Sonografia ya mwili-ultrasound na Arduino: Hatua 3 (na Picha)

2025 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2025-01-23 15:11

Halo!

Hobby yangu na shauku yangu ni kutambua miradi ya fizikia. Moja ya kazi yangu ya mwisho ni kuhusu sonografia ya ultrasonic. Kama kawaida, nilijaribu kuifanya iwe rahisi iwezekanavyo na sehemu ambazo unaweza kupata kwenye ebay au aliexpress. Basi wacha tuangalie ni mbali gani ninaweza kwenda na vitu vyangu rahisi…

Nilichochewa na mradi huu ngumu zaidi na wa gharama kubwa zaidi:

hackaday.io/project/9281-murgen-open-sourc…

Hapa kuna sehemu utahitaji kwa mradi wangu:

sehemu kuu:

• kupima kupima unene wa rangi kwa dola 40: kipimo cha unene wa rangi ya ebay GM100
• au tu transducer 5 MHz kwa 33 USD: ebay 5 MHz transducer
• arduino Kwa sababu ya USD 12: ebay arduino kutokana
• onyesho la pikseli 320x480 kwa 11 USD: 320x480 onyesho la arduino
• vifaa viwili vya 9V / 1A vya usambazaji wa ulinganifu + 9 / GND / -9V
• gel-ultrasound kwa sonografia: 10 USD gel ya ultrasound

kwa mtumaji:

• hatua ya kubadilisha-100V inayohitajika kwa 5 USD: 100V kuongeza kibadilishaji
• hatua ya kawaida ya kubadilisha-kusambaza 12-15V kwa kibadilishaji cha 100V-2 kwa 2 USD: XL6009 nyongeza-kibadilishaji
• mdhibiti wa voltage LM7805
• monoflop-IC 74121
• dereva wa mosfet ICL7667
• IRL620 mosfet: IRL620
• capacitors na 1nF (1x), 50pF (1x), 0.1µF (1x elektroliti), 47µF (1x elektroni), 20 µF (1 x elektroliti kwa 200V), 100 nF (2x MKP kwa 200V: 100nF20µF
• vipingaji na 3kOhm (0.25W), 10kOhm (0.25W) na 50Ohm (1W)
• 10 kOhm potentiometer
• 2 pcs. Soketi za C5: 7 USD C5 tundu

kwa mpokeaji:

• Pcs 3. AD811 kazi amplifie: ebay AD811
• 1 pcs. LM7171 amplifie ya kufanya kazi: ebay LM7171
• 5 x 1 nF capacitor, 8 x 100nF capacitor
• 4 x 10 kOhm potentiometer
• 1 x 100 kOhm potentiometer
• Vipinga vya 0.25W na 68 Ohm, 330 Ohm (2 pcs.), 820 Ohm, 470 Ohm, 1.5 kOhm, 1 kOhm, 100 Ohm
• 1N4148 diode (2 pcs.)
• 3.3V diode ya zener (1 pcs.)

Hatua ya 1: Mizunguko yangu ya Kupitisha- na Mpokeaji

Sonografia ni njia muhimu sana katika dawa kutazama ndani ya mwili. Kanuni ni rahisi: Mtumaji hutuma mapigo ya-sonic-sonic. Zinaenea katika mwili, zinaonyeshwa na viungo vya ndani au mifupa na kurudi kwa mpokeaji.

Katika kesi yangu mimi hutumia kupima GM100 kwa kupima unene wa tabaka za rangi. Ingawa sio nia ya kutazama ndani ya mwili ninaweza kuona mifupa yangu.

Transmitter ya GM100 hufanya kazi na masafa ya 5 MHz. Kwa hivyo lazima uunde kunde fupi sana na urefu wa nanoseconds 100-200. 7412-monoflop inaweza kuunda kunde fupi kama hizo. Kunde hizi fupi huenda kwa dereva wa ICL7667-mosfet, ambayo huendesha lango la IRL620 (tahadhari: mosfet lazima iweze kushughulikia voltages hadi 200V!).

Ikiwa lango limewashwa, 100V-100nF-capacitor hutoka na mapigo hasi ya -100V hutumiwa kwa transmitter-piezo.

