smart hearing aid

امروز سمعک هوشمند مانند مغز دوم برای گوش شما هستند.
 سمعک هوشمند پرطرفدار ترین و موثرترین درمان برای انواع درجات کم شنوایی هستند .
 عملکردهای اتوماتیک سمعک های هوشمند برای کم شنوایان این امکان را فراهم می‌کند که با محیط خود به طور طبیعی در ارتبات باشند .
الگوریتم‌های این سمعک ها صدای گفتار و دل نشین را از صدا های نا حنجار و شدید که باعث ازار می شوند را تفکیک می کند .
از اهداف سمعک های هوشمند می‌توان به حذف سیم ها و ارتباطات فیزیکی و در نتیجه طبیعی تر کردن فرآیند پردازش و تنظیمات اشاره کرد.

سمعک های هوشمند به شما این امکان را می‌دهند که در صورت نیاز در محیط های مختلف به صورت دستی تغییراتی را ایجاد کنید ، سمعک این تغییرات را در طول زمان یاد گرفته و سپس به صورت اتوماتیک تغییرات را اعمال خواهد کرد و دیگر نیازی به اعمال تغییرات دستی در طول روز از سوی کاربر نخواهد بود .
 شما می توانید سمعک هوشمند تان را به صورت بی سیم و از طریق برنامه های نصب شده روی گوشی هوشمندتان کنترل کنید ،  سطوح شدت صدا را تغییر دهید،  برنامه را تغییر دهید و همچنین انجام تنظیمات پیشرفته تری مانند فوکوس  میکروفون سمعک.
 همچنین می توانید گزینه اتوماتیک را انتخاب کرده و سمعک طبق  پردازش های data learning در محیط های شنیداری مشابه پاسخ خواهد داد.

 پیش از این، استفاده از بلوتوث در سمعک باعث تخلیه سریعتر باتری ها میشد . سمعک های هوشمند این مشکل را برطرف کردند ، شما می توانید بدون نگرانی از عمر باتری سمعک از تجربیات شنیداری خود لذت ببرید.

 سمعک های هوشمند می توانند با استفاده از تکنولوژی بلوتوث به سهولت و بدون کاهش کیفیت اصوات  به تجهیزات و منابع صوتی مختلفی مانند تلویزیون‌ها، گوشی‌های هوشمند، زنگ در، هشدارهای دود و غیره متصل شود . این گونه سمعک شما به هدست هایی با توانایی تشخیص بالا تبدیل می شود ، می توانید به راحتی به تلفن خود پاسخ دهید ، تلویزیون تماشا کنید و به موسیقی گوش دهید.


 به خاطر داشته باشید که مهمترین عملکرد سمعک بهبود توانایی شنوایی شماست.
 برای انتخاب سمعکی که کاملاً متناسب با کم شنوایی شما باشد مشاوره با متخصص شنوایی شناسی امری ضروری است.

خلاصه مطلب: این پروژه بر سمعک های هوشمند تاکید دارد که این سمعک ها می توانند میزان صدای ورودی به بلندگو سمعک را به گونه ای تنظیم کنند که این میزان ورودی به اندازه صدای محیط باشد. همچنین به وسیله این نوع از سمعک ها می توان به تماس های تلفنی (بوسیله رابط بلوتوثی) پاسخ داد. مدار این نوع سمعک ها از میکروکنترل کننده Atmega8, هدست بلوتوثی و یک بلندگو با قابلیت تنظیم حجم صدا بهره می برد.

