Elpošanas vieglā trauksmes ierīce ar sirdsdarbības monitoru: 18 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Tā kā pasaule kļūst aizņemtāka, visi saskaras ar arvien lielāku stresa vidi. Koledžas studentiem ir vēl lielāks stresa un trauksmes risks. Eksāmeni studentiem ir īpaši saspringti periodi, un viedpulksteņus ar elpošanas vingrinājumu iestatījumiem parasti nav atļauts izmantot eksāmenu laikā, jo tie var arī rakstīt īsziņas un izveidot savienojumu ar internetu.

"Breathe Light" ir vienkāršota uz trauksmi vērsta ierīce, kurai nav interneta savienojuma un kas tiks gaidīta eksāmenos. Šī ierīce nav specifiska lietotājam, kas ļauj to viegli pielāgot jebkurai personai, kurai nepieciešama trauksmes kontrole. Izmantojot četru NeoPixel gaismas diožu sēriju, lietotājs varēs sekot soļiem, lai veiktu elpošanas vingrinājumus, kā arī izsekot sirdsdarbībai pirms un pēc vingrinājumiem, lai noteiktu, vai viņu stresa līmenis pazeminās.

1. darbība. Nepieciešamie materiāli un instrumenti

Materiāli:

1. Adafruit Flora (14,95 ASV dolāri)
2. Maizes dēlis (5,00 ASV dolāri)
3. Adafruit NeoPixels (4) (7,95 ASV dolāri)
4. PulseSensor (25,00 ASV dolāri)
5. Aligatoru klipi (3,95 ASV dolāri)
6. Maizes dēļa džemperu vadi (3,95 ASV dolāri)
7. Litija jonu polimēru akumulators (9,95 ASV dolāri)
8. 220 omu rezistors (6,28 ASV dolāri)
9. Spiedpoga (5,99 ASV dolāri)
10. Lego asorti (10–40 USD) (piezīme: jums nav nepieciešami daudzi Lego)

Kopējās izmaksas: (USD 94–124 USD)

Rīki:

1. Arduino programmatūra (BEZMAKSAS) - obligāta
2. Adatu deguna knaibles (~ 6 USD) vai kutikulas griezēji (~ 4 USD)- ieteicams
3. Lodēšanas komplekts/materiāli (~ 11 USD)- pēc izvēles

Kopējās izmaksas: ($ 15-17)

2. solis: Sagatavošana

Pirms projekta uzsākšanas un iepriekš minēto materiālu izmantošanas ir svarīgi iegūt labas pamatzināšanas par to, kas tiek izmantots.

Adafruit Flora

Adafruit Flora ir mazs, vienkāršs un jaudīgs mikrokontrolleris, kas ir noderīgs gan iesācējiem, gan ekspertiem. Tas ir ļoti mazs (tikai nedaudz lielāks par ceturtdaļu) un valkājams! Augšējā attēlā redzama Adafruit Flora pinout diagramma. Lai uzzinātu vairāk par Flora, apmeklējiet šo saiti:

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

Adafruit NeoPixels

Adafruit NeoPixels ir individuāli adresējamas RGB gaismas diodes, kas īpaši paredzētas valkāšanai. NeoPixels ir ķēdes ķēdes, kas nozīmē, ka jums ir nepieciešams tikai viens kontakts ar mikrokontrolleri, lai pievienotu tik daudz gaismas diodes, cik vēlaties. Tos var kodēt Arduino, taču ir nepieciešama zināma prakse, izpēte un piemēru palīdzība tiešsaistē, lai iepazītos un panāktu, ka NeoPixels darbojas tā, kā vēlaties. Dažādas darbības šajā saitē ir ļoti noderīgas, jo tas informē jūs par NeoPixels darbību un sniedz kodēšanas padomus un piemērus ar Arduino.

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

PulseSensor

PulseSensor ir plug and play sirdsdarbības sensors Arduino, lai savāktu tiešus sirdsdarbības datus dažādiem projektiem, piemēram, šim! Bibliotēkā, kuru var lejupielādēt Arduino (drīzumā tiks parādīta zemāk), ir kodu piemēri, kas palīdzēs jums kļūt par tūlītēju ekspertu, ieviešot PulseSensor projektā. Šī saite parāda papildu informāciju par PulseSensor un apraksta miniprojektu piemērus, lai sāktu personas.

