Viselhető pulzusérzékelő: 10 lépés (képekkel)

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

A projekt leírása

Ez a projekt egy olyan viselhető tárgy tervezéséről és létrehozásáról szól, amely figyelembe veszi a viselő felhasználó egészségét.

Célja, hogy exoszkeletonként viselkedjen, amelynek feladata a felhasználó ellazítása és megnyugtatása a szorongás vagy a stresszes helyzetek időszakában azáltal, hogy rezgést bocsát ki a testünkben lévő nyomáspontokban.

A vibrációs motor bekapcsol, amíg a fotopletizmográfiai impulzusérzékelő egy ideig megnövekedett, gyorsított kemény pulzusokat kap. Amikor a pulzusszám csökken, vagyis a felhasználó megnyugodott, a rezgések megszűnnek.

Rövid elmélkedés befejezésként

Ennek a projektnek köszönhetően valósíthattuk meg az osztálygyakorlatokban megszerzett tudás egy részét, amelyben több elektromos áramkörön dolgozunk különböző érzékelők és motorok segítségével, valós esetben: egy viselhető, amely ellazítja a felhasználót a szorongás vagy stresszes helyzetek.

Ezzel a projekttel nemcsak a kreatív részt fejlesztettük ki a mecénás tervezése és varrása során, hanem a mérnöki ágazatot is, és mindezt egyetlen projekten kevertük össze.

A gyakorlatban is alkalmazzuk az elektromos ismereteket, amikor létrehozzuk az elektromos áramkört a protoboardon, és átvisszük az alkatrészeket forrasztó LilyPad Arduino -ra.

Kellékek

Photoplethysmographic pulzusérzékelő (analóg bemenet)

Az impulzusérzékelő plug-and-play pulzusmérő az Arduino számára. Az érzékelőnek két oldala van, az egyik oldalon a LED a környezeti fényérzékelővel együtt van elhelyezve, a másik oldalon pedig néhány áramkör van. Ez a felelős az erősítésért és a zajszűrésért. Az érzékelő elülső oldalán lévő LED emberi testünk vénája fölé kerül.

Ez a LED fényt bocsát ki, amely közvetlenül a vénába esik. A vénákban csak akkor lesz véráramlás, ha a szív pumpál, így ha figyeljük a vér áramlását, akkor a szívverést is figyelemmel kísérhetjük. Ha a vér áramlását észleli, akkor a környezeti fényérzékelő több fényt vesz fel, mivel azokat a vér visszaveri, ez a kisebb változás a kapott fényben idővel elemzésre kerül, hogy meghatározzuk szívverésünket.

Három vezetéke van: az első a rendszer földeléséhez van csatlakoztatva, a második +5 V tápfeszültség, a harmadik pedig a pulzáló kimeneti jel.

A projektben egy impulzusérzékelőt használnak. A csukló alá van helyezve, hogy érzékelje a kemény lüktetéseket.

Rezgő motor (analóg kimenet)

Ez az alkatrész egy egyenáramú motor, amely rezeg, amikor jelet fogad. Amikor már nem kapja meg, leáll.

A projekt során három vibrációs motorral nyugtatják a felhasználót a csuklón és a kézen található három különböző relaxációs ponton keresztül.

Arduino Uno

Az Arduino Uno egy nyílt forráskódú mikrokontroller és az Arduino.cc által kifejlesztett kártya. A kártya digitális és analóg bemeneti/kimeneti (I/O) érintkezőkkel van felszerelve. 14 digitális tűvel, 6 analóg tűvel is rendelkezik, és az Arduino IDE -vel (integrált fejlesztői környezet) programozható B típusú USB -kábelen keresztül.

Elektromos vezeték

Az elektromos vezetékek vezetők, amelyek egyik helyről a másikra továbbítják az áramot.

A projekt során ezeket használtuk a Bakelite lemezre hegesztett elektromos áramkör csatlakoztatásához az Arduino csapokhoz.

Más anyagok:

- Karkötő

- Fekete szál

- Fekete festék

- Szövet

Eszközök:

- Hegesztő

- Olló

- Tűk

- Karton kézi manöken

1. lépés:

Először egy protoboard segítségével készítettük el az elektromos áramkört, hogy meghatározzuk, hogyan szeretnénk az áramkört, hogy mely alkatrészeket szeretnénk használni.

