Valkājams pulsa sensors: 10 soļi (ar attēliem)

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

Projekta apraksts

Šis projekts ir par valkājamu dizainu un radīšanu, kas ņems vērā lietotāja veselību, kurš to nēsās.

Tās mērķis ir darboties kā eksoskeletam, kura funkcija ir atpūsties un nomierināt lietotāju trauksmes vai stresa situācijās, izstarojot vibrāciju tajos spiediena punktos, kas atrodas uz ķermeņa.

Vibrācijas motors ieslēgsies, kamēr fotopletismogrāfiskais impulsu sensors kādu laiku saņem paaugstinātu paātrinātu cieto pulsāciju. Kad pulss samazinās, tas nozīmē, ka lietotājs ir nomierinājies, vibrācijas apstāsies.

Īss pārdomas kā noslēgums

Pateicoties šim projektam, mēs esam spējuši pielietot daļu no zināšanām, kas iegūtas nodarbībās, kurās mēs strādājam pie vairākām elektriskajām ķēdēm, izmantojot dažādus sensorus un motorus reālā gadījumā: valkājamu, kas atslābina lietotāju trauksmes periodā vai stresa situācijas.

Izmantojot šo projektu, ne tikai mēs esam izstrādājuši radošo daļu, izstrādājot patronu un šujot to, bet arī inženierzinātņu nozari, un mēs tos visus sajaucām vienā projektā.

Mēs arī praksē pielietojām elektriskās zināšanas, veidojot elektrisko shēmu protoboardā un nododot tās LilyPad Arduino, lodējot komponentus.

Piegādes

Fotoplethysmogrāfiskais impulsa sensors (analogā ieeja)

Pulsa sensors ir plug-and-play sirdsdarbības sensors Arduino. Sensoram ir divas puses, vienā pusē gaismas diode ir novietota kopā ar apkārtējās gaismas sensoru, bet otrā pusē ir dažas shēmas. Tas ir atbildīgs par pastiprināšanas un trokšņu slāpēšanas darbu. Gaismas diode sensora priekšpusē ir novietota virs mūsu cilvēka ķermeņa vēnas.

Šī gaismas diode izstaro gaismu, kas tieši nokrīt uz vēnas. Asins plūsma vēnās notiek tikai tad, kad sirds sūknē, tādēļ, ja mēs uzraugām asins plūsmu, mēs varam kontrolēt arī sirdsdarbību. Ja tiek konstatēta asins plūsma, tad apkārtējās gaismas sensors uzņems vairāk gaismas, jo tās atspoguļos asinis, šīs nelielas izmaiņas saņemtajā gaismā laika gaitā tiek analizētas, lai noteiktu mūsu sirdspukstus.

Tam ir trīs vadi: pirmais ir pievienots sistēmas zemē, otrais +5V barošanas spriegums, bet trešais ir pulsējošais izejas signāls.

Projektā tiek izmantots viens impulsa sensors. Tas ir novietots zem plaukstas locītavas, lai tas varētu noteikt cietās pulsācijas.

Vibrācijas motors (analogā izeja)

Šis komponents ir līdzstrāvas motors, kas vibrē, saņemot signālu. Kad tas to vairs nesaņem, tas apstājas.

Projektā trīs vibrācijas motori tiek izmantoti, lai nomierinātu lietotāju, izmantojot trīs dažādus relaksējošus punktus, kas atrodas uz plaukstas locītavas un rokas.

Arduino Uno

Arduino Uno ir atvērtā koda mikrokontrolleris, ko izstrādājusi Arduino.cc. Plāksne ir aprīkota ar digitālo un analogo ieejas/izejas (I/O) tapu komplektiem. Tam ir arī 14 digitālās tapas, 6 analogās tapas, un tas ir programmējams ar Arduino IDE (integrētu izstrādes vidi), izmantojot B tipa USB kabeli.

Elektriskais vads

Elektriskie vadi ir vadītāji, kas pārraida elektrību no vienas vietas uz citu.

Projektā mēs tos izmantojām, lai savienotu elektrisko ķēdi, kas metināta uz bakelīta plāksnes, ar Arduino tapām.

Citi materiāli:

- aproce

- Melns pavediens

- melna krāsviela

- Audums

Rīki:

- metinātājs

- Šķēres

- adatas

- Kartona roku manekens

1. darbība:

Pirmkārt, mēs izveidojām elektrisko ķēdi, izmantojot protoboard, lai mēs varētu noteikt, kā mēs vēlamies, lai ķēde būtu tā, kuras sastāvdaļas mēs vēlamies izmantot.

