GR20160100317A - Ακουστικα εξυπνων τηλεφωνων με αισθητηρα θερμοκρασιας μεσα στο θαλαμο του μικροφωνου - Google Patents

Abstract

Η περιγραφόμενη Συσκευή είναι μία βελτίωση και εξέλιξη των κλασικών "ακουστικών με μικρόφωνο", που έχει την δυνατότητα να μετρά την θερμοκρασία περιβάλλοντος ή/και του ανθρώπινου σώματος, με την βοήθεια αισθητήρα θερμοκρασίας τοποθετημένου μέσα στο μικρόφωνο των ακουστικών. Όταν τα ακουστικά βρίσκονται πάνω στο τραπέζι, μετρούν την θερμοκρασία δωματίου. Αν τα φοράμε στην ύπαιθρο, δείχνουν την θερμοκρασία περιβάλλοντος. Όταν, τέλος, έχουμε το μικρόφωνο κάτω από την μασχάλη μας, μετριέται η θερμοκρασία του σώματός μας. Το θερμόμετρο στέλνει τις μετρήσεις του στην συσκευή, που έχει συνδεθεί, αξιοποιώντας κατά προτίμηση την υπάρχουσα ηλεκτρολογική διάταξη, με ηλεκτρικά σήματα, που αντιστοιχούν σε προκαθορισμένες ηχητικές συχνότητες. Η αποκρυπτογρόφηση των σημάτων γίνεται με την βοήθεια λογισμικού, που εκτελείται στην βασική συσκευή (π.χ. τηλέφωνο), μέσω ενός προσυμφωνημένου πρωτοκόλλου επικοινωνίας και οι μετρήσεις απεικονίζονται στην οθόνη της.

Description

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

     Ακουστικά έξυπνων τηλεφώνων με αισθητήρα θερμοκρασίας μέσα στον θάλαμο του μικροφώνου

Συσκευή Ακουστικών -ηχεία και μικρόφωνο- (Headset ή Ear-fitting headphones with Mic), που συνδέεται με «έξυπνα τηλέφωνα» (smartphones) ή/και «υπολογιστές ταμπλέτες» (smart devices), που έχει την δυνατότητα να μετρά την Θερμοκρασία περιβάλλοντος ή/και του ανθρώπινου σώματος, με την βοήθεια αισθητήρα θερμοκρασίας τοποθετημένου μέσα στο Μικρόφωνο των Ακουστικών.

Η γνώση της Θερμοκρασίας περιβάλλοντος, όπου και να βρισκόμαστε, μας δίνει την δυνατότητα να ρυθμίζουμε τον Κλιματισμό, την Θέρμανση, την ένδυση μας και σε περιπτώσεις ακραίων θερμοκρασιών ζέστης ή ψύχους να λάβουμε περεταίρω προφυλάξεις, όπως να βραχούμε με νερό, να περιοριστούμε σε κλειστό χώρο, κτλ.. Ανάλογα σημαντική και κρίσιμη είναι και η γνώση της Θερμοκρασίας του σώματος μας. Δυστυχώς, ελάχιστοι κουβαλούν Θερμόμετρο και τα περισσότερα σπίτια στερούνται ενός Θερμομέτρου που να λειτουργεί.

Η αναβάθμιση μιας ευρύτατα διαδεδομένης συσκευής, που βρίσκεται δίπλα σε κάθε άτομο, όπως τα Ακουστικά του κινητού μας, ώστε να μετρούν και Θερμοκρασία, είναι μεγάλη εξέλιξη στην απόκτηση βασικών πληροφοριών στην καθημερινότητα μας. Έτσι, τα προτεινόμενα ακουστικά της εφεύρεσης α) όταν βρίσκονται πάνω στο τραπέζι, μετρούν την θερμοκρασία δωματίου, β) όταν τα φοράμε στην ύπαιθρο, δείχνουν την θερμοκρασία περιβάλλοντος και γ) όταν τέλος τοποθετήσουμε το μικρόφωνο κάτω από την μασχάλη μας, μετριέται η θερμοκρασία του σώματος μας.

