如何制作每 n 分钟振动一次的手链?

电器工程 成分 设计 执行器 振动
2022-01-30 07:52:54

我打算建立一些新的个人习惯,这些习惯最终会成为我的第二天性。为了帮助自己,我想戴一个全天每 5 分钟振动一次的手镯,以不断提醒我要保持我正在尝试建立的任何新习惯。

唉,市场上没有这样的手镯。我要么必须从头开始设计和构建它,要么以某种方式从可购买的部件中拼凑起来。(我确实考虑过为此目的使用我的手机,但我并不总是随身携带,而且它不防水。)

我的要求,按重要性降序排列,非常简单:

  1. n手链每分钟振动一次。n手镯组装好后不必进行配置。的典型值n介于 1 到 60 之间(含)。
  2. (可选)电源要么易于更换,要么在手链始终打开的情况下持续不少于 30 天。
  3. (可选)手链经久耐用(即它可能会摔倒)和防水(即我可以戴着它洗澡,不一定要去潜水)。
  4. (可选)手环可以随意开关。

我更愿意从现有的部分构建这个东西,因为我认为这会更容易和更快,尽管结果我知道我可能对细节没有太多的控制。我想最终的结果会像这款阿迪达斯“离子环”手镯(基本上,一个带有振动组件的普通手镯):

我应该如何去建造这个东西?有没有我可以购买的小型振动组件并可以连接到任何旧手镯上?或者有没有更好的东西我可以通过更多的投资来建造?

编辑(在查看答案并进行更多研究之后):

总结一下我到目前为止学到的东西,我需要:

  1. 一个振动马达。我从 Precision Microdrives 中选择了 两个进行实验。
  2. 纽扣电池。我买了两个 电机的电池。
  3. 一个计时元素。这可以是以下之一:

    • 微控制器(例如 PIC 10F200)
    • 以非稳定模式运行的 555 定时器(加上所需的电阻器和电容器)
  4. 一个晶体管。

问题:

  • 我有我需要的一切吗?
  • 对于初学者来说,哪种生成周期性脉冲的方法更容易实现?我不反对为微控制器编写一些代码,但我认为它还需要我下载一些软件并购买一些将代码加载到芯片中的方法。

    我是否会发现总体上比为 555 计时器插入电阻器和电容器更愉快或更少?

最后,如果有一种特定的方法可以让这个问题变得更好(也许把它分成更小的块?),请告诉我。

4个回答

Digikey 新的可能合适的振动电机见末尾。

在 2000/2001 年,我建造了一些基本上作为“残疾援助”的东西。少量建成并投入使用

  • “RIBBET”个人计时器

    重复间歇性蜂鸣/蜂鸣电子定时器

    这有一个年轻人/青少年的焦点,这个名字是为了“有趣”。
    把它放在桌子上,它很好地匹配了它的“青蛙”形象。

吞咽作为控制唾液的一种手段对大多数人来说是一种自然的反应——以至于绝大多数人不会意识到他们这样做了——或者如果他们不偶尔吞咽会发生什么。许多脑瘫患者可能缺乏“控制流口水”的意识,流涎是脑瘫的常见副作用,也是“正常”社交互动的主要障碍。如果提醒需要定期吞咽,适当地致力于 CP 患者可能能够控制流涎。

我的设备通过提供具有用户可变警报间期、振动模式和振动幅度的振动警报来满足这一需求。带有谨慎用户通知的用户可编程定时提醒显然有许多其他用途。音调警报也是一种选择。在某些应用中,仅使用音调。

我使用了一个低引脚数 PIC 处理器来驱动手机振动电机和/或“蜂鸣器”。电池是一包 3 个 NiCd (Nimh?) 纽扣电池。外壳是一个非常小的盆栽盒,该装置(通常)穿在衣服下面,作为脖子上的吊坠。

