Nyomásérzékelő zokni: 18 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Ami az egyéni ortézisek kiválasztását illeti, nincs sok megbízható tesztelési lehetőség, amelyek segíthetnek eldönteni, hogy milyen típusú betét felel meg a lábának igényeinek. A létező lehetőségek pedig szinte mindig kifejezetten tesztelik az erők egyensúlytalanságát a lábadban, miközben egy helyben állsz. Valójában szüksége van a talpbetétjére, hogy kényelmet és stabilitást biztosítson a gyaloglás körülményei között is, nem csak álló helyzetben. Kíváncsi arra, hogyan kezdhetnénk el a probléma megoldását, úgy döntöttünk, hogy tervezünk egy egyszerű, megfizethető, nyomásérzékelő zokni rögzítést, amely remélhetőleg, ha a jövőben javul, felhasználható a beteg lábában fellépő egyensúlyhiány diagnosztizálására. Ezt a diagnózist ezután potenciálisan felhasználhatnák a meglévő orvosi dokumentációval együtt, hogy egyedi talpbetéteket hozzanak létre a beteg számára (vagy ajánlhassanak meglévőket).

Jelenlegi kialakításunkban (amelyet ebben az utasításban elkészíthet) három érzékelő található minden zokni alján, és azt eredményezi, hogy neopixelek (kis fények) világítanak, amikor megnyomják őket. Minden elektronikus alkatrész bokacsíkban van elhelyezve, és lehetővé teszi a nyomásadatok Bluetooth -on történő elküldését a számítógépre, majd valós idejű ábrázolását. Reméljük, hogy a jövőben frissíthetjük ezt a formatervezést, de most itt van, hogyan építsük meg jelenlegi prototípusunkat!

(Nézze meg a fenti videót, hogy megtudja, mit fog tenni, ha befejezte.)

Készítmény

Az eszköz sikeres elkészítéséhez néhány dolgot tudnia kell. A projekthez használt kód szerepel, de a logika alapismerete hasznos lehet, ha bármilyen probléma merül fel. Ha problémája van, az interneten is rendelkezésre állnak olyan fórumok, ahol közzéteheti a problémáját, vagy kereshet egy hasonlót a már megoldott problémájához. Az elektromos vezetékek alapvető ismeretei, bár nem túl bonyolultak, gyorsíthatják a projektet. Végül néhány kötőelemet kell forrasztani a Flora -ra. Kezdje el az alapokat, mielőtt elkezdené!

Biztonság

Mielőtt elkezdené a projektet, néhány biztonsági problémát meg kell oldani. Maga a késztermék nem árt neked, de az elektromos biztonság nem mindig köztudott. A berendezések rövidzárlatának elkerülése érdekében áramellátás előtt győződjön meg arról, hogy a készülék földelve van. Győződjön meg arról is, hogy egyik vezetőképes cérnája sem keresztezi a másik vezető menetet. Ez rövidzárlatot okozhat és tüzet okozhat. Óvatosan kell eljárni a kötőelemek Flora -ra történő forrasztásakor is. A forrasztószerszámok hihetetlenül forróak, és rendkívül fájdalmas égési sérüléseket okozhatnak, ha véletlenül megérinti a hegyét. Győződjön meg róla, hogy tudja, mit csinál, hogy ne égesse meg magát és ne károsítsa az áramkört.

Tanácsok és tippek

• Varrás vagy építés előtt ellenőrizze, hogy az áramkör működik -e!
• Ha úgy tűnik, hogy nem tud adatokat kiadni egy nyomásérzékelőből, ellenőrizze, hogy a Flora hozzá tartozó csapja működőképes -e (az egyik csapunk eltört, és új Flora -t kellett beszereznünk).
• Tervezze meg, hogyan illeszti az összes alkatrészt a bokaszíjra, hogy elkerülje a vezetőképes szálak kereszteződését.
• Hagyjon magának több helyet, amikor a vezető szálat a szalagra kívánja varrni. Ha a szálak túl közel vannak egymáshoz, fennáll annak a veszélye, hogy véletlenül összeérnek.
• Az idő megtakarítása érdekében tervezze meg a cérna elhelyezését, mielőtt összevarrja. Ha megpróbálja varrni anélkül, hogy világos elképzelése lenne arról, hogy hová fog menni minden, akkor csalódott lesz, és végül mégis sokat fog csinálni.
• Ha problémái vannak a Bluetooth modulhoz való csatlakozáskor, húzza ki a modult, ne felejtse el az eszközt a számítógép Bluetooth -beállításaiban, majd csatlakoztassa újra.
• Idő megtakarítása érdekében nézzen meg néhány oktatóvideót a YouTube -on a viselhető elektronika ruházatra varrásáról

Lépés: Gyűjtse össze az anyagokat és eszközöket

A nyomásérzékelő zokni rögzítésének létrehozásával néhány dologra szüksége lesz, ha azt szeretné, hogy működjön. Az alábbi listában felsorolt dolgok közül néhány kötelező, néhány pedig a könnyebbség érdekében.