Στο ΣΧΕΔΙΟ που επισυνάπτεται παρουσιάζονται τα κλασικά ακουστικά, που συνοδεύουν τα έξυπνα τηλέφωνα (ή/και έξυπνες συσκευές γενικότερα) με την προσθήκη του αισθητήρα θερμότητας εντός του θαλάμου του μικροφώνου. Δηλαδή παρατηρούμε:

[1]  τον αριστερό θάλαμο ηχείου (left speaker chamber), [2] το δεξί θάλαμο ηχείου (right speaker chamber) και [3] τα δύο Ηχεία που βρίσκονται από ένα σε κάθε θάλαμο.

[5]  το βύσμα των ακουστικών (Jack) που είναι το πρότυπο (standard) των 3.5mm, αλλά θα μπορούσε να είναι οποιοσδήποτε άλλος τύπος βύσματος. Η απεικόνιση της τυπικής συνδεσμολογίας της καλωδίωσης απεικονίζεται ως [5α] μικρόφωνο, όπου θα καταλήγουν και τα σήματα του αισθητήρα θερμότητας (microphone & thermometer), [5β] γείωση (ground), [5γ] δεξιά ήχος (right audio) και [5δ] αριστερά ήχος (left audio).

Η απεικόνιση της εφεύρεσης στο ΣΧΕΔΙΟ βρίσκεται στο [4] θάλαμος μικροφώνου (microphone chamber), όπου ενώ στη κλασσική του διάταξη περιέχεται μόνο το [4β] μικρόφωνο (microphone), στην υπό παρουσίαση εφεύρεση ένας αισθητήρας θερμοκρασίας [4α], που καλύπτει το φάσμα των συνήθων θερμοκρασιών περιβάλλοντος, τοποθετείται μέσα σε αυτό το θάλαμο.

Χαρακτηριστικό κατασκευής και λειτουργίας:

       1. Ο αισθητήρας θερμότητας στέλνει τις μετρήσεις του μέσω καλωδίου στην συσκευή, στη οποία έχουν συνδεθεί τα ακουστικά, αξιοποιώντας το ηλεκτρικό ρεύμα, που έχει αποθηκευτεί σε πυκνωτή και έχει προκύψει από την χρήση του μικροφώνου ή με οποιονδήποτε άλλο τρόπο (επαγωγικά, κινητικά, φωτοκύτταρο, κτλ.).

       2. Όπως το μικρόφωνο μετατρέπει την ακουστική ενέργεια σε ηλεκτρική, έτσι και το θερμόμετρο μετατρέπει τις μετρήσεις του σε ηλεκτρικά σήματα, που προτείνεται να προσομοιάζουν με εκείνα του μικροφώνου. Χρησιμοποιώντας δύο συχνότητες (όπως ο κώδικας Μορς) ή τρεις συχνότητες, δημιουργούμε πρωτόκολλο επικοινωνίας μεταξύ της περιγραφόμενης Συσκευής και της έξυπνης συσκευής. Πχ. ένας παλμός 20000Hz και ένας 20100Hz ορίζουν την μονάδα, ένας παλμός 20100Hz και τρεις 20000Hz ορίζουν το δύο, κ.ο.κ. Όλα τα δεδομένα συνοδεύονται από σήματα έναρξης-λήξης (start-stop). Το Ακουστό Φάσμα είναι 20Ηz έως 20000Hz, οπότε η επιλογή των συχνοτήτων προτείνεται να είναι στα όρια αυτού του φάσματος, χωρίς να αποκλείεται άλλη λύση.

      3. Η αποστολή των μετρήσεων θα γίνεται σε τακτά χρονικά διαστήματα, που μπορούν να είναι ρυθμιζόμενα.