2. lépés:

Ezután megcsináltuk az utolsó kört, amelyet a manöken belsejébe helyeztünk, az alkatrészek forrasztásával ónforrasztással. Az áramkörnek a fenti fényképhez kell hasonlítania.

Minden kábelt az Arduino Uno megfelelő portjához kell csatlakoztatni, és ajánlatos a huzalozás elektromos részét lefedni, hogy elkerülje a rövidzárlatot szigetelő szalaggal.

3. lépés:

A kódot az Arduino szoftverrel programoztuk be, és USB -kábellel töltöttük fel az Arduino -ra.

// puffer az alacsony frekvenciák szűrésére#define BSIZE 50 float buf [BSIZE]; int bPos = 0;

// szívverés algoritmus

#define THRESHOLD 4 // észlelési küszöb előjel nélküli hosszú t; // utoljára észlelt szívverés lebegés lastData; int lastBpm;

void setup () {

// inicializálja a soros kommunikációt 9600 bit/ másodperc sebességgel: Serial.begin (9600); pinMode (6, KIMENET); // deklarálja a vibrátor 1 pinMode (11, OUTPUT); // deklarálja a vibrátor 2 pinMode (9, OUTPUT); // deklarálja a vibrátorát 3}

void loop () {

// olvassa el és dolgozza fel az érzékelő bemenetét az analóg 0 tűn: float feldolgozottData = processData (analogRead (A0));

//Serial.println(processedData); // szüntesse meg a megjegyzést a soros plotter használatához

ha (feldolgozott adatok> THRESHOLD) // ezen érték felett szívverésnek számít

{if (lastData <THRESHOLD) // az első alkalommal, amikor túllépjük a küszöböt, kiszámítjuk a BPM -et {int bpm = 60000 /(millis () - t); if (abs (bpm - lastBpm) 40 && bpm <240) {Serial.print ("New heartbeat:"); Soros.nyomtatás (bpm); // mutassa a képernyőn a bpms Serial.println ("bpm");

if (bpm> = 95) {// ha a bpm magasabb mint 95 vagy 95…

analogWrite (6, 222); // vibrátor 1 rezeg

analogWrite (11, 222); // 2. vibrátor vibrál analógWrite (9, 222); // a 3. vibrátor rezeg} else {// ha nem (bpm alacsonyabb, mint 95)… analogWrite (9, 0); // a 3. vibrátor nem rezeg}} lastBpm = bpm; t = millis (); }} lastData = feldolgozott adatok; késleltetés (10); }

float processData (int val)

{buf [bPos] = (úszó) val; bPos ++; if (bPos> = BSIZE) {bPos = 0; } úszó átlag = 0; for (int i = 0; i <BSIZE; i ++) {átlagos+= buf ; } return (float) val - átlagos / (float) BSIZE; }

4. lépés:

A tervezési folyamat során figyelembe kellett vennünk a testben lévő nyomáspontok helyét, hogy tudjuk, hol kell elhelyezni a vibrációs motorokat, és ezek közül hármat választottunk ki.

5. lépés:

A viselhetőség érdekében először a hús színű karszalagot fekete festékkel festettük a termék utasításai szerint.

6. lépés:

Miután megvolt a karszalagunk, négy lyukat csináltunk a kartonból készült kézi manökenben. Három közülük az elektromos áramkörben használt három vibrációs motor kinyerésére készült, az utolsó pedig az, hogy az impulzusérzékelőt a manöken csuklójára helyezze. Ettől eltekintve egy kis vágást is végeztünk a karszalagon, hogy ez az utolsó érzékelő látható legyen.

7. lépés:

Később egy utolsó lyukat csináltunk a kartondoboz alsó oldalán annak érdekében, hogy az áramkört tápellátáshoz csatlakoztassuk és leválaszthassuk az USB -kábelt a számítógépről az Arduino kártyára. Végső tesztet végeztünk annak ellenőrzésére, hogy minden jól működik -e.

8. lépés:

Annak érdekében, hogy termékünket személyre szabottabbá tegyük, gránát színű kört rajzolunk és vágunk, amelybe néhány vonalat varrtunk az elektromos szívverések ábrázolásához.

9. lépés:

Végül, amikor a fekete csuklópánt eltakarta a vibrációs motorokat, három kis szívet vágtunk és varrtunk a hordhatóra, hogy megtudjuk a helyüket.