1. Egy Flora (itt megtalálható 15 dollárért)
2. Bluetooth modul. Az Arduino modult (HC06 BT) használtuk, de használhat Flora BLE hordható modult is.
3. Nyomásérzékeny vezető anyag, például Velostat (itt kapható az Adafruit-tól)
4. Flora RGB NeoPixels, legalább három. (Egy 4 csomag az Adafruit-tól kapható itt körülbelül 8 dollárért.)
5. Vezető szál
6. Jumper vezetékek (így néznek ki legalább egy hüvelyes oldallal). Szükséged lesz 4.
7. Alligátor klipek a vezetékekhez rögzítve (opcionális, de rendkívül hasznos)
8. Varró tű
9. Egy kis akkumulátor, 3,7 V elegendő (itt kapható az Adafruit -tól körülbelül 8 dollárért). Győződjön meg arról, hogy az akkumulátor megfelelő csatlakozóval rendelkezik a Flora számára.
10. Tépőzáras pad, legalább 2 "x 4", plusz tépőzáras pöttyök.
11. Kicsi (5 mm) varrni kell a rögzítőelemeket. Szükséged lesz legalább 18 -ra.
12. Forrasztó és forrasztópáka
13. Egy régi póló
14. Olvadó felületű szövet, a legtöbb kézműves vagy varróüzletben megvásárolható. Itt olvashat néhány tippet és trükköt.
15. Egy régi póló
16. Olló, szalag és türelem.

2. lépés: Hozza létre a nyomásérzékelőket

1. Vágjon ki 3 darabot a vezető anyagból. Az egyiknek elég kicsinek kell lennie ahhoz, hogy elférjen az átlagember sarka alatt, a másik kettőnek pedig nagyjából 1 hüvelyk x 1 hüvelyk négyzetnek kell lennie (de a forma valójában nem számít annyira).
2. Vágjon le hat 18 hüvelykes vezető szálat.
3. Ragasszon egy darab cérnát mind a három előre vágott szövetdarab mindkét oldalára. A cérnát „J” alakban kell leragasztani, ahogy a fenti képen látható, és a szemközti oldalakon le kell húzódnia a szövetről, ahogy az látható (körülbelül fél hüvelyk távolságot hagyva a szálak farka között).

3. lépés: Csatlakoztassa a nyomásérzékelőket a Flora -hoz

1. Alligátorcsipeszek segítségével minden nyomásérzékelőhöz rögzítse az egyik vezető menetes farkát a Flora földelőcsapjához, a másikat a 6, 9 vagy 10 csap egyikéhez (a bal oldali képen látható csatlakozók). A kód, amelyet használni fog, a 9 -es tüskén lévő érzékelőt jelöli a sarokon, a 6 -os érintőt a lábgömbön, és a 10 -es tűn lévő érzékelőt a láb külső része alatt kell elhelyezkedni (alatta, ahol a legkisebb lábujj csuklója található). Ha az érzékelőket kifejezetten az egyik helyen való használatra tervezte, győződjön meg arról, hogy a megfelelő csaphoz van rögzítve.
2. Az érzékelőket úgy helyezze el, hogy laposak legyenek az asztalon, és egyik szál se keresztezze vagy érintse meg őket.

(Megjegyzés: Ha több aligátorcsipeszt kell felszerelnie a Flora egyik csapjára, akkor egy kis huzal végét ragassza a meglévő csatlakozás közé, majd rögzítse a klipet a kiálló véghez, amint azt a jobb oldali kép mutatja.)

4. lépés: Csatlakoztassa a NeoPixeleket a Flora -hoz

1. Csatlakoztassa az összes NeoPixelt a GND -hez. Mindegyiket ugyanarra a földre lehet csatlakoztatni.
2. Csatlakoztassa a NeoPixeleket sorba, az elsőt a Flora 12. tűjéhez.
3. Ügyeljen arra, hogy a nyilak milyen irányba mutatnak. A középpont felé mutató nyíl a bejövő jel, a középtől távol mutató nyíl pedig a kimenő jel.
4. Csatlakoztasson minden NeoPixelt a VBATT -hoz.

