CC BY
5групп и то по причине совпадения времени дистанционных занятий в Кванториуме с временем занятий в школе. Остальные группы занимались без изменений согласно установленному расписанию.
miro untitied ¿ ш <§ a Q i
Умная лампа
Рисунок 4 - Работа 3 группы Айтиквантума онлайн-доске Miro по кейсу «Клик»
Отдельно несколько слов надо сказать о посещаемости дистанционных занятий. Количество ребят, которые посещали занятия было стабильным на протяжении практически всего периода обучения. Однако было несколько групп, в которых явка детей снизилась из-за окончания четверти в школе. Также некоторые ребята время от времени не могли присутствовать на занятиях из-за проблем с доступом к Интернету.
В итоге хотелось бы отметить, что переход на дистанционное обучение поначалу казался сложным и «неподъемным», но на деле оказалось, что освоить его не составило особого труда, главное - наличие свободного времени, терпение и трудолюбие.
Библиографический список:
1. 6 плюсов дополнительного образования, о которых вы не знали // Мел. Медиа про образование и воспитание детей. - URL: https://mel.fm/blog/umnazia-umnazia/42705-6- plyusov-dopolnitelnogo-obrazovaniya-o-kotorykh-vy-ne-znali (дата обращения: 03.05.2020). - Текст: электронный.
2. Zoom: лидер в сфере конференц-решений согласно отчетам Gartner Magic Quadrant, 2019 г. -URL: https://zoom.us/ (дата обращения: 02.05.2020). - Текст: электронный.
3. Miro (ранее RealtimeBoard). - URL: https://www.webmeetings.ru/tool/1313/ (дата обращения: 05.05.2020). - Текст: электронный.
4. Новый способ общения с вашими друзьями и сообществами. - URL: https://discordapp.com/ (дата обращения: 03.05.2020). - Текст: электронный.
УДК 378.02
ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПУЛЬСОВОГО СИГНАЛА RESEARCH OF PHASE CHARACTERISTICS OF A PULSE SIGNAL
Рахманов Д. Е., студент Кудрявцев Н. Г., канд. техн. наук, доцент Сафонова В. Ю., студент Физико-математический и инженерно-технологический институт ФГБОУ ВО «Горно-Алтайский государственный университет» Россия, Республика Алтай, г. Горно-Алтайск Raxmanov.Dmitriy@mail.ru, ngkudr@mail.ru, safonova_varvara@mail.ru
Аннотация. В данной статье описан способ автоматизации измерений пульса человека, а также оценка его фазовых характеристик и дальнейшая обработка полученного сигнала посредством платформы микроконтроллера ArduinoUNO.
Ключевые слова: робототехника, пульс, обработка сигнала.
Abstract. This article describes a method for automating measurements of a person's pulse, as well as evaluating its phase characteristics and further processing of the received signal through the Arduino UNO microcontroller platform.
Key words: robotics, pulse, signal processing.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Республики Алтай в рамках научного проекта № 20-413-040003 р_а.
В восточной медицине широко распространены методы диагностики здоровья человека путем исследования его пульса. Одним из таких методов является определение на ощупь задержки между биениями пульса в разных контрольных участках на теле человека, например, на сонной артерии, на запястье и т.п. По задержке пульса опытный специалист может определить вид заболевания, а так же степень чистоты кровеносных сосудов. С ходом развития технологий появляются и новые, более точные, исключающие человеческий фактор, устройства, с помощью которых результаты таких исследований становятся более качественными и достоверными.
Основной целью исследования являлась автоматизация измерений пульса и обработки его сигнала. Задачи исследования, которые решались при выполнении работы:
1) изготовление устройства, которое, с помощью аналоговых датчиков, позволяет считать пульсовой сигнал с разных точек тела человека;
2) оцифровка сигнала пульса, и визуализация на диаграмме его пульсовой волны;
3) оценка фазовых характеристик пульса.
Сигналом в природе называется физическая величина, которая содержит в себе определенную информацию. Такого рода сигнала, как звук, вибрация, температура или сила света, наблюдаемы и могут быть зарегистрированы и преобразованы соответствующим прибором в электрические.
Сигналы бывают аналоговыми и цифровыми. Аналоговым сигналом называется такой сигнал который выражает непрерывно изменяющуюся величину, а ступенчатое представление такого сигнала называется дискретизацией. Дискретизация может производиться как по времени, так и по значению величины сигнала. Если сигнал, подвергнутый дискретизации по времени и по значению, затем представляется в цифровом виде, то такое преобразование аналогового сигнала в цифровой называется аналого-цифровым преобразованием. Аналоговый сигнал, полученный от датчика, посредством аналого-цифрового преобразователя (АЦП) преобразуется в числовые значения в двоичной системе счисления, т.е. предстает в виде нулей и единиц.
Компьютеры обладают высокой скоростью вычисления и обработки информации. Поэтому в последнее время заметно возрастает их использование для целей обработки цифровых сигналов по сравнению с традиционным методом обработки аналоговых сигналов посредством электронной аппаратуры. Что касается аналого-цифрового преобразования, важно предусмотреть оптимальное количество уровней квантования, а также установить необходимую частоту выборки.