2. darbība:

Tad mēs izdarījām pēdējo ķēdi, kuru mēs gatavojāmies ievietot manekenā, lodējot komponentus, izmantojot alvas lodmetālu. Ķēdei vajadzētu izskatīties kā iepriekš redzamajai fotogrāfijai.

Katrs kabelis ir jāpievieno Arduino Uno atbilstošajam portam, un, lai izvairītos no īssavienojumiem, izmantojot izolācijas lenti, ieteicams pārklāt elektroinstalācijas elektrisko daļu.

3. darbība:

Mēs ieprogrammējām kodu, izmantojot Arduino programmatūru, un uzlādējām to Arduino, izmantojot USB kabeli.

// buferis zemo frekvenču filtrēšanai#define BSIZE 50 float buf [BSIZE]; int bPos = 0;

// sirdsdarbības algoritms

#define THRESHOLD 4 // noteikšanas slieksnis neparakstīts garš t; // pēdējais konstatētais sirdsdarbības pludiņš lastData; int lastBpm;

void setup () {

// inicializēt seriālo komunikāciju ar ātrumu 9600 biti sekundē: Serial.begin (9600); pinMode (6, OUTPUT); // deklarēt vibratoru 1 pinMode (11, OUTPUT); // deklarēt vibratoru 2 pinMode (9, OUTPUT); // deklarēt vibratoru 3}

void loop () {

// nolasīt un apstrādāt sensora ievadīto informāciju analogajā tapā 0: float processingData = processData (analogRead (A0));

//Serial.println(processedData); // noņemiet komentāru, lai izmantotu sērijveida ploteri

ja (processData> THRESHOLD) // virs šīs vērtības tiek uzskatīta par sirdsdarbību

{if (lastData <THRESHOLD) // pirmo reizi pārkāpjot slieksni, mēs aprēķinām BPM {int bpm = 60000 /(milis () - t); if (abs (bpm - lastBpm) 40 && bpm <240) {Serial.print ("New heartbeat:"); Sērijas nospiedums (sitieni minūtē); // parādīt ekrānā bpms Serial.println ("bpm");

ja (bpm> = 95) {// ja bpm ir lielāks par 95 vai 95…

analogWrite (6, 222); // vibrators 1 vibrē

analogWrite (11, 222); // vibrators 2 vibrē analogWrite (9, 222); // vibrators 3 vibrē} cits {// ja nē (sitiens minūtē ir zemāks par 95)… analogWrite (6, 0); // vibrators 1 nevibrē analogWrite (11, 0); // vibrators 2 nevibrē analogWrite (9, 0); // vibrators 3 nevibrē}} lastBpm = bpm; t = milis (); }} lastData = apstrādāti dati; kavēšanās (10); }

float processData (int val)

{buf [bPos] = (pludiņš) val; bPos ++; ja (bPos> = BSIZE) {bPos = 0; } peldošais vidējais = 0; par (int i = 0; i <BSIZE; i ++) {vidējais+= buf ; } atgriešanās (pludiņš) val - vidējais / (pludiņš) BSIZE; }

4. solis:

Projektēšanas procesā mums bija jāņem vērā spiediena punktu atrašanās vieta ķermenī, lai uzzinātu, kur ir jānovieto vibrācijas motori, un mēs izvēlējāmies trīs no tiem.

5. darbība:

Lai iegūtu valkājamu, vispirms mēs krāsojām miesas krāsas aproci, izmantojot melnu krāsu, ievērojot produkta norādījumus.

6. darbība

Kad mums bija aproce, mēs izgatavojām četrus caurumus kartona roku manekenā. Trīs no tiem tika izgatavoti, lai iegūtu trīs vibrācijas motorus, kurus izmantojām elektriskajā ķēdē, un pēdējais tika veikts, lai novietotu pulsa sensoru uz manekena plaukstas. Bez tam mēs arī nedaudz apgriezām aproci, lai šis pēdējais sensors būtu redzams.

7. darbība:

Vēlāk mēs izdarījām pēdējo caurumu kartona rokas apakšējā pusē, lai pievienotu un atvienotu USB kabeli no datora uz Arduino plāksni, lai barotu ķēdi. Mēs veicām pēdējo pārbaudi, lai pārbaudītu, vai viss darbojas labi.

8. darbība

Lai mūsu izstrādājumam piešķirtu vairāk pielāgojamu dizainu, mēs zīmējam un izgriežam granāta krāsas apli, kurā pēc tam piešuvām dažas līnijas, lai attēlotu elektriskos sirdspukstus.

9. darbība

Visbeidzot, tā kā melnā aproce pārklāja vibrācijas motorus, mēs sagriezām un uzšuvām trīs mazas sirsniņas uz valkājamā, lai uzzinātu to atrašanās vietu.