্সর হিসেবে ব্যবহৃত হবে এবং এটি বালিশের ভিতরে অবস্থিত। মানুষের মাথার গড় ওজন 4.5 থেকে 5 কেজি। যখন ব্যবহারকারী বালিশে মাথা রাখে, FSR- এ একটি বল প্রয়োগ করা হয় এবং এর প্রতিরোধ ক্ষমতা পরিবর্তিত হয়। GPAK এই পরিবর্তনটি সনাক্ত করে এবং সিস্টেমটি সক্ষম করা হয়।

একটি প্রতিরোধী সেন্সর সংযুক্ত করার উপায় হল এক প্রান্তকে বিদ্যুতের সাথে সংযুক্ত করা এবং অন্যটি একটি টান-ডাউন প্রতিরোধককে মাটিতে সংযুক্ত করা। তারপর ফিক্সড পুল ডাউন রেসিস্টার এবং ভেরিয়েবল এফএসআর রেজিস্টারের মধ্যবর্তী বিন্দুটি চিত্র 7 -এ দেখানো একটি GPAK (Pin12) এর এনালগ ইনপুটের সাথে সংযুক্ত। ACMP1 এর অন্যান্য ইনপুট 1200mv রেফারেন্স সেটিং এর সাথে সংযুক্ত। তুলনা ফলাফল DFF6 এ সংরক্ষিত হয়। যখন হেড স্পর্শ ধরা পড়ে, তখন DFF2 এর আউটপুট HI কে CNT2/Dly2 সক্রিয় করতে পরিণত করে, যা 1.5 সেকেন্ডের সমান বিলম্বের সাথে "পতনশীল প্রান্ত বিলম্ব" হিসাবে কাজ করার জন্য কনফিগার করা হয়। এই ক্ষেত্রে, যদি স্লিপার একপাশে সরে যায় বা ঘুরে যায় এবং এফএসআর 1.5 সেকেন্ডেরও কম ব্যাহত হয়, সিস্টেমটি এখনও সক্রিয় থাকে এবং কোনও রিসেট হয় না। CNT7 এবং CNT8 বিদ্যুৎ খরচ কমাতে প্রতি 1sec প্রতি 50 সেকেন্ডের জন্য FSR এবং ACMP1 সক্ষম করতে ব্যবহৃত হয়।

উপসংহার

এই প্রকল্পে আমরা একটি স্মার্ট বালিশ তৈরি করেছি যা ঘুমন্ত ব্যক্তিকে কম্পন দ্বারা সতর্ক করার জন্য নাক ডাকার জন্য ব্যবহৃত হয়।

আমরা বালিশ ব্যবহার করার সময় স্বয়ংক্রিয়ভাবে সিস্টেম সক্রিয় করতে FSR ব্যবহার করে টাচ সেন্সর তৈরি করেছি। আরও বড় করার বিকল্প হতে পারে বড় আকারের বালিশ মিটানোর জন্য সমান্তরাল এফএসআর -এর নকশা করা। মিথ্যা অ্যালার্মের ঘটনা কমানোর জন্য আমরা ডিজিটাল ফিল্টারও তৈরি করেছি।