Для проведения исследования фазовых характеристик сигнала пульса, данный сигнал нужно как-то считывать. Для этого потребовалось изготовить устройство, при помощи которого можно считать и оцифровать полученный сигнал.
Данное устройство основано на базе аппаратной платформы ArduinoUno и аналоговых датчиков пульса. В данной платформе установлен 10 - битный АЦП, что позволяет преобразовать напряжение от 0 до 5 вольт на аналоговом входе в число с точностью до 5/1024 вольта. Тем самым, сигнал, полученный с аналогового датчика, является достаточно четким. В роли датчика пульса выступает аналоговый датчик, основанный на методе фотоплетизмографии - изменении оптической плотности объема крови в области, на которой проводится измерение (например, палец руки или мочка уха), вследствие изменения кровотока по сосудам в зависимости от фазы сердечного цикла. Датчик содержит источник светового излучения (светодиод зеленого цвета) и фотоприемник, напряжение на котором меняется в зависимости от объема крови во время сердечных пульсаций. Он способен усиливать аналоговый сигнал и нормализовать его относительно точки среднего значения напряжения питания датчика. Датчик реагирует на относительные изменения интенсивности света. Если количество света, падающего на датчик, остается постоянным, величина сигнала будет оставаться вблизи середины диапазона АЦП. Если регистрируется большая интенсивность излучения, то кривая сигнала идет вверх, если меньше интенсивность, то, наоборот, кривая идет вниз. В нашем устройстве использовано два таких датчика для одновременного считывания показаний пульса с разных точек тела человека. Подключаются датчики к аналоговым входам платформы.
Для работы с датчиками на Arduino была загружена программа, посредством которой с датчиков в режиме реального времени будет передаваться цифровой сигнал в COM порт компьютера. Для считывания данных с СОМ порта используется логгер (в нашем случае это Terminal), который полученные данные записывает в файл. Данные из файла мы копируем в MicrosoftExcel и на их основе строим два графика: один график с данных первого датчика, второй график с данных второго датчика. И уже после всего этого можно переходить к исследованию фазовых характеристик.
Наша задача была провести эксперимент и удостовериться в том, есть ли задержка между сигналами пульса в разных частях тела. Для проведения эксперимента мы разместили наши датчики в разных частях тела исследуемого, один датчик на подушечке указательного пальца, другой в области сонной артерии. После считывания и оцифровки сигналов с датчиков выяснилось, что задержка между сигналами пульса действительно присутствует. При построении графиков отчетливо наблюдается сдвиг фаз. График сигнала пульса со сдвигом фаз представлен на рисунке ниже.
Рисунок 1 - График сигнала пульса со сдвигом фаз
Выбрав определенный уровень сигнала на оси у, например, 600 милливольт как показано на рисунке и отпустив перпендикуляры на ось х, мы можем наблюдать задержку между пульсациями в 0.13 секунд.
Таким образом, в ходе исследования удалось изготовить устройство, позволяющее считывать достаточно качественный сигнал пульса человека, затем оцифровать его и визуализировать на диаграмме в виде пульсовой волны, а также оценить фазовые характеристики пульса человека.
Библиографический список:
1. Атлас тибетской медицины. Свод иллюстраций к тибетскому медицинскому трактату XVII века / Колектив авторов. - Москва : Галарт, 1994. - C. 592.
2. Сато, Юкио. Без паники! Цифровая обработка сигналов / Юкио Сато : перевод с японского Селиной Т. Г. - Москва : Додэка-ХХ1, 2010. - 176 с.
УДК 378.02
МАГНИТНАЯ ЛЕВИТАЦИЯ MAGNETIC LEVITATION
Техтиеков В. И., студент
Долгов Д. П., студент Сафонова В. Ю., студент Барсуков А. А., студент Научный руководитель: Кудрявцев Н. Г., канд. техн. наук, доцент Физико-математический и инженерно-технологический институт ФГБОУ ВО «Горно-Алтайский государственный университет» Россия, Республика Алтай, г. Горно-Алтайск 2013slim2013@gmail.com
Аннотация. Данная работа посвящена вопросу магнитной левитации. Цель работы заключается в исследовании способов получения магнитной левитации при различных условиях. В начале работы рассматриваются различные способы получения магнитной левитации. Далее объясняется принцип электромагнитной левитации, основные моменты которой реализованы в экспериментальной установке, реализованной в лаборатории робототехники Горно-Алтайского государственного университета. В заключении работы говорится о возможностях применения данной технологии.
Ключевые слова: левитация, магнитная левитация, электромагнит, теорема Ирншоу, электромагнитная левитация.
Abstract. This work is devoted to the issue of magnetic levitation. The purpose of the work is to study methods for producing magnetic levitation under various conditions. At the beginning of the work, various methods for obtaining magnetic levitation are considered. Next, the principle of electromagnetic magnetic levitation is explained, the main points of which are realized in an experimental setup implemented in the