1. معرفی

سمعک یک دستگاه الکترونیکی است که غالبا در پشت یا داخل گوش فرد استفاده کننده قرار می گیرد و به گونه ای طراحی شده است که صوت را برای فردی که از آن بهره می برد تقویت یا تعدیل کند. از سمعک های قدیمی تر به عنوان شیپور گوش یاشاخ گوش نام برده می شد که این نوع از سمعک ها, ساختار هایی منفعل و قیف مانند و تقویت کننده های مخروطی شکلی بودند که طراحی آن ها به گونه ای شکل گرفته بود که انرزی صوت را جمع آوری می کردند و آن را به داخل کانال گوش انتقال می دادند. دستگاه های مشابه شامل استخوان چسبیده به سمعک و حلزون کاشته شده می باشد. بلوتوث یک تکنولوژی بدون سیم اختصاصی برای تبادل اطلاعات در فاصله کوتاه از وسیله ای ثابت تا تلفن همراه است که یک شبکه شخصی(PANs)با ضریب امنیتی بالا می سازد.در آغاز تصور میشد که سیستم بی سیم (وایرلس) که توسط فروشنده مخابراتی،اریکسون درسال 1994ساخته شده،چاره ای برای جایگزینی کابل های اطلاعاتی RS-232 است. این سیستم می تواند چند دستگاه را به یکدیگر ارتباط دهد و به مشکلات همگام سازی فایق شود.

بلوتوث توسط گروه Bluetooth special interest  مدیریت می شود که دارای بیش از 16 هزار عضو بوده که در حوزه مخابرات (ارتباط از راه دور), محاسبات, شبکه سازی و الکترونیک مصرف کننده در این شرکت مشغول هستند. SIG به توسعه مشخصات و مدیریت برنامه های توصیفی مباشرت می ورزد و از برند های تجاری حمایت می کند. برای این که سمعک به عنوان یک دستگاه بلوتوث به فروش برسد, باید استاندارد هایی که توسط SIG تعریف شده است را داشته باشد. شبکه ای از شرکت های صاحب امتیاز مورد نیاز است تا این تکنولوژی پیاده سازی شود و صرفا به دستگاه هایی باید مجوز داده شود که صلاحیت لازمه را داشته باشند؛ طبق پروتکل, زمانی که سمعک باز شود (بیمار از آن استفاده بکند), آن سمعک بصورت اختصاصی از آن مالک و کسی که از آن استفاده می کند محسوب می شود

ارائه انواع سمعک هوشمند در مدل های

سمعک هوشمند نامرئی

سمعک هوشمند داخل گوشی

سمعک هوشمند پشت گوشی

2. انواع

انواع زیادی از سمعک ها وجود دارند که در اندازه, قدرت و مدار متنوع اند. طبق تفاوت در اندازه و مدل ها این سمعک ها عبارتند از:

الف) سمعک جیبی: این دسته اولین نوع سمعک ها هستند که توسط Harvey Fletcher اختراع شد آن هم در حالی که او در آزمایشگاه بل مشغول به کار بود. این دسته از سمعک ها از یک جعبه و یک بخش برای داخل کانال گوش تشکیل می شود که این دو بخش توسط سیم بهم متصل می شوند. جعبه مربوط به این نوع سمعک از اجزاء تقویت کننده الکتریکی, کنترل ها و باطری تشکیل شده است در حالی که بخشی که در کانال گوش قرار می گیرد به صورت معمول از یک ریزبلندگو بهره می برد. جعبه این سمعک ها معمولا در اندازه کارت های بازی هستند و با قرار گرفتن در جیب یا روی کمربند بیمار, سمعک توسط او حمل می شود. سمعک های جیبی کوچک بدون داشتن اندازه بزرگ می توانند میزان تقویت بالای صوت و عمر بالای باطری را با قیمتی کمتر فراهم کنند. همچنین این نوع سمعک ها در بازار های نوظهور خرید و فروش می شوند

ب) سمعک های پشت گوشی: این دسته از سمعک ها از یک جعبه , یک بخش داخل گوشی یا گنبد و یک بخش ارتباطی بین این دو بخش تشکیل شده است. جعبه مربوط به این نوع سمعک شامل بخش های الکترونیکی, کنترل ها, باتری, میکروفون (ها) و گاها نیز از بلندگو می شود. عموما, جعبه در پشت لاله گوش قرار می گیرد که از این جعبه, اتصالی به داخل گوش می رود. اصوات وسایل مختلف می تواند بصورت آکوستیکی یا الکتریکی به سمت گوش هدایت شود. اگر صوت بصورت الکتریکی هدایت شود, مکان فرستنده در قالب گوش یا گنبد open-fit قرار دارد در حالی که برای انتقال آکوستیکی اصوات ترکیب شده از وسایل مختلف, از یک لوله پلاستیکی استفاده می شود تا صوت را از جعبه های بلندگو به قالب گوش برساند.

