Breathe Light szorongásos készülék pulzusmérővel: 18 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Mivel a világ egyre nyüzsgőbbé válik, mindenki egyre stresszesebb környezetben van. Az egyetemistáknak még nagyobb a stressz és a szorongás kockázata. A vizsgák különösen nagy stresszes időszakok a diákok számára, és a légzőgyakorlat-beállításokkal rendelkező okosórák általában nem használhatók a vizsgák során, mivel szöveget is írhatnak és csatlakozhatnak az internethez.

A "Breathe Light" egy leegyszerűsített szorongásközpontú eszköz, amely nem rendelkezik internetkapcsolattal, és örömmel fogadja a vizsgákon. Ez az eszköz nem felhasználó-specifikus, ami lehetővé teszi, hogy könnyen adaptálható legyen bárki, aki szorongásszabályozásra szorul. A négy NeoPixel LED -sorozat használatával a felhasználó követheti a légzőgyakorlatok végrehajtásának lépéseit, és nyomon követheti pulzusát a gyakorlatok előtt és után, hogy megállapítsa, csökken -e a stressz szintje.

Lépés: Szükséges anyagok és eszközök

Anyagok:

1. Adafruit Flora (14,95 dollár)
2. Kenyeretábla (5,00 USD)
3. Adafruit NeoPixels (4) ($ 7,95)
4. PulseSensor (25,00 USD)
5. Alligátor klipek ($ 3.95)
6. Breadboard jumper vezetékek ($ 3.95)
7. Lítium-ion polimer akkumulátor (9,95 dollár)
8. 220 ohmos ellenállás (6,28 dollár)
9. Nyomógomb (5,99 USD)
10. Vegyes Lego ($ 10- $ 40) (Megjegyzés: Nincs szüksége sok Lego-ra)

Teljes költség: (94–124 USD)

Eszközök:

1. Arduino szoftver (ingyenes) - kötelező
2. Tű orrfogó (~ 6 USD) vagy kutikulavágó (~ 4 USD)- Javasolt
3. Forrasztókészlet/anyagok (~ 11 USD)- opcionális

Teljes költség: (15-17 USD)

2. lépés: Előkészítés

A projekt megkezdése és a fenti anyagok felhasználása előtt fontos, hogy jó háttértudást alakítsunk ki a használt anyagokról.

Adafruit Flora

Az Adafruit Flora egy kicsi, egyszerű és hatékony mikrokontroller, amely kezdőknek és szakértőknek egyaránt hasznos. Nagyon kicsi (csak valamivel nagyobb, mint egynegyede) és hordható! A fenti kép az Adafruit Flora pinout diagramját mutatja. Ha többet szeretne megtudni a Flora -ról, látogasson el az alábbi linkre:

learn.adafruit.com/getting-started-with-fl…

Adafruit NeoPixels

A NeoPixels by Adafruit egyedileg címezhető RGB LED -ek, amelyeket kifejezetten hordható eszközökhöz terveztek. A NeoPixelek láncolhatóak, ami azt jelenti, hogy csak egy tűs csatlakozás szükséges a mikrokontrollerhez a kívánt LED -ek csatlakoztatásához. Ezek kódolhatók az Arduino -ban, de némi gyakorlást, kutatást és példaszerű segítséget igényelnek az online ismerkedéshez és a NeoPixelek kívánt teljesítményének eléréséhez. A következő link különböző lépései nagyon hasznosak, mivel tájékoztatják Önt a NeoPixels működéséről, és kódolási tippeket és példákat ad az Arduino segítségével.

learn.adafruit.com/flora-rgb-smart-pixels/…

PulseSensor

A PulseSensor egy plug and play pulzusmérő az Arduino számára, hogy élő pulzusadatokat gyűjtsön különféle projektekhez, például ehhez! Az Arduino -ba letölthető könyvtár (rövidesen az alábbiakban látható) példakódokkal rendelkezik, amelyek segítenek abban, hogy azonnali szakértővé váljon a PulseSensor projektbe való bevezetésében. A következő link a PulseSensor további információit mutatja be, és példákat mutat be a mini-projektekhez az emberek elindításához.

pulsesensor.com/pages/getting-advanced

Arduino könyvtárak

Annak érdekében, hogy a kód bizonyos funkciókhoz és parancsokhoz kommunikálni tudjon a Flora -val, a következő könyvtárakat kell telepíteni az Arduino -ba a különböző elektromos alkatrészekhez. A szoftver letöltéséhez használja ezt a linket vagy az „Intro és kellékek” részben található linket