Ultrasonic-echoes, zilizopokelewa kutoka kwa GM100-kichwa zinaenda kwa hatua ya 3 ya amplifier na OPA AD820 ya haraka. Baada ya hatua ya tatu utahitaji urekebishaji wa usahihi. Kwa kusudi hili ninatumia kipaza sauti cha kufanya kazi cha LM7171.

Makini: Nilipata matokeo bora, wakati ninapofupisha uingizaji wa kinasa-usahihi na dupont-waya-kitanzi (? Katika mzunguko). Sielewi ni kwanini lakini itabidi uiangalie ikiwa utajaribu kujenga upya skana yangu ya ultrasonic.

Hatua ya 2: Programu ya Arduino

Kunde zilizoonyeshwa zinapaswa kuhifadhiwa na kuonyeshwa na mdhibiti mdogo. Mdhibiti mdogo lazima awe haraka. Kwa hivyo mimi huchagua deni ya arduino. Nimejaribu aina mbili tofauti za nambari za kusoma-haraka za analog (angalia viambatisho). Moja ni ya haraka zaidi (karibu 0.4 pers kwa ubadilishaji) lakini nilipata mara 2-3 sawa na hiyo wakati wa kusoma kwenye ingizo la analog. Nyingine ni polepole (1s kwa ubadilishaji), lakini haina hasara ya maadili yaliyorudiwa. Nimechagua ya kwanza…

Kuna swichi mbili kwenye bodi ya kupokea. Kwa safu hizo unaweza kuacha kipimo na uchague misingi-mbili tofauti za wakati. Moja ya nyakati za kupima kati ya 0 na 120 and na nyingine kati ya 0 na 240.s. Niligundua hii kwa kusoma maadili 300 au maadili 600. Kwa maadili 600 inachukua mara mbili kwa wakati, lakini basi mimi huchukua kila sekunde ya thamani ya analojia.

Wimbo unaoingia unasomwa na moja ya bandari-pembejeo-bandari ya arduino. Zener-diode inapaswa kulinda bandari kwa voltages kubwa sana kwa sababu arduino inayofaa inaweza kusoma tu voltages hadi 3.3V.

Kila thamani ya pembejeo ya analogi kisha hubadilishwa kuwa thamani kati ya 0 na 255. Kwa dhamana hii rangi-ya rangi ya kijivu itatolewa kwenye onyesho. Nyeupe inamaanisha ishara ya juu / mwangwi, kijivu-kijivu au nyeusi inamaanisha ishara ya chini / mwangwi.

Hapa kuna mistari katika msimbo wa kuchora mstatili na upana wa pikseli 24 na urefu wa pikseli 1

kwa (i = 0; i <300; i ++) {

maadili = ramani (maadili , 0, 4095, 0, 255);

myGLCD.setColor (maadili , maadili , maadili );

myGLCD.fillRect (j * 24, 15 + i, j * 24 + 23, 15 + i);

}

Baada ya sekunde moja safu inayofuata itachorwa…

Hatua ya 3: Matokeo

Nimechunguza vitu tofauti kutoka kwa mitungi ya aluminim juu ya baluni zilizojaa maji mwilini mwangu. Kuona echos ya mwili kukuza kwa ishara lazima iwe juu sana. Kwa mitungi ya aluminium amplification ya chini inahitajika. Unapoangalia picha unaweza kuona wazi mwangwi kutoka kwa ngozi na mfupa wangu.

Kwa hivyo naweza kusema nini juu ya kufanikiwa au kutofaulu kwa mradi huu. Inawezekana kuangalia ndani ya mwili na njia rahisi na kutumia sehemu, ambazo sio kawaida kusudi hilo. Lakini sababu hizi zinapunguza matokeo pia. Hupati picha zilizo wazi na zenye muundo mzuri ikilinganishwa na suluhisho za kibiashara.

Lakini na hili ndio jambo la muhimu zaidi, nimejaribu na nimefanya bidii yangu. Natumai ulipenda mafundisho haya na ilikuwa ya kupendeza kwako.

Ikiwa ungependa kuangalia miradi yangu mingine ya fizikia:

www.youtube.com/user/stopperl16/videos?

miradi zaidi ya fizikia: