Стеснительная маска, автоматически закрывающаяся при виде людей

Original author: Friedlc
  • Translation


Грустно, что нам приходится носить маски из-за пандемии COVID -19. Ощущения не из приятных – вам жарко, вы потеете, нервничаете, и вам тяжелее дышать. Иногда бывает, что очень хочется снять маску, но вы боитесь это делать.

Что, если бы маска могла сама открываться в безопасной ситуации, когда вокруг нет людей? Можно было бы охладиться, выпить воды. Однако при приближении других людей маска должна автоматически закрываться.

Шаг 1: начнём с прототипа




Поскольку это носимая электроника, я начал прототипирование с картонной модели. Так быстрее и дешевле всего правильно подобрать размер и прочие параметры.

Шаг 2: как всё работает, и компоненты




Планирую использовать Arduino Nano, который будет считывать сигналы с трёх пассивных инфракрасных датчиков (ПИД). Если любой из них даёт сигнал о приближении, маска закрывает дверку при помощи сервопривода и зажигает светодиоды, из которых видно, какой датчик сработал.

Что я использовал:


Шаг 3: как работает ПИД и почему для данного проекта он не идеален








Под линзой сенсора HC-SR501 на самом деле находятся два датчика и компаратор. Он отправляет сигнал HIGH, когда показания с двух датчиков расходятся.

Если датчик неподвижен, то окружающий его фон даёт ему одинаковые сигналы. Когда мимо движется человек или объект, излучающий тепло, показания датчиков начнут отличаться, что включит этот модуль.

Однако если датчик сам будет двигаться, то постоянное движение будет чаще активировать модуль, поскольку фон будет двигаться относительно датчика, даже если рядом никого нет. Почти все окружающие нас предметы излучают в инфракрасном диапазоне.

И хотя этот датчик не предназначен конкретно для обнаружения людей, для маски он подходит достаточно хорошо, и даже делает её безопаснее из-за всех этих ложноположительных срабатываний.

Шаг 4: разработка маски


Чтобы обеспечить круговое покрытие в 360°, я взял 3 датчика – два для щёк, и один для затылка. У одного датчика угол зрения составляет 110°, поэтому в итоге получается почти круговой обзор.



2 белых шарообразных линзы на щеках смотрятся, как клоунский наряд – поэтому я начал делать наброски, чтобы достичь более фантастического внешнего вида. Взяв на вооружение этот стиль и полученные с помощью прототипов размеры, можно приступать к 3D-моделированию.

Шаг 5: 3D-моделирование






Я использовал Fusion 360, начав с основных частей и механизмов, а потом добавляя детали для более фантастического внешнего вида.

Шаг 6: собираем всё вместе








Шаг 7: подключаем электронику








Сборка крайне проста. Просто соединить кучку 5 В, GND и цифровых контактов. Поскольку портов питания у Arduino Nano очень мало, я сделал собственное расширение на макетке. Нужно просто спаять все провода вместе, сделав шину питания.

Также я сначала сделал кучу разъёмов, что оказалось ненужным и даже мешало – каждый раз нужно было думать, как что соединять. Потом я всё поменял с использованием технологии «защита от дурака», и теперь всё можно соединить единственно верным способом.

Шаг 8: код




Код получился простым, просто цикл с условием. Когда любой из датчиков срабатывает, дверка закрывается и зажигается светодиод.

Шаг 9: улучшения на будущее



У такой схемы есть два явных недостатка.
  1. Проблема ложноположительных срабатываний датчика. Хорошо бы использовать более качественный датчик или даже камеру с ИИ.
  2. Я не старался герметизировать маску, однако придумал, как герметизировать дверцу. Думаю, что для проверок в будущем интересно будет взять механизм открывания рта у рыб.


Проект не идеален, но надеюсь, что он развлечёт вас и, возможно, вдохновит.

Автор проекта: DesignMaker

См. также:

AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

More
Ads

Comments 36

    +2

    Т.е. пока людей вокруг нет, можно кашлять на разные поверхности и заражать все вокруг? Если это лифт, то совершенно нормально оставить после себя инфицированный аэрозоль, который вдохнет следующий "стесняша"?

      +2
      — Практически все нормальные респираторы (FFP2\FFP3) имеют клапан выдоха, который не препятствует выходу воздуха с зараженными частицами в нем
      — Постоянное ношение маски не очень полезно даже для здоровых людей
      — Каждый должен оценивать ситуацию и думать о себе сам и выбирать соответствующие степени защиты — без маски/ маска на заднице где угодно, кроме органов дыхания / маска где надо / респиратор / далее по списку.

      ИМХО логичнее было бы для начала просто сделать кнопку открытия\закрытия. Вышел в поле\на безлюдную улицу — открыл. Иначе слишком высокий риск наглотаться летающей слюны с вирусом. Микрокапли могут висеть в воздухе довольно долго, а в магазине, например, разлетаться над полками. В ОТ с кондиционерами еще хуже, там как в самолете, один чихнул, через пару минут этим дышат все. Т.е. ситуация «датчик не видит людей — маска открыта» опасна практически везщде, кроме чистого поля.

      Маска должна ориентироваться не на людей, а на наличие загрязнителей в воздухе. Сейчас такая маска, наверное, технически возможна (хотя даже «маска на максималках» вряд ли сможет отличить микрокапли слюны с вирусами от какой-нибудь относительно безобидной пыли), но будет крайне дорогой и громоздкой.

      Итого — ручное открытие\закрытие предпочтительно. Оно лучше ручного снятия\надевания респиратора тем, что минимизирует контакт рук с потенциально контаминированной поверхностью респиратора, и контакт внутренней части респиратора с потенциально контаминированными одеждой\руками\пордбородком и шеей, куда обычно «вешают» обычные маски и респираторы люди, которые не думают о том, как они работают и в чем вообще их смысл.
        0
        Самолёт как раз плохой пример. Воздух там тщательно стерилизуется. И заболеть можно разве что от соседа по креслу.
          0
          Самолёт как раз плохой пример. Воздух там тщательно стерилизуется. И заболеть можно разве что от соседа по креслу.

          Как вы себе представляете стерилизацию воздуха в самолете? Воздух отбирается из салона, смешивается с забортным, продавливается через HEPA-фильтр.
          Загрязняющие вещества в воздухе салона самолета
          Загрязнение внутреннего воздуха устраняется вентиляционным забортным воздухом. После того как загрязняющие вещества внутреннего воздуха разбавляются вентиляционным воздухом, внутренний воздух подается в салон. Расход наружного воздуха является важным фактором степени загрязненности воздуха в салоне. Предписания FAR 25 устанавливают, что минимальное количество забираемого свежего воздуха на одного человека составляет 12,5 м3/ч.

          Основными источниками загрязнения внутреннего воздуха являются дыхание пассажиров, запахи пищи, туалет и т. д. либо источники, находящиеся вне салона.

          Для очистки рециркуляционного воздуха от патогенных и опасных частиц очень важна эффективность фильтрации применяемых фильтров. В вентиляционных системах самолетов применяются HEPA-фильтры**.

          Такие фильтры способны задерживать вирусы и бактериальные структуры, они характеризуются средней эффективностью 94–99,97 %. Однако для эффективной работы эти фильтры должны регулярно проверяться.

          www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3074

          Доаустим, там будет даже УФ-облучение (хотя я о таком не слышал). Это могло бы сработать, если бы пассажиры летели в индивидуальных отсеках. Сейчас отбор\подача воздуха, насколько я читал, работает в рамках рядов.

          Самое важное — в любом случае, так как объем с пассажирами ОДИН, не весь выдыхаемый загрязненный воздух всасывается, и он же активно перемешивается с поступающим в салон условно чистым воздухом, который, естественно, в итоге более-менее равномерно распределяет его по салону. Т.е. концентрация снижается, но за счет перемешивающего эффекта распространение — высокое.
      +1
      жарко, вы потеете, нервничаете, и вам тяжелее дышать

      Вместо того чтобы сделать подачу кондиционированного очищенного воздуха в зависимости от нагрузки.
        0
        Предлагаете сразу PAPR носить?
          0
          Наподобие аппарата Goldgsm «Моя попытка задержать COVID-19 (автономный дыхательный аппарат)».
          Только в условиях лета эта маска требует охлаждения воздуха. Автономный кондиционер на батарейках нереален. Возможно можно использовать испарение воды или подобный процесс.
          В любом случае автономный носимый кондиционер воздуха в какой-то реализации был бы востребован летом.
            0
            У него, фактически, тоже PAPR — респиратор с принудительной подачей воздуха. Только тяжёлый и переусложнённый, и в его варианте вас холодный воздух не спасёт — всё равно под внутренней маской потеть будете. Я бы скорее просто капюшон с окном использовал, какие на серийных PAPR'ах используют.
            Автономный кондиционер на батарейках нереален
            Ну, почему бы и нет?
        +3

        Это всё полумеры. Дальше будет хуже и с экологией, и вообще. Пора изобретать повседневный скафандр со смартшлемом, водоснабжением, регенерацией воздуха...