سمعک های پشت گوشی می توانند برای کم شنوایی های ملایم تا عمیق مورد استفاده قرار بگیرند. از آن جایی که که اجزای الکتریکی در بیرون گوش قرار داده می شوند, احتمال اینکه رطوبت و جرم گوش به اجزای گوش صدمه بزند کاهش می یابد که این مساله می تواند دوام ابزار را افزایش دهد. سمعک های پشت گوشی همچنین می توانند به راحتی با کمک ابزار های شنوایی مانند سیستم های FM اتصال یابند تا بصورت مستقیم منبع صوت را با ابزار مربوط اختلاط دهند. این نوع سمعک ها بصورت عادی توسط کودکانی استفاده می شود که به یک سمعک بصورت مداوم احتیاج دارند.

ج) دریافت کننده داخل گوش: سمعک های پشت گوشی که بلندگو را بصورت مستقیم در گوش قرار می دهند و در آن ها قالب گوش اندازه نیست را معمولا به نام ابزار دریافت کننده در کانال می نامند. این ابزار از داخل گوشی های نرم که عموما از جنس سلیکون است استفاده می شود تا بلندگو را در گوش بیماران قرار دهد

از مزایای این سمعک ها می توان به بالا رفتن کیفیت صوت, کاهش اندازه جعبه, تکنولوژی open-fit و فیتینگ سریع سمعک برای بیمار اشاره کرد.

د) قالب گوش: یک قالب گوش از برجستگی گوش خارجی فرد گرفته می شود. این بخش معمولا یک فیت راحت را تضمین کرده و احتمال بازخورد را کاهش می دهد. قالب های گوش از مواد و مصالح متنوع سخت و نرم تشکیل شده است. رنگ جعبه و قالب گوش یک سمعک پشت گوشی می تواند اصلاح شود و دکوراسیون انتخابی می تواند به آن اضافه شود.

ه) سمعک های داخل گوشی: این وسیله در کاسه گوش خارجی (که کونکا نامیده می شود) قرار می گیرد؛ این نوع سمعک ها بعضی اوقات که فرد بیمار بصورت رو در رو در مقابل فردی دیگر ایستاده است, قابل دیده شدن می باشد. سمعک های داخل گوشی, بصورت مجزا و سفارشی برای هر گوش فیت می شوند. این سمعک ها می توانند از کم شنوایی ملایم تا برخی از کم شنوایی های شدید استفاده شوند. بازخورد یک جیغ یا سوت  که با نشت صوت (غالبا صوت فرکانس بالا) و دوباره تقویت شدن صوت ایجاد می شود, می تواند مشکلی برای کم شنوایی های شدید باشد. برخی از مدار های مدرن می توانند بازخورد را تعدیل کنند یا از بین ببرند تا به این مساله کمک کرده باشند.تخلیه نیز می تواند باعث بازخورد بشود.تخلیه به وسیله یک لوله صورت میگیرد که در درجه اول برای تساوی فشار قرار داده می شود. هرچند دریچه هایی با شکل و اندازه های مختلف می تواند استفاده شود تا بر بازخورد تاثیر بگذارد و مانع آن بشود.

مبتنی بر سنت،سمعک هایITEبرای بچه ها توصیه نمیشوند چون نمیتوان اندازه وتناسبشان را مانند قالب سمعک هایBTE به آسانی اصلاح گرد.بنابراین سمعک باید بارشد کودک،مکررا تعویض شود.بخصوص سمعک های ITEجدید که از نوعی ماده ی سیلیکونی سبک ساخته شده اند ونیازشان به تعویض هزینه بر است.سمعک ITEمیتواند بصورت بی سیم به سیستم FM متصل شود.به عنوان مثال با یک گیرنده ی FMروی بدن،به همراه یک مدار القا کنده ی گردنی که سیگنال های صوتی را از انتقال دهنده ی FM به فنر داخل وسیله ی شنوایی میفرستد.سمعک های ITEکوچکترند،بطوری که فقط نیمه تحتانی گوش خارجی را پرمی کنند.این سمعک از نمای رو در رو دیده نمیشود.سمعک هایMICو CICبطور کلی مشاهده نمیشوند،مگراینکه بیننده مستقیما به گوش فرد استفاده کننده از سمعک نگاه کند.این سمعک ها برای کم شنوایی های ملایم تا متوسط شدید مورد استفاده اند.سمعک های CICمعمولا برای افرادی که فرکانس های پایین را خوب میشنوند توصیه نمی شود،چون اثر انسداد بیشتر مورد توجه است.

