Про загадочные полоски слышали наверное все. Для кого-то это шок, а для кого-то — долгожданная новость. Не поддаваясь на эмоции и не останавливаясь на том где я взял и на ком испытывал этот девайс, обратимся к сути процесса. Но вначале — немного химии.
Традиционный тест
При беременности в организме женщины вырабатывается гормон под сокращенным названием ХГЧ. Если сделать пи-пи на полоску с соответствующим реагентом (экскюзе муа, леди и джентльмены), то наличие гормона будет отображено как цветная полоска. Чем больше срок, тем выше уровень гормона и ярче полоска.
Не буду смущать вас дальнейшими физиологическими подробностями и перейду к тому, что меня заинтриговало в этом устройстве, а именно то что оно электронное.
Догадки об электронной природе теста
Гаджет с синей крышкой имеет экранчик, на котором отображаются результаты тестирования. Он различает три градации сроков и индицирует количество недель, которое прошло с момента зачатия. Также устройство имеет индикацию всяческих неудачных попыток теста, в результате данные теста держатся на экране около суток и после этого исчезают. Длительность самого теста — около 3 минут.
Понятно, что в этой электронной версии теста без пи-пи не обойтись, но каким образом извлекается информационный параметр — уровень гормона? Признаюсь, что одного любопытства было недостаточно и то что в конечном счете подстегнуло меня к разборке девайса это сочетание именитого биоконцерна в Design by… и Made in China. Первое внушало уважение, второе — смущало.
Перебрав в голове различные возможные варианты сенсоров — резистивные, емкостные, индукционные вплоть до спектроскопии, я наконец решил вскрыть девайс и посмотреть, как это сделано на самом деле.
Да, кстати я стер название прибора на картинке — чтобы избежать обвинений в рекламе (уже было такое при попытке разместить материал с описанием работы платы)
Между химией и физикой
Слева — некий пористый материал, призванный передать драгоценную влагу внутрь прибора.
После отсоединения крышки картинка выглядит следующим образом.
Очевидно, что пористый материал в контакте с двумя полосками:
Выглядит интригующе. Посмотрим, что с другой стороны полосок:
Опс… что мы видим? Это наш старый знакомый — хорошо известный химический тест с проявленными полосками.
Вы тоже испытываете разочарование как испытал его я? Делать нечего, нужно довести работу до конца и определить, каким образом наличие полосок формирует сообщение на экранчике.
Собственно, можно и так догадаться, что тут будет работать оптическая система.
Считыватель
Полоски в оптическом контакте с четырьмя элементами D1...D4. Это могут быть как светодиоды, так и оптические сенсоры, соответственно элемент D5 наоборот: сенсор или светодиод. Перламутровый отлив на D5 как-бы намекает что это все таки фотоприемник.
Подключаем тестер в режиме прозвонки диода к D1 и видим горящую красную точку. Значит так оно и есть: D1 — D4 светодиоды. Прозваниваем D5: при свете моей настольной лампы 14 МОм, выключаю лампу — 7 МОм. Значит это сенсор, как и предполагалось.
Сверху платы присутствует небольшая пластмассовая камера с маленькими полосковыми отражателями, которая формирует световой поток в нужных направлениях (на фото не показана). Светодиоды работая поочередно (а как по другому?) подсвечивают то место где находится полоска (или не находится), и сенсор передает данные в микроконтроллер.
Микроконтроллер — бескорпусной, залит круглой блямбочкой, дисплей — с другой стороны платы.
Почему сделано именно так? Могу предположить, что четыре светодиода дешевле чем четыре сенсора. Есть еще один момент, который хотелось бы выяснить: цвет полосок синий, а светодиод — красный. Непорядок!
Но не будем торопиться и сделаем еще одно предположение.
Почему трава зеленая
Действительно, почему? Правильный ответ — потому что небо голубое. И это не шутка!
Зеленый цвет травы означает, что она отражает солнечные лучи этой части спектра. Их мало потому что небо — это фильтр который пропускает преимущественно голубой цвет. Вот он то и нужен растениям. Эволюция понимаешь — все приспосабливаются к окружающей обстановке.
Возвращаясь к нашему прибору: синий цвет не очень подходящее решение для отражения красного луча, но может в том и задумка? Луч красного светодиода будет хорошо отражаться от белой подложки, а полоска будет его маскировать.
Возможно, прибор различает интенсивность света, зависящую от уровня гормона, а возможно недели различаются просто подсветкой разных светодиодов, которые облучают участки с разным уровнем реагента.
Зачем?
Этот вопрос не покидал меня в процессе плавного демонтажа девайса. На полосках и так все видно, зачем нужна электронная приставка?
Может быть, для того чтобы дать однозначный ответ. Полоска слабая, сильная, четкая или не очень — электроника сама принимает решение и снимает нервозность. Ну и информация о неделях тоже не будет лишней.
Теперь понятно распределение ролей между именитой биокомпанией и китайским заводом: химию изготавливали в серьезной Европе, а электронику — в Китае. Так что все должно быть на уровне.
Короткий эпилог
Повертев в руках разобранный гаджет, я вздохнул и отправил его в корзину. К микроконтроллеру не подступиться, дисплей заточен под отображение только специфических строк и картинок. Единственное что можно было оставить себе — пару батареек.
Заметим философски, что с постоянным удешевлением электроники возрастает количество одноразовых вещей. И с этим ничего не поделать.
На этом и завершим!
— Updated 25-Aug-2023 ---
По прошествии времени не покидало ощущение незавершенности статьи.
Вот сейчас все в порядке
Оригинал статьи на Хабре (2020 год)
К лучшим публикациям на Хабре за сутки