A kapcsolási rajz a fenti képen referenciaként látható.

5. lépés: Csatlakoztassa a Bluetooth -ot a Flora -hoz

1. Csatlakoztassa a Bluetooth modul GND csapját a Flora GND csapjához.
2. Csatlakoztassa a Bluetooth modul VCC érintkezőjét a Flora 3,3 V -os tűjéhez.
3. Csatlakoztassa a TXD -t a Bluetooth modulon a Flora RX #0 -ra.
4. Csatlakoztassa a Bluetooth modul RXD -jét a Flora TX #1 -hez.

Ha a Bluetooth modul helytelenül van bekötve, az az áramkör megsütéséhez vagy a modul és a számítógép közötti kommunikáció meghibásodásához vezethet.

6. lépés: Az áramkör felépítése

A fenti kapcsolási rajz segítségével szerelje össze az összes alkatrészt (NE próbálja még vezetőképes menetet használni. Egyelőre csak alligátorkapcsokat, szigetelt vezetékeket vagy más, tetszés szerinti ideiglenes vezetékeket használjon)

7. lépés: Töltse le a kódot, és csatlakoztassa a Flora számítógéphez

1. Töltse le a kódot az alábbi link segítségével, és nyissa meg Arduino IDE -ben.
2. Ha nincs telepítve az Adafruit NeoPixel Library, töltse le a GitHub webhelyről. Telepítse ezt a könyvtárat, és feltétlenül vegye fel az Arduino Libraries mappába.
3. Ha nincs telepítve az Arduino Filters Library, töltse le innen a GitHub webhelyről. Telepítse, és feltétlenül vegye fel az Arduino Libraries mappába.
4. Csatlakoztassa a Flora -t a számítógépéhez mikro USB -USB kábellel (a fenti képen).
5. Kattintson az "Eszközök"> "Tábla"> "Adafruit Playground" menüpontra, és mondja meg a szoftvernek, hogy melyik hardvert használja.
6. Kattintson az "Eszközök"> "Port" elemre, majd a legördülő menüben válassza ki azt a COM portot, amelyhez a Flora számítógépen csatlakozik.

Itt van a szükséges kód!

MEGJEGYZÉS: Lehet, hogy módosítania kell a kód küszöbértékeit annak meghatározásához, hogy mikor kell be- és kikapcsolni a NeoPixelt. Állítsa be mindegyiket minden érzékelőhöz.

8. lépés: Töltse fel a kódot a Flora -ba

1. Kattintson a "Feltöltés" nyílra az IDE bal felső sarkában (a fenti képen karikázva).
2. Mivel a kódot feltöltötték, most leválaszthatja a Flora -t a számítógépről. A Flora és a számítógép közötti kommunikáció innentől kezdve Bluetooth -kapcsolaton keresztül történik.

9. lépés: Csatlakoztassa a Bluetooth modult a számítógéphez

1. A Bluetooth modul jelzőfényének ekkor villognia kell.
2. Nyissa meg a Bluetooth beállításokat a számítógépén.
3. Csatlakozzon a modulhoz a „HC-06” opcióra kattintva.
4. Csatlakoztatás után a HC-06 jelzőfényének villognia kell, és állandónak kell maradnia, amint a fenti képen látható.

10. lépés: Funkcionalitás tesztelése

1. Ezen a ponton a Bluetooth modulnak adatokat kell továbbítania az Ön által létrehozott nyomásérzékelőkről a számítógépére.
2. A letöltött kód veszi ezeket az adatokat, és három külön sorként ábrázolja (minden érzékelőhöz egyet).
3. Az IDE -ben kattintson az "Eszközök"> "Soros plotter" lehetőségre.
4. Látnia kell a három említett sort, amelyek valószínűleg különböző kezdőértékeken vannak.
5. Nyomja le egyenként az egyes nyomásérzékelőket, hogy biztos legyen benne, hogy választ lát a saját ábrázolt vonalán (a nyomásnak a görbe csökkenését kell eredményeznie).
6. Ha nem lát adatokat ábrázolni, ellenőrizze, hogy a nyomtatási sebesség 9600 -ra van -e állítva.
7. Ne folytassa a következő lépéssel, amíg nem győződik meg az adatok gyűjtéséről, és a diagramok nem reagálnak a nyomásérzékelők nyomására