1. PulseSensor játszótér

   (Megjegyzés: A "PulseSensor_BPM" példa Arduino fájl hasznos volt a Breathe Light kód létrehozásához)

2. Adafruit NeoPixel könyvtár

   (Megjegyzés: A "Strandtest" példa Arduino fájl hasznos volt a Breathe Light kód létrehozásához)

(Megjegyzés: A könyvtárak telepítésével kapcsolatos további segítségért keresse fel az alábbi linket:

GitHub

A GitHub egy erőteljes platform, amely lehetővé teszi a személyek számára, hogy közösen építsenek és osszanak meg szoftvereket. A Breathe Light számára létrehozott kódot a GitHub megosztja, és itt érhető el. A későbbiekben a 14. lépésben leírt utasításokban is hivatkozunk rá. A projekthez szükséges Arduino könyvtárak és példák szintén elérhetők a következő GitHub linkeken keresztül.

1. PulseSensor
2. NeoPixel

Ha többet szeretne megtudni arról, hogy mi a GitHub és miért hasznos, nézze meg ezt a videót.

3. lépés: Biztonság

Amikor bármilyen elektromos áramkörrel foglalkozik, beleértve azt is, amelyet ebben a projektben hoz létre, fontos megérteni és követni az összes elektromos biztonsági protokollt, hogy biztonságban tartsa a projektet, és nehogy sokkot kapjon. Az alábbi lista néhány egyszerű lépést részletez.

1. NE csatlakoztassa a Flora -t a számítógéphez, amikor a vezetékeket az áramkörhöz mozgatja és csatlakoztatja.
2. Amikor megérinti a vezetékeket vagy más fém alkatrészeket az áramkörben, győződjön meg arról, hogy a tápfeszültség ki van kapcsolva, hogy elkerülje az áram áramlását a testén.
3. Tartsa távol az áramkörtől folyadékot, ételt és bármi mást, ami kiömlhet.
4. A bekapcsolás előtt minden alkalommal ellenőrizze, hogy nincsenek -e eltörve az elektromos vezetékek.

FIGYELEM:

Ez NEM orvosi eszköz, és semmilyen klinikai környezetben nem szabad pontos pulzusmérésre támaszkodni. Forduljon orvosához, ha pontos pulzusadatokat szeretne. Ez egyszerűen egy eszköz, amely segít a személyeknek a stressz levezetésében, és nem használható semmilyen állapot diagnosztizálására.

4. lépés: Tippek és tippek

Az alábbiakban néhány tippet és tippet tartsunk szem előtt a Breathe Light építése során.

Hibaelhárítási stratégiák

1. Ha a kód nem működik megfelelően, ossza szét a különböző funkciókat/kódrészeket, és tesztelje azokat, hogy megállapítsa, hol van a probléma.
2. Mielőtt belekezdene a kódba és a projektbe, használja az Arduino Libraries által megadott példakódokat a PulseSensor és a NeoPixels számára, hogy biztosítsa az eszközök megfelelő működését.
3. Győződjön meg arról, hogy a PulseSensor szoros és biztonságos kapcsolattal rendelkezik, mielőtt adatokat gyűjt a lehetséges mozgási műtermékek eltávolítása érdekében.
4. Vezetékek bekötésekor ugyanazokat a színes vezetékeket használja, ha ugyanazokhoz a portokhoz csatlakozik, hogy elkerülje a zavarokat.
5. Használjon kis áthidaló kábeleket a vezetékek rögzítéséhez, hogy ne veszítsék el a kapcsolatot, amikor a készülék mozog.
6. Ha hozzáfér a forrasztópákahoz, fontolja meg annak használatát a nem megfelelően működő vezetékek csatlakoztatására.

Insights

• Az idő megtakarítása érdekében tesztelje az aligátor klipekkel a prototípus -készítést a vezetékek használata előtt.

• Az idő és a frusztráció megtakarítása érdekében húzza ki szorosan a vezetékeket, hogy szilárd és állandó kapcsolatot létesítsen minden NeoPixellel.

  A Lego -k nagyon hasznosak a Flora és az akkumulátorcsomag rögzítésében is

5. lépés: Összeszerelés 1a

Kezdje azzal, hogy egy aligátor klip segítségével csatlakoztatja a FLORA #6 -os portját. Ezután használjon másik aligátor klipet a GND port csatlakoztatásához. Tegye ugyanezt a FLORA VBATT portjával.