      4. Απαραίτητα στην συσκευή βάσης πρέπει να εκτελείται λογισμικό που θα μετατρέπει τις ηλεκτρικές ενδείξεις σε ψηφιακή απεικόνιση των μετρήσεων. Η επιπλέον δυνατότητα στατιστικής παρακολούθησης, ιστορικού, κτλ. ανήκουν στις σχεδιαστικές παραμέτρους τις εφαρμογής (software) και δεν καλύπτονται στο παρόν.

Υπάρχουσα κατάσταση:

Α) Έχουν υπάρξει προσεγγίσεις, που με κέντρο το έξυπνο κινητό τηλέφωνο (ή την έξυπνη συσκευή) μετρούν την θερμοκρασία περιβάλλοντος. Ενδεικτικά αναφέρω:

·   Το έξυπνο κινητό τηλέφωνο συνδέεται μέσω Διαδικτύου με κάποιο μετεωρολογικό σταθμό και απεικονίζει τα δεδομένα στην οθόνη του. Αυτό δεν δίνει την δυνατότητα μέτρησης της θερμοκρασίας στον χώρο που βρισκόμαστε, ούτε βέβαια την θερμοκρασία σώματος, αλλά το κλίμα στην ευρύτερη περιοχή. Επίσης απαιτείται πρόσβαση στο διαδίκτυο.

·   Το έξυπνο κινητό συνδέεται με συσκευή που περιέχει θερμόμετρο (ενσύρματα ή ασύρματα) και απεικονίζει τις μετρήσεις στην οθόνη του. Αυτό έχει το πρόβλημα ότι πρέπει να μεταφέρεις επιπλέον συσκευή και επίσης δεν έχουμε δυνατότητα μέτρησης της θερμοκρασία σώματος.

Β) Επίσης έχουν υπάρξει προσεγγίσεις που με κέντρο το κινητό τηλέφωνο (ή την έξυπνη συσκευή) μετρούν την θερμοκρασία σώματος. Ενδεικτικά αναφέρω:

      US 2006/0281975 A1 (Dec 14, 2006): Η μέτρηση της θερμοκρασίας λαμβάνεται από τον ακουστικό πόρο και γίνεται περιγραφή δυνατοτήτων σύνδεσης άλλων αυτόνομων συσκευών, όπως στηθοσκόπιο, μετρητής καρδιακών παλμών, κτλ. Ο σκοπός να μεταφέρει δεδομένα σε ιατρική ομάδα.

      US 2009/0105548 Α1 (Apr 23, 2009): Έχει ενσωματώσει στο βύσμα που μπαίνει μέσα στο αυτί, θερμόμετρο, για τον εντοπισμό πυρετού και μικρόφωνο για την καταγραφή του καρδιακού παλμού

      US 2013/0131541 A1 (May 23, 2013): Σύστημα για τον εντοπισμό των ημερών ωορρηξίας όπου ένα εξωτερικό θερμόμετρο στέλνει ασύρματα ή ενσύρματα τις μετρήσεις στο κινητό τηλέφωνο, που εκτελεί τις περεταίρω διεργασίες.

      US 2013/0335226 A1 (Dec 19, 2013): Ελεγκτής παιχνιδιών που ενσωματώνει σε κάθε βύσμα των ακουστικών (που εισέρχονται στον ακουστικό πόρο), ηχείο για να μεταδίδει ήχο (προφανές), αλλά και αισθητήρα αδρανείας (επιταχυνσιόμετρο), για να εντοπίζεται η κίνηση. Επιταχυνσιόμετρο τοποθετούνται και στα χειριστήρια (μηχανισμοί κινούμενοι με το χέρι).