11. lépés: Fedje le az érzékelőket

1. Vágjon ki darabokat vékony, nem vezető anyagból (régi pólót használtunk), ugyanolyan formájú, mint a nyomásérzékelői (csak valamivel nagyobbak). Vágjon ki 2 darab szövetet minden érzékelőhöz.
2. Szendvicseljen minden érzékelőt a kijelölt 2 darab szövet közé, majd varrjon körül minden érzékelőt (ügyelve arra, hogy ne lyukassza ki).
3. A varrás befejezése után vágjon ki 3 darab tépőzárat (durva oldal), amelyek ugyanolyan alakúak és méretűek, mint az érzékelők.
4. Ragassza a tépőzárat a megfelelő újonnan fedett érzékelőkhöz (csak mindegyik egyik oldalán).
5. Ha a tépőzár nem tapad jól a szövetéhez, akkor azt is felvarrhatja. Ismét azonban ügyeljen arra, hogy ne szúrja ki az érzékelőket. A tépőzár a módszer az érzékelők zoknihoz való rögzítésére.

12. lépés: Tervezze meg a szálat

Most, hogy összeállította a prototípus durva vázlatát, és megbizonyosodott arról, hogy valóban működik, megpróbálhatja összevarrni a végtermékhez. Ne feledje, hogy ne keresztezze a vezető szálat, és tervezze meg a varrást varrás előtt. Végtelen lehetőségek vannak a Flora, a Bluetooth és a NeoPixels elhelyezésére. A fenti kép az egyik lehetőség, amelyet működőképesnek találtunk. A három NeoPixel sorba van kötve, és mindegyik áramhoz és földhöz csatlakozik. Ráadásul nincsenek keresztben vezetékek! ez kiváló elrendezést eredményez.

13. lépés: Prototípus összeszerelése: Varrás 1. rész

Az érzékelők le vannak fedve, a kód működik, és megtervezte a menetvágást. Most itt az ideje összeszerelni a végterméket. Mindent felvarrtunk egy bokaszalagra (régi pólóból), amely körbecsavarható és tépőzárral rögzíthető. Kipróbálhatja ugyanazt az ötletet, de javasoljuk, hogy játsszon vele, és keressen egy olyan beállítást, amely megfelel Önnek! Kövesse az alábbi lépéseket, és figyeljen a kapcsolatokra!

1. Vasolja fel a felületet a póló csíkjára, ügyelve arra, hogy melyik oldala legyen lefelé. A csíknak elég hosszúnak kell lennie ahhoz, hogy körbefogja a bokáját, és elég szélesnek kell lennie ahhoz, hogy a Flora, a Bluetooth és a NeoPixels felvarrható legyen.
2. Döntse el, hogy hová szeretné elhelyezni a Flora, a Bluetooth modult és a NeoPixeleket.
3. Varrja a kapcsok női oldalát a pólóra, ahová a Flórát szeretné helyezni. A pattanások egyike sem érintheti egymást.
4. Győződjön meg róla, hogy varrás közben ellenőrizze minden egyes pattintás helyét, hogy megbizonyosodjon arról, hogy illeszkednek -e a Flora megfelelő csapjához. (A képen fent látható.)

Ne feledje, hogy ezekben a szakaszokban továbbra is a menetvázlatra hivatkozik, hogy ne keresztezze a vezetékeket, és ne felejtsen el csatlakoztatni valamit.

14. lépés: Prototípus összeszerelése: Varrás 2. rész

Most, hogy leszerelted a keretet, térjünk át a varró alkatrészekre:

1. Ragassza a NeoPixeleket oda, ahol szeretné. Ez nem feltétlenül szükséges, de hasznos, ha a helyén tartja őket, miközben levarrja őket.
2. Varrja a NeoPixeleket a pólóra.
3. Varrja a Bluetooth-t a pólóra. Készítettünk egy kis zsebet, amint az a fenti képen is látszik, de gyakorolja kreatív elméjét, hogy eldöntse, hogyan tarthatja le legjobban.
4. Vezető cérna segítségével varrja össze a csatlakozókat a Flora, a Bluetooth és a NeoPixels kapcsok között.
5. Ne keresztezd a szálakat! Ha a szálak keresztezése elkerülhetetlen, tegyen valamilyen szigetelést a szálak közé, például a póló egy részét.