pulsesensor.com/pages/getting-advanced

Arduino bibliotēkas

Lai kods varētu sazināties ar Flora noteiktām funkcijām un komandām, dažādām elektriskajām sastāvdaļām Arduino ir jāinstalē šādas bibliotēkas. Lai lejupielādētu programmatūru, izmantojiet šo saiti vai sadaļu “Ievads un piederumi”

1. PulseSensor rotaļu laukums

   (Piezīme: Arduino faila "PulseSensor_BPM" piemērs palīdzēja izveidot Breathe Light kodu)

2. Adafruit NeoPixel bibliotēka

   (Piezīme: "Strandtest" Arduino faila piemērs bija noderīgs, lai izveidotu kodu Breathe Light)

(Piezīme: Lai saņemtu papildu palīdzību bibliotēku instalēšanā, apmeklējiet šo saiti:

GitHub

GitHub ir spēcīga platforma, kas ļauj personām kopā veidot un koplietot programmatūru. Breathe Light radītais kods tiek kopīgots, izmantojot GitHub, un tam var piekļūt šeit. Tas vēlāk tiks norādīts arī norādījumos, kas sniegti 14. solī. Arduino bibliotēkām un iepriekš minētajiem projektam nepieciešamajiem piemēriem var piekļūt arī, izmantojot šādas GitHub saites.

1. PulseSensor
2. NeoPixel

Lai iegūtu papildinformāciju par to, kas ir GitHub un kāpēc tas ir noderīgi, skatiet šo videoklipu.

3. darbība. Drošība

Strādājot ar jebkuru elektrisko ķēdi, ieskaitot to, kuru jūs izveidosit šajā projektā, ir svarīgi saprast un ievērot visus elektriskās drošības protokolus, lai jūsu projekts būtu drošs un netiktu satriekts. Šajā sarakstā ir aprakstītas dažas vienkāršas darbības, kas jāievēro.

1. Pārvietojot un pievienojot vadus ķēdei, NAV pieslēgts datoram Flora.
2. Pieskaroties vadiem vai citām metāla sastāvdaļām ķēdē, pārliecinieties, ka barošana ir izslēgta, lai izvairītos no strāvas plūsmas caur ķermeni.
3. Turiet šķidrumus, pārtiku un visu citu, kas var izšļakstīties, prom no ķēdes.
4. Katru reizi pirms strāvas ieslēgšanas pārbaudiet, vai nav bojāti elektrības vadi.

BRĪDINĀJUMS:

Šī NAV medicīniska ierīce, un to nedrīkst izmantot nekādos klīniskos apstākļos, lai paļautos uz precīziem sirdsdarbības mērījumiem. Apmeklējiet savu ārstu, ja vēlaties precīzus sirdsdarbības datus. Tas ir vienkārši instruments, kas palīdz cilvēkiem mazināt stresu, un to nedrīkst izmantot, lai diagnosticētu kādu stāvokli.

4. solis: padomi un padomi

Tālāk ir sniegti daži padomi un padomi, kas jāpatur prātā, veidojot elpošanas gaismu.

Problēmu novēršanas stratēģijas

1. Ja kods nedarbojas pareizi, sadaliet dažādas koda funkcijas/sadaļas un pārbaudiet tās, lai noteiktu, kur ir problēma.
2. Pirms sākat darbu ar kodu un projektu, izmantojiet Arduino bibliotēkās sniegtos piemēru kodus PulseSensor un NeoPixels, lai pārliecinātos, ka ierīces darbojas pareizi.
3. Pirms datu vākšanas, lai noņemtu iespējamos kustības artefaktus, pārliecinieties, vai PulseSensor ir cieši un droši savienots.
4. Veicot vadu, savienojot ar tām pašām pieslēgvietām, izmantojiet vienas krāsas vadus, lai izvairītos no neskaidrībām.
5. Izmantojiet mazus kabeļus, lai nostiprinātu vadus, lai tie nezaudētu savienojumu, kad ierīce pārvietojas.
6. Ja jums ir pieejams lodāmurs, apsveriet iespēju to izmantot, lai nodrošinātu vadu savienojumus, kas, iespējams, nedarbojas labi.

Ieskats

• Lai ietaupītu laiku, pirms vadu izmantošanas pārbaudiet ar aligatora klipiem prototipu veidošanai.

• Lai ietaupītu laiku un neapmierinātību, stiept vadus cieši, lai izveidotu stabilu un pastāvīgu savienojumu ar katru NeoPixel.

  Lego ir arī ļoti noderīgi, lai nodrošinātu Flora un akumulatora komplektu

5. darbība: montāža 1.a daļa

Sāciet, izmantojot aligatora skavu, lai savienotu #6 portu FLORA. Pēc tam izmantojiet citu aligatora skavu, lai savienotu GND portu. Dariet to pašu ar FLORA VBATT portu.

