▲  文末有完整视频

带口罩又热又闷,摘下戴上又不方便。那口罩能不能在四周无人的时候悄悄打开,给你散热让你喝水,一见到人又闭嘴呢?

设计极客Chen脑洞大开,做了一个特殊的口罩。

在周围没有人的“安全环境”中,口罩会自动打开,解决闷热的问题,可以安心地喝饮料;一旦有人靠近,口罩会自动关闭,保护你的安全。

虽然最后项目作者建议大家千万别做一个这个东西,因为没有什么保护性,但是它确实很酷 :)

步骤1:从原型开始

因为这是一个可穿戴项目,所以我先用纸板确定口罩的尺寸大小。这也是最快而且最便宜的解决方案。

步骤2:工作方式和零件清单

计划是使用一个Arduino Nano来读取3个PIR传感器的信号。

只要有一个PIR传感器触发正信号,就会通过控制电机来关闭口罩下方的“门”,而且,与此同时,LED会被点亮,来指示是哪个传感器被触发了。

部分材料

  • 3D打印机
  • Arduino Nano
  • PIR传感器
  • 迷你电机
  • 线套
  • 激光打印机的水贴纸纸
  • 双面PCB板

步骤3:PIR传感器工作方式

在HC-SR501传感器的镜头下,实际上包含2个传感器和1个比较器电路。当两个传感器读数不同时,它发出高电平。

所以如果传感器是静止的,背景将使两个传感器具有相同的读数,当具有热辐射的人或物体经过时,其中一个传感器将读取到差异,从而触发模块。

然而,如果将传感器安装在移动平台上,即使没有人经过,由于环境的原因,传感器的不断运动也会触发模块。因为几乎所有东西都有红外辐射。

虽然它不是专门用来检测人的传感器,但它可用于口罩应用,甚至更安全,因为它始终会误报以使其保持关闭状态。


红外热释电传感器与红外传感器有什么不同

红外热释电传感器,PassiveInfrared Ray,简称PIR。

红外热释电传感器是一种采用高热电系数材料为核心制成的用于探测红外辐射的传感器,其本身是不带红外辐射源的被动式红外传感器。

而通常所说的红外传感器,

指由红外发射管和红外接收管组成的对射或反射式传感器。

区别

这两种传感器的主要区别是工作原理不同。前者是被动地探测红外辐射,后者是主动发射红外线再由接收器根据光线被遮挡或反射接收的光强度变化来完成探测工作。

详情可以参考:(SKU:SEN0171)PIR motion sensor 红外热释电运动传感器


步骤4:设计遮罩

为了尽可能实现360度全覆盖,我选择了3个PIR传感器——两个位于脸颊两侧,另一个在头部后部。传感器具有110度范围,因此加起来几乎是一个完整的圆圈。

脸颊上的两个白球(镜头)看起来像小丑一样,很有趣,所以我开始画一些粗略的草图,获得科幻效果。

牢记我们想要的风格,我们开始3D建模。

步骤5:3D建模

我使用Fusion 360,先完成了主要部分的制作,然后为了使它看起来更具科幻外观,添加了一些细节。

步骤6:组装

步骤7:连接电路

连接非常简单,有很多5V、GND和数字引脚连接。由于Arduino Nano的电源端口非常有限,我使用原型板和一些引脚作为新的扩展。只要把所有的电线焊接在一起就可以了。

我还做了很多连接器(结果发现没有必要,造成了很多麻烦)。有一次我做了一个4针的连接器,我每次都要弄清楚方向。后来我用Poka-yoki哲学更新了它们,这使得所有零件以唯一可能的方式结合在一起。

步骤8:代码

非常简单的编码,基本上是条件循环。触发任何一个传感器后,口罩将立即“闭嘴”,相应的LED也会亮起。请参阅随附的代码:

可以在公众号后台回复“automask”下载

步骤9:可以改进的地方

检查它在视频中的工作方式。

这种设计有两个缺点。

1.传感器误报问题,更好的传感器甚至是带有AI的相机会使其更加准确。

2.项目中口罩不够密封,不过想到了如何密封口罩的“嘴巴”区域。或许可以参考鱼嘴的这种类似机制来制作一个装置。

这是一个不完美的项目,但这可以成为我们的灵感来源。也是疫情之下,创客的自娱自乐方式之一。

项目发布在instructables上,不过突然发现设计极客Chen在B站也开通了账号大家可以在关注一下。

▲  完整视频


项目作者:设计极客Chen

译:Roy

项目来源:https://www.instructables.com/id/Shy-Mask-That-Shuts-Up-When-It-Sees-People/



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