15. lépés: Prototípus összeszerelése: Varrás 3. rész

Miután levarrta a NeoPixeleket, folytassa a nyomásérzékelők áramkörhöz való csatlakoztatásával:

1. Varrjon egy hatpattintós sort körülbelül egy hüvelykkel a NeoPixelek alatt.
2. Fűzzön vezetőképes huzalokat a Flora és az új sorkapcsok közé. Ezek a nyomásérzékelők csatlakozási pontjaiként működnek. (Hármat kell csatlakoztatni a GND -hez, és hármat a 6 -os, 9 -es és 10 -es analóg jelcsatlakozóhoz.)
3. A vezetékeket minden nyomásérzékelőből felhoztuk a boka hátsó részébe, és átfűztük a póló egy részén, hogy ne érintsék egymást.
4. Rögzítse a hat pattanó hüvelyi oldalát a vezető szál végére a nyomásérzékelőkről.
5. Ezeknek a pattanásoknak az éppen varrt vonalra kell pattanniuk.

Ezen lépések során olvassa el a menetvázlat tervét, hogy megbizonyosodjon arról, hogy nem keresztezi a vezetékeket, és hogy a megfelelő pattanásokat csatlakoztatja.

16. lépés: Prototípus összeszerelése: Forrasztás

Most áttérünk a forrasztásra. Ne felejtse el felülvizsgálni biztonságát, mert a forrasztópáka nagyon fájdalmas lehet, ha megérinti.

1. Forrasztja a pattanások férfi oldalát a Flórára. (A bal oldali képen látható.)
2. Minden egyes pattanás forrasztása után ellenőrizze a helyzetét a varrott kapcsokkal. Gyorsabb egy pattanást forrasztással beállítani, mint az összes pattanást újra varrni, mert nincsenek megfelelően beállítva.
3. Miután a pattanásokat a Flora -hez forrasztották, rögzítheti az alkatrészek durva szerelvényét, hogy lássa, hogyan illeszkedik a jobb oldali képen.

17. lépés: Prototípus összeszerelése: Felszerelés

1. A csík hátsó oldalát (ahol minden szál és csomó ki van téve) lefedtük egy másik pólóval. Kár lenne, ha elszakadna és elszakadna a drót!
2. Ha szükséges, hozzon létre egy kis zsebet az akkumulátor számára.
3. Létrehoztunk egy fedelet, amely lefedi az összes alkatrészt, de ez teljesen rajtad múlik!
4. Tépőzáras pontokat adjon a pólócsíkhoz. Ez állítható méretű rögzítésként szolgál, hogy a szalagot a boka körül tartsa.
5. Ha elkészült, próbálja ki a méretét, és nézze meg, hogy működik -e!

18. lépés: További ötletek

Reméljük, hogy a közeljövőben további feldolgozást is végezhetünk a tisztább jel elérése érdekében, és visszajelzést adunk, hogy tájékoztassuk a felhasználókat a nyomásérzékelő leolvasása közötti egyensúlyhiányról. Ezeket az egyensúlyhiányokat remélhetőleg fel lehet használni, hogy javaslatokat tegyenek a talpbetétre a felhasználó számára (a pontosabb és teljesebb érzékelőrács megkönnyíti ezt).

A jövőben ezt a projektet ki lehet terjeszteni a nyomásérzékelők pontosabb tömbjére is. Ha mondjuk valamilyen nyomásérzékelő rácsot használnánk, az sokkal részletesebb adatgyűjteményt hozhat létre. Ezeket az adatokat lehet felhasználni a láb valós idejű renderelt képének létrehozásához, ahol a színek széles skálája jelzi a magasabb és alacsonyabb nyomású területeket. Ez sokkal hasznosabbá tenné az érzékelő rögzítését klinikai körülmények között, mivel az orvos vizuálisan felismerheti az erők eloszlásának rendellenességeit valakinek a lábán járás közben. Ezután megnézheti a számadatokat, és a megállapítások alapján javasolhatja az állapot kezelését (azaz milyen típusú talpbetétet vásároljon a kényelem javítása érdekében). Az ilyen funkcionalitás messze van ettől a projekttől, de úgy gondoljuk, hogy ez az Instructable mindenképpen rengeteg lehetőséget rejt magában!

Köszönjük, hogy időt szánt az oktatóanyagunk elolvasására és (talán!) Kipróbálására. Tudassa velünk, ha bármilyen javaslata vagy visszajelzése van az alábbi megjegyzések részben.