سمعک های داخل گوشی معمولا از سمعک های پشت گوشی با عملکرد یکسان،گرانتر هستند چون بصورت سفارشی برای گوش بیمار اندازه گرفته می شوند.در اندازه گیری،شنوایی شناس یک قالب فیزیکی از گوش تهیه می کند.قالب به وسیله یک سیستمCADتخصصی اسکن می شود و نتیجه یک مدل سه بعدی از گوش خارجی است.درحین مدل سازی لوله ی تخلیه وارد گوش می شود.مدل دیجیتالی،پیوسته یک تکنیک نمونه سازی سریع مانند استریولیتوگرافی پرینت می شود.سرانجام سمعک مونتاژ می شود و پس از چک کردن کیفیت آن به شنوایی شناس تحویل داده می شود.

3.خروجی

یک سمعک و تلفن،برای متصل شدن به یکدیگر سازگاری دارند،به نحوی که صدایی واضح و قابل شنیدن تولید می کنند.مدت سازگاری برای هر سه نوع تلفن(سیمی،بی سیم و موبایل)کاربردی است.دو روش برای اتصال سمعک و تلفن به یکدیگر وجود دارد:

اکوستیکی:صدا از بلندگوی تلفن،به وسیله میکروفون سمعک دریافت می شود.

الکترو مغناطیسی:سیگنال داخل بلندگوی تلفن به وسیله تله کویل سمعک(T-Coil=یک حلقه ی ویژه از سیم،در داخل سمعک)دریافت می شود.

توجه داشته باشید که جفت تله کویل،ربطی به سیگنال رادیویی در تلفن همراه و تلفن بی سیم ندارد:سیگنال صوتی که توسط تله کویل دریافت می شود،یک میدان الکترو مغناطیسی ضعیف است ک توسط سیم پیچ صدا،در بلندگوی تلفن تولید می شود و باعث می شود مخروط بلندگوی تلفن به سمت جلو و عقب حرکت کند.

حالت الکترو مغناطیسی(تله کویل)،معمولا موثرتراز روش اکوستیک می باشد.دلیل عمده ی آن این است که وقتی حالت تله کویل سمعک فعال است،میکروفون به طور خودکار خاموش میشود بنابراین نویز زمینه ای ،تقویت نمیشود.از آنجا که یک اتصال الکترونیکی به تلفن وجود دارد،صدا واضح و احتمال ایجاد اعوجاج کم است.برای این کار تلفن باید با سمعک سازگار باشد.از لحاظ فنی ، بلندگوی تلفن باید یک سیم پیچ صدا داشته باشد که یک میدان الکترومغناطیسی نسبتا قوی تولید کند.

بلند گوهای دارای سیم پیچ قوی گران تر هستند و انرژی بیشتری نسبت به نمونه های کوچک خود که در  بسیاری از تلفن های مدرن استفاده میشود،مصرف میکنند.

