不要电池,工程师发明创新可穿戴设备-消费电子-十分六合彩
      1. <textarea id="gccgh"></textarea>
      2. <audio id="gccgh"></audio>

      3. <audio id="gccgh"><dl id="gccgh"><strong id="gccgh"></strong></dl><sub id="gccgh"><del id="gccgh"><del id="gccgh"><button id="gccgh"><bdo id="gccgh"></bdo><caption id="gccgh"></caption></button></del><form id="gccgh"><figure id="gccgh"></figure></form><textarea id="gccgh"></textarea><object id="gccgh"><option id="gccgh"><keygen id="gccgh"><abbr id="gccgh"></abbr><canvas id="gccgh"></canvas></keygen></option></object><ins id="gccgh"></ins></del></sub><cite id="gccgh"><cite id="gccgh"></cite></cite><tr id="gccgh"><strike id="gccgh"></strike><textarea id="gccgh"><div id="gccgh"></div></textarea><q id="gccgh"><aside id="gccgh"></aside></q></tr></audio><dfn id="gccgh"><dfn id="gccgh"></dfn><keygen id="gccgh"></keygen></dfn>

         

        不要电池,工程师发明创新可穿戴设备

        2019-02-27 16:40:19 来源:EEFOCUS
        标签:

        2019 Hackadayprize中国区赛事正在火热报名ing,我们将为大家介绍在过去几届Hackadayprize中获奖的作品,希望能给你带来启发!快点来报名参赛,12.5万美元的终极大奖在等你认领:hackadayprize_2019

         

        可穿戴计算已经从利基市场发展到相当大的消费市场,近年来已经有了大量的应用。 随着这种普及,有机会简化对可穿戴和移动计算设备的输入。 由于尺寸小,传统的交互方式(例如鼠标和键盘)通常不太适合小型化的移动和可穿戴设备。 因此,需要开发更有效的输入装置,其既方便用户又可靠地自动处理。 我们的研究重点是使用Serpentine开发这种新的输入技术。

         

         

        Serpentine,一种自供电传感器,是一种可逆变形的电线,能够感应各种自然的人体输入。 Serpentine的材料特性和结构设计使其具有柔韧性,可扭曲性,可拉伸性和可挤压性,可实现多种表现形式的输入方式。

         

        蛇形管制成线圈状结构,多层同轴硅树脂,铜和导电尼龙线。 其结构设计和材料的特定选择允许界面的机械变形,其在导电尼龙和PVA涂覆的铜线之间产生时变电荷分布,其产生电信号。 这种信号的产生基于摩擦电纳米发电机(TENG)现象,该现象在静电感应和摩擦起电的结合上起作用。 由于变形以及因此电荷分布导致发电,因此工作原理本身消除了外部功率以感测由手势相互作用引起的变形的需要。 然后通过实现的系统处理自生成的信号,该系统包括信号处理流水线,该流水线将它们唯一地映射到产生变形的动作。 我们的系统使我们能够实现我们的愿景,即创建一个不仅自供电,而且对各种表达输入模式敏感的界面。

         

        传感器物理结构的简单性,摩擦材料的普遍可用性(我们日常生活中可用的所有材料,如纸张,织物,PDFE,PDMS等)和DIY结构的构造允许这样的传感接口缩放适用于各种应用。 Serpentine消除了对身体不同部位佩戴的笨重或刚性传感器械的需求。 它的特定材料特性,外形和物理结构提供六种自然姿势 - 采摘,旋转,拉伸,捏,摆动和扭曲。 Serpentine展示了通过单一物理接口同时识别这些输入的新颖能力。

         


        自供电可拉伸线圈形振动传感接口 - 单电极(用硅树脂封装的铜线作为电介质)基于TENG原理的机制

         



        自供电可拉伸线圈形振动传感接口 - 双电极(铜线和尼龙线用硅树脂作为电介质封装)基于TENG原理的机制

         

        Serpentine的操作

        Serpentine可以实现许多不同的单手和双手操作。 为了证明Serpentine可以检测由触觉和纵向力产生的电信号,我们已经探索和评估了一些特定的手势,这些手势是适当的代表性样本。

         

         

        电子机械测试和分析

        通过纵向位移在电输出(开路电压,短路电流和输出功率)方面的传感器表征

         

        实验设置:

        我们进行了实验来表征我们的传感接口的电气输出,包括短路电流(Isc)电流,开路电压(Voc)和各种输入频率和纵向位移(拉伸)的电功率。 首先,构造定制的塑料支架以保持线性马达和Newport 462-XYZ-M线性平台之间的传感接口。 然后,传感接口平行于地面对齐,并牢固地固定在实验室设备之间的直线上。 通过计算机控制直线电机臂的加速,减速和位移,模拟不同频率和相互作用的纵向位移。 通过吉时利静电计测量界面的电输出。 对具有不同刚度的两个传感器执行该过程。