基本操作就像用户通过按下开关和振动和/或声音信号确认来打开/关闭禁用一样简单,但用户或护理人员可根据需要对功能进行编程。接口是 3 个 spst 按钮,允许重复率、振动脉冲的长度和脉冲数量变化。振动幅度也是可编程的,以允许对其他人的警报和听觉的“热情”进行权衡。在全振幅情况下,如果放在桌子上,该装置会在振动下愉快地穿过桌子并掉落。可选的蜂鸣器使用自振荡直流供电发声器,该发声器使用绕线电磁元件而不是压电元件,因为它们可以在低电压和良好音量下更轻松地实现紧凑一致的输出。

该程序是在 ME Labs 编译 BASIC 中编写的(不要告诉 Olin)——这使得逻辑可以很容易地转移到其他语言或处理器上。

假设文档在我的记录中仍然可用(它当然应该是),该程序可供任何有兴趣的人免费用于非商业用途。即使以另一种语言为另一个处理器系列接线,这也应该可以更快地实现 - 但任务很简单。请参阅我的用户页面以获取电子邮件地址。


警报:

DIY使用机电振动或压电驱动的客户警报器应该“足够简单”。

冲击: 轻微的“电击(TENS 风格)可能可用。

滴答” 在许多情况下,非常微妙的音频提示可能是可以接受的。例如,短而尖锐的低振幅“滴答”噪声(没有明显音调信息的摩擦音)(例如咔哒的舌头,弹指)(但安静)可能就足够了。即使其他人可以听到,他们也可能无法找到或识别它:-)

振动器

带有偏心“摆锤重量”的小型电动机会引起振动。

盈余盈余,但价格适中的新型振动电机。

新品: Digikey 以4.70 美元/1 美元的现货价格出售这款新的振动电机。
带重锤的美蓓亚振动电机
从 1V 到 40 mA,从 0.5 V 开始,
5mm X 5mm X 10mm - 太大?

在此处输入图像描述


此处为我的 Ribbet 实施手册(2001) 。

您可以购买可回收的可设置警报/计时器 - 通常带有压电蜂鸣器输出。这些可以很容易地转换为驱动振动电机。

微控制器将是最灵活的,但如果您想“自己动手”,那么如果您没有微控制器经验,那么双 555 或 CMOS 施密特逆变器或计数器解决方案会更容易。

对于振动部分,请查看用于振动手机的小马达。这些是低功率的,只会产生振动。它们通过轴上的偏心重物引起振动。

权力将更加棘手。某种形式的纽扣电池可能是最好的选择。我从来没有使用过振动电机,所以不确定它需要多少电流,因此不确定纽扣电池是否可以提供它。小到可以绑在手腕上,但在一个月内每隔几分钟运行一个振动电机,这对于今天的技术来说可能是不可能的。我可能会翻转它,看看你能做的最好的事情是使用一两个 CR2032 纽扣电池。这些是大批量生产的,因此以小电池的成本提供最大的能量。

首先要做的是找到振动电机的规格,看看你在哪里。你可以把它们贴在这里,这样我们就可以讨论你留下的地方。

为回答您的其他问题而添加:

我看了你挑选的第一台电机。虽然它在一个可爱的包装中,但考虑到为其供电是首要问题,它看起来并不合适。正如我在之前的评论中所说,低压电机似乎效率更高。例如,Jameco 有几个额定电压为 1.3V 和 80mA 的电机,这几乎是电机所需功率的 1/3。 是具有这些规格的几个之一。

由于方便的电池是 3V(一两个 CR2032 是显而易见的选择),而且很多芯片无论如何都不会在 1.3V 上运行,因此它使驱动器的选择变得清晰。使用 PIC 10F200 等微控制器代替 555 定时器。长时间的计时,比如 10 秒或更长时间,对于模拟电子设备来说会变得很棘手。但真正令人兴奋的是,微型可以对电机进行 PWM,而 555 定时器只能打开或关闭它。您可以使用第二个 555 作为由第一个门控的振荡器,但这变得越来越愚蠢。10F200 采用 SOT-23 封装,甚至比单个 555 定时器还要小。