تلفن های دارای بلندگوهای کوچک و با قدرت پایین،نمیتوانند زوج الکترومغناطیسی با تله کویل سمعک ایجاد کنند،بنابراین سمعک باید روی حالت اکوستیک برود.همچنین بسیاری از تلفن های همراه،سطح بالایی نویز الکترومغناطیسی منتشر میکنند که وقتی از تله کویل استفاده میشود،در سمعک استاتیک قابل شنیدن ایجاد میشود.راه حلی که در بسیاری از تلفن های همراه این مشکل را حل میکند این است:یک هدست سیمی(نه بلوتوثوی)به تلفم همراه وصل می کنیم؛بااین هدست که نزدیک سمعک قرار داده شده است،تلفن میتواند به اندازه کافی دور نگه داشته شود تااستاتیک ضعیف شود.در21 مارس سال2007،بنگاه آیین های صنعت مخابرات،استانداردTIA-1083راصادر کرد که به برند های تلفن های بی سیم،این امکان را می دهدتا محصولات خود را برای سازگاری باسمعک هایی که روی حالت جفت مغناطیسی تله کویل هستند،تست کنند.به وسیله ی این تست،برند های تلفن بی سیم دیجیتال،می توانند مصرف کننده های خود را راجع به اینکه کدام یک از محصولاتشان با کدام سمعک کار خواه کرد،آگاه کنند.

موسسه استاندارد های ملی آمریکا(ANSI)یک مقیاس درجه بندی برای سازگاری بین سمعک و تلفن دارد:

وقتی سمعک روی حالت اکوستیک(میکروفون)میباشد ،درجه بندی ها از M1(بدترین) تا M4(بهترین)میباشد.وقتی سمعک روی حالت الکترومغناطیسی (تله کویل)قرار دارد،درجه بندی ها ازT1(بدترین)تا T4(بهترین)میباشد.

بهترین درجه بندی ممکن M4/T4میباشد که به معنی ان است که تلفن در دو حالت هم خوب کار میکند.وسیله هایی که درجه انها زیر M3میباشد ،برای کسانی که از سمعک استفاده میکنند رضایت بخش نیست.

ارائه دهندگان مختلف تلفن همراه ،در آمریکا ،صفحه های مخصوصی در سایتهای خود دارند که مدل سمعک های سازگار را لیست کرده اند:

4.طرز کار

مدار بااستفاده از کتابخانه ی سروو.این کتابخانه به برد آردوینو  اجازه می دهد تاموتور های RC(hobby) سروو را کنترل کند.سروو ها دارای یک محور و چرخ دنده هایی یکپارچه می باشند که می توانند به دقت کنترل شوند.سروو های استاندارد به محور اجازه می دهند تا در موقعیت زوایای مختلف قرار گیرد(بین 0 تا 180 درجه).چرخش مداوم سروو،این اجازه را به چرخش محور می دهد تا در سرعت های مختلف تنظیم شود.

کتابخانه سروو،اکثربرد های آردوینو تا12 موتور و برد مگا آردوینو تا48 موتور را حمایت می کند.

روی برد ها(بجز مگا)،از کتابخانه ی غیرفعال آنالوگWright(PWM)که عملکردشان روی پین های 9و10است استفاده می شود و بهر حال سروو هایی روی آن پین ها وجود دارد.روی برد مگا،تا12 سروو میتوانند بدون تداخل،باقابلیت PWM استفاده شوند؛استفاده از12 تا 23 موتور،PWM را روی پین های 11و12 از کار خواهد انداخت.

موتور های سروو سه سیم دارند:قدرت،زمین و سیگنال.سیم قدرت معمولا قرمز است و باید به پین 5V روی برد آردوینو متصل شود.سیم زمین معمولا مشکی یا قهوه ای می باشد و باید به یک پین زمین روی برد آردوینو متصل شود. سیم سیگنال بطر معمول زرد،نارنجی یا سفید است وباید به یک پین دیجیتال روی برد آردوینو متصل شود.توجه داشته باشید که سروو ها قدرت زیادی مصرف می کنند،بنابراین اگر شما به 2عدد یابیشتر ازآن احتیاج دارید،احتمالا باید از منبعی جداگانه آنها را تغذیه کنید(به عنوان مثال روی مدار آردوینو خود بیشتر از 5Vپین نباشد).از اتصال پین های زمین با منبع تغذیه خارجی مظمئن شوید.

5.نتیجه

برای افراد ناشنوا،این سیستم بسیار مفید است،چون اتوماتیک است و دارای یک هوش مصنوعی برای تغییر بین حالت تقویتی وبلوتوثی می باشد.