         

        观察:开路电压

        一方面,两个不同的接口在开路电压中显示出一些相似之处:1。在给定的频率范围内,观察到开路电压在5 mm位移时几乎保持不变,以及2.随着位移的增加,开路电压显示近似值与频率成线性关系,但这种线性趋势在20 mm和25 mm的高位移时明显断开。 另一方面,对频率和相互作用位移的电响应存在显着差异。 对于所有位移和频率,与更硬的替代方案相比,更软的界面产生更大的开路电压。 这表明较软的界面对拉伸相互作用更敏感。 此外,电压和频率之间的近似线性关系表示较软的界面的陡峭斜率,这表明对于测试的位移,软界面对频率的灵敏度随着位移的增加而提高。


        观察:短路电流
        对于给定频率,短路电流随位移的增加而增加。 在给定的位移处,在电流偏离线性趋势并且开始急剧增加之前,短路电流几乎线性地随着频率的增加而增加到5Hz。 这种趋势意味着就短路电流而言,电输出对于20mm和25mm的纵向位移的相互作用频率非常敏感。

         

        手势数据集:时域和频域分析
        频率响应分析

        我们分析了在相同物理环境中收集的6个不同用户的数据频域。 数据在下图中可视化,其中信号的幅度被归一化,使得来自每个手势的最大幅度为1.该图表示我们在频域中的6个测试手势的清晰度。 对于“拔除”手势,在25至45Hz的频率范围内观察到良好的响应,其对应于在给定传感器的采集部分的长度的情况下位于一次谐波频率的频率范围。 这种采取手势的响应承诺将来在弦乐器中应用自供电拾音器。

        在除拉伸和拔除之外的所有姿势中,人们注意到60Hz处的峰值,这是由无处不在的电力传输线引起的。 采集和拉伸中的信号幅度远高于从60Hz电力线截取的信号,因此当数据被标准化时,60Hz信号在可视化中被抑制。

         

        频率响应分析:
        收集的数据演示了每个手势的频率响应。 每个手势为6个用户说明每个用户25个样本,用于修改分类算法的频谱图。

        在调试和改进机器学习分类的过程中,我们绘制了不同手势的谱图,以观察使用该特征最佳区分哪些手势。 频谱图也影响了我们关于是否应该将手势保持在可用于该类型的第一次研究的可区分手势集中的决定。 因此,可视化特征影响手势设计,反之亦然。 我们不断改进我们的分类算法,以增加第一组6个手势中的手势数量。

         


        摆动





        伸展


        采摘

         

        数据收集和分类管道
        数据收集管道

        我们使用Adafruit Feather M0 MCU转向Digilent Analog Discovery 2,以便从传感器采集数据。 由于“dwf”Python API允许通过Analog Discovery 2设备更简单,更准确地处理采样率,因此它比先前测试的MCU更适合数据收集。

         

        数据分类管道

        使用Analog Discovery 2设备获取分类数据。 它通过频域能量计算进行分段,并进行平滑处理以抑制数据中的随机误差。 同时,如果信号超过阈值能量水平,则分类器在该分段数据中查找信号。 正如在MCU的情况下所确定的,实验上看到随机森林分类器表现最佳。

         

        “PyAudioAnalysis”Python库用于计算频域和时域特征,并根据特征计算统计数据。 因此,建立了稳定且准确的数据处理管道,成功地区分了6个手势。 所需的代码在github中可用,其使用说明在Build Instruction部分中有说明。

         

        注意:

        本系统使用Digilent Analog Discovery 2这是一种昂贵的设备,我们不建议将蛇形作为可穿戴设备成功运行。 Digilent设备用于证明传感接口和数据分类算法运行良好,并准备与MCU集成。 我们正在进行的研究旨在通过最新上传中提供的分段和分类算法实现从MCU(通过以前上传的MCU的Python代码)通过WiFi进行数据采集的这种集成。 

         

        下一步:自供电无线通信
        由螺旋导体组成,我们的传感器也可用作天线。 为了探索其天线特性,我们通过实验测量了从30MHz到10GHz的S11天线特性(由于测量设备的限制而选择上限)并将结果绘制在阻抗史密斯圆图上。 在最初几次实验之后获得的最佳S11参数值在10.0GHz时为0.2072,这意味着传递到天线的大约80%的功率被传输出去或在内部用完。 我们正在进行的研究是优化蛇形天线的这种天线性质,并构建一个自供电传感和自供电无线通信系统。


        使用Serpentine不仅可以作为自供电传感接口,还可以作为通信的自供电天线,可以彻底改变人类与计算设备交互的方式。 相互作用本身应足以产生用于感测和同时无线通信的电信号,而无需外部电源或传感和通信仪器。


        今天,电池在用于感测和通信的计算设备中无处不在。 然而,电池更换和处理会给环境带来负担,并且这种电池的使用是不可持续的。


        尽管如此,通过Serpentine,我们将很快消除对这种外部电源的需求,从而开发出一种环境清洁的自我维持系统,并且可以将其整合到普适计算设备中。

         

        如果你对这个项目感兴趣,想获取完整信息请访问:
        https://hackaday.io/project/160713-serpentine

         

        十分六合彩编译内容,未经许可,不得转载!
         