6. darbība: montāža 1.b daļa

Tagad pievienojiet 6 portam pievienoto aligatora skavu NeoPixel uz iekšu vērstajai bultiņai. Pievienojiet GND porta klipu NeoPixel (-) un VBATT porta klipu NeoPixel (+).

Mēs izmantojām šo iestatījumu, lai pārbaudītu katru NeoPixel, lai noskaidrotu, vai tas darbojas, izmantojot NeoPixel Adafruit lapas norādījumus.

7. solis: montāža 2. daļa

Kad esat pārliecinājies, ka katrs NeoPixels ir funkcionāls, varat sākt veidot elpošanas gaismu!

Sāciet, pievienojot vadus VBATT, #12, #6, GND un #10 FLORA. Lai izvairītos no neskaidrībām, izvēlieties krāsas, kas atbilst katrai pieslēgvietai. Turpmākajās darbībās mēs tos savienosim ar maizes dēli.

8. darbība: montāža 3. daļa

Tālāk mēs sāksim veidot NeoPikseļu ķēdi. Tāpat kā pirmajā solī, mēs galu galā savienosim (+) ar VBATT portu, (-) ar GND portu, un bultiņas parādīs signāla plūsmas virzienu NeoPixels līnijā. Es sāku ar pēdējo un strādāju augšup.

Vispirms vienkārši pievienojiet vadus NeoPixels atbilstošās krāsās. Attēlā redzams, ka mēs izmantojām baltu VBATT, zaļu GND un dzeltenu signālam, kas nāk no ostas #6. Izmantojiet adatas knaibles, lai patiešām aptītu vadu ap mazajiem caurumiem. Jūs varat arī izmantot kutikulas griezējus, ja jums nav viegli pieejamas adatas knaibles.

(Mazie sarkanie vadi fonā tiks izskaidroti turpmākajās darbībās. Pagaidām par tiem neuztraucieties.)

9. solis: montāža 4. daļa

Pievienojiet vadus citiem NeoPikseliem tāpat kā pirmo. Pārliecinieties, vai bultu līnija ir vērsta no FLORA ostas Nr. 6 uz ķēdes apakšdaļu.

Pēc tam pievienojiet katru balto vadu maizes dēļa (+) tapām un zaļos vadus-(-) tapām uz maizes dēļa. Pārliecinieties, vai savienojumiem ir zināms spriegums, lai nostiprinātu vadus.

10. solis: montāža 5. daļa

Tagad pievienojiet zaļo vadu no GND līdz (-) tapu augšai. Pievienojiet balto vadu no VBATT porta maizes dēļa (+) tapām un #6 dzelteno vadu NeoPixel ķēdes sākumam.

Violets vads un sarkanais vads tiks savienoti vēlāk.

(Sarkanie vadi, kas atrodas apakšā, palīdz radīt spriedzi starp dzeltenajiem signāla vadiem starp NeoPixels, taču tie var nebūt vajadzīgi atkarībā no savienojumu saspringuma)

11. solis: montāža 6. daļa

Tālāk mēs savienosim pogu ar mūsu maizes dēli. Ar to sāksies sirdsdarbības mērījumi un trauksmes elpošanas vingrinājumi!

Novietojiet pogu, kā parādīts attēlā. Pēc tam izmantojiet baltu vadu, lai savienotu augšējās pogas tapu ar (+). Novietojiet 220 omu rezistoru starp apakšējo tapu tajā pašā pusē un (-) tapām. Visbeidzot, pievienojiet sarkano vadu Nr. 10 apakšējās labās pogas tapai.

12. darbība: montāža 7. darbība

Tagad mēs pievienosim pulsa sensoru! Pievienojiet sarkano sensora vadu maizes dēļa (+) tapām un melno sensora vadu (-) tapām. Pēc tam vienā rindā ievietojiet violeto sensora vadu un violeto vadu, kas nāk no #12 porta, lai tos savienotu.

13. darbība: montāža 8. darbība

Izmantojot dažādus Lego, izveidojiet platformu FLORA sēdēšanai un nelielu dobumu litija bateriju komplektam. Pārliecinieties, vai FLORA ir saspringta, lai dzeltenie vadi varētu pareizi savienoties. Lai to izdarītu, mēs izmantojām dzelteno Lego, kas redzams attēlā.