是的,您需要某种方式将代码转储到 PIC 中。如果您只打算这样做一次,这可能是个问题。如果您打算做更多的电子项目,那么能够利用微控制器无论如何都会非常有用。仅对于这个项目,您不需要任何调试器硬件。这是一个非常简单的程序,可以用模拟器完全测试。Microchip 的免费 MPLAB 软件套件包括汇编器、库管理器、链接器、IDE 和模拟器。开发此固件所需的所有软件都是免费提供的。

至于驱动晶体管,我会使用一个好的 N 沟道低压侧开关。NPN 双极也可以工作,但我们正在处理低电压和效率问题,因为无论如何电池寿命可能会比你想要的少。IRLML2502 可以很好地完成这项工作,并且采用 SOT-23 封装。只需将 PIC 输出直接连接到门。要打开电机,PIC 实际上会做一些事情,比如在 7 个周期中打开 3 个周期,或者可能是直接一半的时间,这取决于电池放电时电机在低电压下的表现。由于电流消耗,当电机开启时,电池电压也会低于额定值。不要忘记电机两端的反向肖特基二极管以消除感应反冲。

您需要一个纽扣电池、一个振动电机、一个计时元件(一个小型​​微控制器就可以了)和 FET 或晶体管来驱动电机。开/关开关也可能很方便。你必须做一些计算来检查纽扣电池的使用寿命。也许为极客因素添加一个闪烁的 LED 并检查电池。

EGM 有一些便宜的振动电机:http ://www.goldmine-elec-products.com/products.asp?dept=1107但您可能更喜欢“封闭”版本,但请检查振动是否足以满足您的目的。我卖http://www.voti.nl/shop/p/MOT-10.html

你肯定会得到一些体积,基本上受到振动电机和电池需要多小的限制。

如果你在谷歌上搜索“手机振动马达”,就会出现各种各样的东西。我没有任何运气找到零件的数据表,但其中一些有比例照片,表明它们很容易放在指尖上。

你需要它、一个电池和一小块带有定时和电机脉冲电路的 PCB。我习惯于使用 100 多个引脚的 MCU 来做任何事情,所以我可能会建议一些矫枉过正的东西。例如,NXP 制造 Cortex M0 部件采用约 2x2mm 封装,TI 拥有 MSP430 采用 4x4mm 封装。不过我是一个软件人,所以我总是认为在编写代码来做某事方面,其他人可能会建议一个不需要任何软件的电路。

制作满足您需要的东西的原型应该非常容易,但是组装一个足够小且足够轻的可用版本可能是一个挑战,因为您需要尽可能使用最小、最密集的电路板和组件并使用微型 SMD 是对爱好者来说是一个挑战。

太糟糕了 TI 的EZ430-Chronos 可破解手表套件没有振动器。否则,这将是该项目的完美平台。


我要补充一点,如果你想尝试一些现成的东西,Arduino Nano可能值得考虑作为初始原型的基础。对于 0.73" x 1.7" 的最终项目,它可能比您想要的要大,但是您可以连接电池和电机,然后将它们全部包裹在一团电工胶带中,并拥有一个可能持续几天的原型至少。

另一种选择是Lilypad Arduino,它的直径还是 2 英寸,但它的封装更扁平,可以与纽扣电池和电机堆叠在一起。

如果您对硬件设计不熟悉,那么从那里开始的一个优势是这些经过验证的现成设计,您可以在线订购,并且是开源的,因此您可以从arduino.cc下载原理图和 Eagle 文件。它们具有您在最终产品中不需要的组件,例如连接器、排针、LED,因此一旦您有了工作原型,您就可以从可行的东西开始,并将您自己的电路板设计剥离到最低限度。