        有人说硬件技术将很快达到极限,而在我们看来,硬件创新,尤其是中国硬件工程师的创新,还远未走到尽头,而只是刚刚开始。作为致力于为全球硬件开发者提供技术共享服务的平台,十分六合彩母公司SupplyFrame旗下最大的全球硬件开发者社区Hackaday.com已连续五年举办全球硬件开发者大赛Hackadayprize,有超过3000多个硬件团队在这个赛事中互动交流、切磋技艺。

         

         

         

        这个《硬件改变世界》系列,我们挑选在前几届Hackadayprize大赛中获奖的优秀作品加以展示,硬件技术可以多有意思,硬件开发者可以多有创意,从这些作品中你可以看到。

        2019年3月,Hackadayprize中国区赛事将隆重开启,我们很期待看到国内的硬件开发者大开脑洞、大展技艺。你准备好了没,与来自全球的硬件开发者同台PK?

         
        关注十分六合彩微信 ( ee-focus )
        限量版产业观察、行业动态、技术大餐每日推荐
        享受快时代的精品慢阅读
         

         

        作者简介
        李昭
        李昭

        十分六合彩编辑。热爱酷炫电子产品。

        继续阅读
        全球体积最小的数字红外接近传感器模块为开发更小、更轻、始终可用的耳塞铺平了道路

        全球领先的高性能传感器解决方案供应商艾迈斯半导体(ams AG,瑞士股票交易所股票代码:AMS)宣布今日推出了全球体积最小的数字接近传感器模块——TMD2635,其超小封装体积仅为1mm3,让生产真正无线立体声(TWS)耳塞产品的音频制造商们得以开发更小、更轻的工业设计耳塞。

        2019 年第二季度可穿戴设备市场分析,Airpods仍是赢家?

        十分六合彩 9 月 10 日讯,根据IDC于9月9日公布的全球季度可穿戴设备追踪报告,2019年第2季(Q2)全球可穿戴设备出货量年增85.2%至6,770万套。

        中国已在世贸组织起诉美国,苹果发布会凉凉?

        十分六合彩9月3日讯,商务部发言人就中国在世贸组织起诉美国对3000亿美元中国输美产品征税措施发表谈话

        京东方增收不增利,何时才能扭转局面?
        京东方增收不增利,何时才能扭转局面?

        在国内一直被称为靠补贴过活的京东方A(000725.SZ),业绩再次出现增收不增利的局面。

        美研究员研发出新型晶体管,可穿戴设备离我们更近一步

        十分六合彩8月26日讯,可穿戴设备研究又有新的进展,美国研究人员研发出一种亚麻纤维制成的晶体管,可用于编织成织物。

        更多资讯
        iPhone 11 Pro Max 对比 三星 Note10+,谁的优势更大?

        下半年以来中国国内手机市场的竞争愈加激烈,国产手机的主要战场已经不仅仅是4G手机了,随着最近ViVO,OPPO,华为等5G手机的陆续发布,在5G手机方面各大厂商也启动了新一轮的竞争。

        华为Mate 30 两大新功能抢先看,这功能有点黑科技的味道

        十分六合彩9月17日讯,华为Mate 30 发布前夕,华为终端官方微博通过两段预热视频,释放了新机的两大创新功能:侧边操控、隔空玩手机。

        京东方未获华为 Mate 30 青睐?LGD 双喜临门

        十分六合彩9月17日讯,消息人士透露,LG Display又将开始为华为供应柔性OLED面板,但是这次京东方却被排除在外。

        买了 iPhone11 要小心 ,iOS13 曝出安全漏洞

        十分六合彩9月17日讯,早前苹果已正式发布旗下的新款iPhone 11系列设备以及iOS 13。而近日一位安全人员发现了一个存在于iOS 13中的漏洞,其允许黑客即使在iPhone处于锁屏状态下仍旧可以窃取用户信息。

        今年买iPhone 11超级赚?三个版本iPhone今年配置无差

        十分六合彩9月17日讯,今年的苹果新机虽然有三款,但是与往年不同的是,今年的三款iPhone的处理器和内存规格都是一致的。

        十分六合彩 | |手机版 | | 十分六合彩|十分六合彩|十分六合彩|十分六合彩|十分六合彩|幸运飞艇|