6. lépés: Összeszerelés 1b. Rész

Most csatlakoztassa a 6 -os porthoz csatlakoztatott aligátorcsipeszt a NeoPixel befelé mutató nyíljához. Csatlakoztassa a GND portcsipeszt a NeoPixel (-) jeléhez, a VBATT portkapcsot pedig a NeoPixel (+) jeléhez.

Ezzel a beállítással teszteltük minden NeoPixelt, hogy lássuk, működik -e a NeoPixel Adafruit oldal utasításait követve.

7. lépés: Összeszerelés 2. rész

Miután megerősítette, hogy mindegyik NeoPixel működőképes, elkezdheti a Breathe Light építését!

Először csatlakoztassa a vezetékeket a VBATT, #12, #6, GND és #10 FLORA -jához. A félreértések elkerülése érdekében válasszon színeket, amelyek megfelelnek az egyes portoknak. A következő lépésekben összekapcsoljuk őket a kenyértáblával.

8. lépés: Összeszerelés 3. rész

Ezután megkezdjük a NeoPixels lánc készítését. Az első lépéshez hasonlóan végül a (+)-t a VBATT porthoz, a (-)-t a GND porthoz kapcsoljuk, és a nyilak a jeláramlás irányát mutatják a NeoPixels sorban. Az utolsóval kezdtem, és felfelé haladtam.

Először csak adja hozzá a vezetékeket a NeoPixelshez a megfelelő színekben. A képen látható, hogy a VBATT -hoz fehéret, a GND -hez zöldet, a sárgaból a 6. portból érkező jelet használtuk. Használja a tű orrfogóját, hogy valóban tekerje a drótot a kis lyukak köré. Használhat kutikulavágókat is, ha nincs kéznél fogós fogó.

(A háttérben lévő kis piros vezetékeket a következő lépésekben ismertetjük. Egyelőre ne aggódjon miattuk.)

9. lépés: Összeszerelés 4. rész

Vegye fel a vezetékeket a többi NeoPixelhez, akárcsak az elsőt. Győződjön meg arról, hogy a nyilak a FLORA 6. számú portjáról a lánc aljára mutatnak.

Ezután csatlakoztassa a fehér vezetékeket a kenyérsütő (+) csapjaihoz, a zöld vezetékeket pedig a kenyérsütő (-) csapjaihoz. Győződjön meg arról, hogy a csatlakozók feszültek a vezetékek rögzítéséhez.

10. lépés: Összeszerelés 5. rész

Most csatlakoztassa a zöld vezetéket a GND-ből a (-) csapok tetejére. Csatlakoztassa a fehér vezetéket a VBATT portról a (+) csapokhoz a kenyértáblán, és csatlakoztassa a #6 sárga vezetéket a NeoPixel lánc elejéhez.

A lila és a piros vezeték később összekapcsolódik.

(Az alján lévő piros vezetékek feszültséget teremtenek a NeoPixelek közötti sárga jelvezetékek között, de előfordulhat, hogy nincs szükség rájuk, attól függően, hogy mennyire szorosak a kapcsolatok)

11. lépés: Összeszerelés 6. rész

Ezután csatlakoztatjuk a gombot a kenyértáblánkhoz. Ezzel kezdődik a pulzusmérés és a szorongásos légzőgyakorlat!

Helyezze a gombot a képen látható módon. Ezután fehér vezetékkel csatlakoztassa a felső gombostűt a (+) jelzésű csatlakozóhoz. Helyezze a 220 ohmos ellenállást az ugyanazon oldalon lévő alsó csap és a (-) csapok közé. Végül csatlakoztassa a #10 piros vezetéket a jobb alsó gombcsaphoz.

12. lépés: Összeszerelés 7. lépés

Most csatlakoztatjuk a pulzusérzékelőt! Csatlakoztassa a piros érzékelő vezetéket a kenyérsütő (+) csapjaihoz, a fekete érzékelő vezetéket pedig a (-) csapokhoz. Ezután helyezze a lila érzékelő vezetéket és a #12 portból érkező lila vezetéket ugyanabba a sorba, hogy összekapcsolja őket.

13. lépés: Összeszerelés 8. lépés

Vegyes Lego -val építsen egy platformot a FLORA számára, ahol ülhet, és egy kis üreget a lítium akkumulátor számára. Győződjön meg arról, hogy a FLORA -n van némi feszültség a sárga vezetékek megfelelő csatlakoztatásához. Ehhez a fenti képen látható sárga Legókat használtuk.