          +2
          и встроенной кофемашиной
            0
            С водоснабжением и водоотведением
              0
              Замкнутого цикла.
                0
                На картриджах. :-)
                  0
                  Тогда и сюжет In time становится вероятным: смогу ли я дойти до киоска на этом картридже?
              0
              Браво! именно об этом я и подумала — полноценный скафандр для выхода из дома нужен. А маска из пластика гораздо неудобнее тряпочной, а в тряпочную такой механизм вряд ли установишь, хотя в целом идея импонирует.
                +1
                Ok
                image
                +4
                Вкратце изобретение можно описать так — «когда коту делать нечего...»
                Чувак продемонстрировал, что умеет пользоваться ардуиной и 3D-принтером. А вот зачем это на главной — не очень понятно.
                  –1
                  коту и, видимо, жене
                  0
                  Как идея — замечательно. Но прототип не выполняет основную функцию — фильтрация/стерилизация поступающего воздуха. Хотя-бы 280nm светодиодов туда добавить. Китайцы их вовсю уже в лампочках используют. aliexpress.ru/item/4000802448987.html?spm=a2g0s.12269583.0.0.7ea43c8eLfQfp7
                    +1
                    UVC генерирует озон, сильнейший яд
                      0
                      Формально 280нм это UVC, но это граница, по которой часто определяют отличие UVC/UVB и такая длина волны не является озонообразующей. Озонообразующий УФ на 100нм короче. У меня есть образец такого светодиода, никаких следов запаха озона от его работы нет. Хотя ожог кожи может вызвать быстро если подержать, а люминофор из люминесцентных ламп в нем реально светится (светодиоды 365нм на это не способны).
                        0
                        Всё правильно. Озона нет, а ожёг кожи вызывает. Пробовал на руке через трафарет. Подержал минут пять эту лампочку на расстоянии около 10см, получил ожёг, довольно болезненный. По трафарету. Свет очень неприятный голубоватый. Ультрафиолетовые метки на купюрах, которые светятся на светодиодах 365нм, на эту лампочку не реагируют.
                    –1

                    Вообще то клиентура для дурки созрела и увеличивается в геометрической прогрессии. Другие то болезни исчезли и по логике всех статей такого рода- маски, скафандры- пожизненно

                      –4

                      Зачем другие болезни. "Cow ID" доходней будет. И не важно, что это просто больничная инфекция, случайно выведенная повсеместно в условиях отсутсвия конкуренции со стороны стерелизуемых патогенов и ослабленного иммунитета. ВОЗ зря не скажет и не важно, что внезапные смерти от пневмоний в не пульмонологических отделениях начались уже очень давно.

                        +1
                        Какую-то дичь несете. Даже если считать что опасность короны была расчитана не верно — вы всё равно дичь несете.
                          –2

                          Вы с головы корону снимите. Потому что никакой другой "короны" нет. Есть event 202 и внутрибольничная инфекция.

                            +1
                            И вы делаете этот вывод на основе… чего?
                              –1

                              Смертей. Людей которых я знал лично. Очень задолго до глобальной ковидизации. В больницу они поступали планово на не сложные операции, вообще не связанные с лёгкими, а умирали от пневмонии. Ещё странности добавляет тот факт, что регионы, где это происходило, нынче карантинные и при этом есть не карантинные регионы. Да и эпидимиологические меры не соответствуют уставным, исключительно нагнетание и использование ситуации в корыстных целях группой заинтересованных лиц. А про евент 201 я узнал из интернетов и экстраполировал.

                                0
                                Ясно.
                                  0

                                  Чудесно.

                                    0
                                    В свою очередь я, как и многие другие, могу с точно такой же степени доказуемости сказать, что лично знаю людей, которые ПОПАЛИ в больницу ПОСЛЕ возникновения проблем с легкими, а не до. Но большинству людей не приходится доказывать, что небо синее, так что я не вижу здесь проблемы.

                                    В любом случае, даже если проблема была бы не вне больниц, а внутри (хотя обратите внимание на альтернативное название ковида, придуманное для занижения статистики — внебольничная пневмония), то то, что она возникла сразу везде и в объеме, который потребовал уличных моргов и братских могил, должно намекать, что проблема существует, и с ней надо бороться.

                                    про евент 201 я узнал из интернетов и экстраполировал.

                                    По вашей логике, можно узнать из инторнетов про тренировки пожарных, и из этого экстраполировать, что они сами все пожары и устраивают.
                                      0

                                      А никто пожар и не устраивал специально. Просто болота осушили да ещё леса втихую попилили. А без аналогий если — какие меры Вы бы, как ВОЗ, приняли для устранения такого (уже давно глобального) явления как внутрибольничная инфекция. Только не надо как я отрицать очевидное, почестному.

                      +2
                      А свою основную функцию маска выполняет? Какой класс фильтрации? Удобно ли дышать?
                      P.S. Все уже придумано до нас

                        +1

                        Я бы это назвал — Маска Хикикомори.

                          0
                          Распознавание камер было бы актуальнее. =)
                            –1
                            Кибер-панк который мы заслужили…

                            Only users with full accounts can post comments. Log in, please.