Παρατηρήσεις και μειονεκτήματα των ανωτέρω:

•    Η τοποθέτηση του αισθητήρα θερμοκρασίας μέσα στο βύσμα-ακουστικό, που μπαίνει μέσα στον ακουστικό πόρο, έχει το πρόβλημα ότι δεν μπορείς να μιλάς στο κινητό ή να ακούς μουσική και ταυτόχρονα να μετράς την θερμοκρασία περιβάλλοντος. · Ο κλασικός σχεδιασμός των γνωστών ακουστικών προβλέπει η έξυπνη συσκευή να στέλνει σήμα προς τα ηχεία (που μπαίνουν στο αυτί) και να λαμβάνει σήμα από το μικρόφωνο. Ο σχεδιασμός των ανωτέρω λύσεων επιβάλει να αλλάξει ο σχεδιασμός των ηχείων, ώστε και να λαμβάνουν και να στέλνουν σήμα, γεγονός που κάνει πολύπλοκη την λύση. Επίσης, στα δύο καλώδια που χρησιμοποιούνται (το ένα στέλνει ηλεκτρικούς παλμούς, το άλλο η γείωση), θα πρέπει να προστεθεί ενδεχομένως και τρίτο, γεγονός που επιβαρύνει περαιτέρω τον σχεδίασμά.

•    Το μέγεθος του βύσματος δεν ταιριάζει σε όλους τους ακουστικούς πόρους.

•    Όποια λύση προβλέπει αυτόνομη συσκευή, έχει και πάλι το πρόβλημα ότι πρέπει να μεταφέρεις μία επιπλέον συσκευή.

Η εφεύρεση, που περιγρόφεται εδώ, επιδιώκει να προσφέρει στον καθένα δυνατότητα μέτρησης της θερμοκρασίας περιβάλλοντος ή/και σώματος, με τρόπο εξαιρετικά απλό και λύνει τα προβλήματα που αναφέρθηκαν ανωτέρω.

Claims (5)

ΑΞΙΩΣΕΙΣ

1.    Συσκευή ακουστικών με μικρόφωνο, ανάλογη με τα ακουστικά που συνοδεύουν κάθε έξυπνο τηλέφωνο, που περιέχει αισθητήρα θερμοκρασίας μέσα στο θάλαμο του μικροφώνου, όπου ο αισθητήρας θερμοκρασίας μετράει την θερμοκρασία της πολύ κοντινής του περιοχής και μέσω του καλωδίου την στέλνει στη συσκευή, που είναι συνδεδεμένα τα ακουστικά.

2.    Συμφώνως προς την αξίωση 1, ο αισθητήρας θερμοκρασίας χαρακτηρίζεται από εύρος ευαισθησίας ανάλογα με τις συνήθεις θερμοκρασίες περιβάλλοντος όλων των χωρών.

3.    Συμφώνως προς την αξίωση 1, ο αισθητήρας θερμοκρασίας έχει σαν ακρίβεια το δέκατο του βαθμού Κελσίου, χωρίς να αποκλείεται μεγαλύτερη η μικρότερη ακρίβεια.

4.    Συμφώνως προς την αξίωση 1, η Συσκευή αξιοποιεί το ηλεκτρικό ρεύμα, που έχει παραχθεί από την ταλάντωση του μικροφώνου ή με οποιονδήποτε άλλο τρόπο (επαγωγικά, κινητικά, φωτοκύτταρο, κτλ.) και που αποθηκεύεται σε πυκνωτή, επίσης εντός του θαλάμου του μικροφώνου, για να στείλει μέσω καλωδίου τις μετρήσεις του αισθητήρα θερμοκρασίας με ηχητικούς παλμούς στην έξυπνη συσκευή, χωρίς να αποκλείεται άλλος τρόπος μεταφοράς των μετρήσεων αυτών.

5.    Συμφώνως προς την αξίωση 1, η έξυπνη συσκευή αποκωδικοποιεί τα ηχητικά σήματα που καταλήγουν σε αυτή από τον θάλαμο του μικροφώνου και του αισθητήρα θερμοκρασίας, τα αποθηκεύει, τα επεξεργάζεται και απεικονίζει τις σχετικές μετρήσεις στην οθόνη της.