A Lego platform mérete eltérő lehet a kenyértáblájának méretétől függően, de győződjön meg arról, hogy a FLORA laposan tud ülni, hogy van -e feszültség a sárga jelvezetékeken, és van -e üreg az akkumulátor behelyezéséhez.

14. lépés: Összeszerelés 9. lépés

Az összeszerelés befejezéséhez adja hozzá a Lego platformot a FLORA -val a kenyértábla mellé. Csatlakoztassa az akkumulátort a FLORA -hoz.

15. lépés: Összeszerelés 10. lépés: Töltse fel a kódot, és fejezze be az összeszerelést

Az utolsó lépés ennek a kódnak a feltöltése a Breathe Light -ba. A kód feltöltése után a Breathe Lightnak hordozhatóan kell működnie, ha a BE kapcsoló a FLORA közepén van aktiválva!

Hogyan lehet kódot szerezni a GitHub -ról a Flora -ra

1. Használja a fenti linket a GitHub webhely eléréséhez.
2. Kattintson a "Klónozás vagy letöltés" gombra

   Kattintson a "ZIP letöltése" gombra

3. Mentse a letöltött zip fájlt a számítógép kívánt helyére.
4. Nyissa meg a "Breathe_Light_V3.0" fájlt Arduino -ban.
5. A felső Arduino bár "Eszközök" részében lépjen a "Board:" menüpontra, és válassza az "Adafruit Flora" lehetőséget
6. Végül (amikor a Flora csatlakoztatva van a számítógéphez), kattintson a "Feltöltés" gombra (a jobb felső nyíl a képernyő tetején)

A fenti lépések befejezése után a kódot fel kell tölteni a Flórába. A Flora leválasztható a számítógépről, és a Breathe Light használatra kész!

16. lépés: Összeszerelés 11. lépés: Kódmagyarázat

Ezt teszi a kód:

Először is, a kód PulseSensor segítségével összegyűjti az alany kezdeti pulzusát, és megjeleníti azt négy, sorban lévő NeoPixel segítségével. Az észlelt pulzusszám alapján egy sor LED/szín jelenik meg. Például, ha a pulzusszám 76, akkor 3 NeoPixel jelenik meg, amelyek kék színnel világítanak. Ezeket a színeket/küszöbértékeket az eszközön található matricán keresztül (lásd fent) adják meg az alanynak, hogy tudják, mi a pulzusuk.

Ezután a pulzus észlelése után szorongásos gyakorlaton megy keresztül, amely segíti a mély, lassú belégzést és kilégzést. E gyakorlat elején mind a négy LED zölden világít. A gyakorlat során a LED -ek egyenként kéken világítanak, ami megfelel annak, hogy a személynek mikor kell belélegeznie. Miután mind a négy LED világít, az alany visszatartja a lélegzetét, és amint a LED -ek zöldre váltanak, lassan kilégzhetnek. A szorongásos gyakorlat elvégzése után a kód ismét észleli és megjeleníti a személy pulzusát, hogy megállapítsa, képes volt -e megnyugodni.

17. lépés: Áramköri diagram

Ez a kapcsolási rajz az EAGLE -ban készült. A nagy téglalapon belül minden az Adafruit FLORA mikroprocesszor. Sok részletességgel rendelkezik, de összességében a téglalapon belül található. A FLORA -hoz hozzáadott összes alkatrész a nagy téglalap alatt található.

A 4 neopixel látható a D6* FLORA kimenethez csatlakoztatva. A gomb az IO10* -hez, az impulzusérzékelő pedig a FLORA -hoz van csatlakoztatva az IO12* porton keresztül.

18. lépés: További ötletek

A Lélegzőfény sokféleképpen továbbvihető, és itt van néhány javaslat.

• Viselhetővé tétele: Használjon fejpántot vagy óramandzsettát (például ezt), és használjon vezető menetet az összes vezetékcsatlakozáshoz.
• Adja hozzá a szorongásExercise () funkciót, hogy vizuálisan vonzóbb légzési gyakorlatot hozzon létre (például több szín hozzáadásával).
• Cserélje ki az egyes NeoPixeleket NeoPixel gyűrűre vagy NeoPixel tömbre, hogy további LED -eket adjon hozzá, és növelje mind a heartRateDisplay (), mind a szorongásgyakorlat () funkciók képességeit.