Lego platformas izmēri būs atšķirīgi atkarībā no jūsu maizes dēļa izmēra, taču pārliecinieties, vai FLORA var sēdēt līdzenumā, vai dzeltenie signāla vadi ir sasprindzināti un vai ir vieta, kur ievietot akumulatoru.

14. darbība: montāža 9. darbība

Lai pabeigtu montāžu, pievienojiet Lego platformu ar FLORA blakus maizei. Savienojiet akumulatoru ar FLORA.

15. solis: montāža 10. darbība: augšupielādējiet kodu un pabeidziet montāžu

Pēdējais solis ir šī koda augšupielāde Breathe Light. Pēc koda augšupielādes elpošanas gaismai jādarbojas pārnēsājami, kad FLORA vidū ir ieslēgts ON slēdzis!

Kā iegūt kodu no GitHub uz Flora

1. Izmantojiet iepriekš norādīto saiti, lai nokļūtu GitHub vietnē.

2. Noklikšķiniet uz "Klonēt vai lejupielādēt"

   Noklikšķiniet uz "Lejupielādēt ZIP"

3. Saglabājiet lejupielādēto zip failu vēlamajā datora vietā.
4. Atveriet failu "Breathe_Light_V3.0" Arduino.
5. Augšējā Arduino joslas sadaļā "Rīki" dodieties uz "Board:" un atlasiet "Adafruit Flora"
6. Visbeidzot (ja Flora ir pievienota datoram), noklikšķiniet uz "Augšupielādēt" (labā bultiņa ekrāna augšdaļā)

Pēc iepriekš minēto darbību pabeigšanas kods ir jāaugšupielādē Flora. Flora var atvienot no datora, un Breathe Light ir gatava lietošanai!

16. darbība: montāža 11. darbība: koda skaidrojums

To dara kods:

Pirmkārt, kods apkopo subjekta sākotnējo sirdsdarbības ātrumu, izmantojot PulseSensor, un parāda to caur četriem atsevišķiem NeoPikseļiem, kas atrodas rindā. Pamatojoties uz noteikto sirdsdarbības ātrumu, tiks parādīta noteikta LED/krāsu sērija. Piemēram, ja sirdsdarbības ātrums ir 76, būs trīs NeoPikseļi, kas izgaismoti zilā krāsā. Šīs krāsas/sliekšņi tiek piešķirti objektam, izmantojot uzlīmi uz ierīces (redzams iepriekš), lai viņš zinātu, kāds ir viņa sirdsdarbības ātrums.

Pēc tam pēc sirdsdarbības noteikšanas tas iziet trauksmes vingrinājumu, kas palīdz dziļi, lēni ieelpot un izelpot. Šī uzdevuma sākumā visas četras gaismas diodes ir zaļas. Vingrinājuma gaitā gaismas diodes pa vienai kļūst zilas, kas atbilst tam, kad objektam vajadzētu ieelpot. Kad visas četras gaismas diodes ir iedegtas, objektam ir jāaiztur elpa, un, kad gaismas diodes atkal kļūst zaļas, tās var lēnām izelpot. Pēc trauksmes vingrinājuma veikšanas kods atkal noteiks un atkal parādīs personas sirdsdarbības ātrumu, lai noteiktu, vai viņš spēja nomierināties.

17. darbība: shēmas shēma

Šī shēma tika izveidota EAGLE. Viss lielajā taisnstūrī ir Adafruit FLORA mikroprocesors. Tam ir daudz detaļu, bet kopumā tas ir ietverts taisnstūrī. Visas sastāvdaļas, kuras pievienojām FLORA, atrodas zem lielā taisnstūra.

4 neopikseļi ir redzami savienoti ar D6* FLORA izeju. Poga ir pievienota IO10*, un pulsa sensors ir savienots ar FLORA caur IO12* portu.

18. solis: citas idejas

Ir daudz veidu, kā elpot gaismu tālāk, un šeit ir daži ieteikumi.

• Padariet to valkājamu: izmantojiet galvas saiti vai pulksteņa aproci (piemēram, šo) un izmantojiet vadošu vītni, lai izveidotu visus vadu savienojumus.
• Pievienojiet trauksmeiExercise () funkciju, lai izveidotu vizuāli pievilcīgāku elpošanas vingrinājumu (piemēram, pievienojot vairāk krāsu).
• Nomainiet atsevišķos NeoPixels ar NeoPixel Ring vai NeoPixel Array, lai pievienotu vairāk gaismas diodes un palielinātu gan heartRateDisplay (), gan trauksmes Exercise () funkciju iespējas.