Spiediena sensoru zeķu stiprinājums: 18 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Izvēloties pielāgotas ortozes, nav daudz uzticamu testēšanas iespēju, kas varētu palīdzēt jums izlemt, kāda veida ieliktnis vislabāk atbilst jūsu kājām. Un pieejamās iespējas gandrīz vienmēr īpaši pārbauda spēku nelīdzsvarotību jūsu kājās, stāvot uz vietas. Patiesībā jums ir nepieciešamas jūsu zolītes, lai nodrošinātu komfortu un stabilitāti arī pastaigas apstākļos, ne tikai stāvot. Interesējoties par to, kā mēs varētu sākt strādāt, lai atrisinātu šo problēmu, mēs nolēmām izveidot vienkāršu, pieejamu, spiediena sensora zeķes stiprinājumu, kas, cerams, nākotnē tiks uzlabots, varētu tikt izmantots, lai palīdzētu diagnosticēt jebkādu nelīdzsvarotību pacienta pēdās staigājot.. Šo diagnozi varētu potenciāli izmantot kopā ar esošo medicīnisko dokumentāciju, lai pacientam izveidotu pielāgotas zolītes (vai ieteiktu esošās).

Mūsu pašreizējā dizainā (tas, ko jūs varat izveidot šajā pamācībā) ir trīs sensori, kas piestiprinās pie jebkuras zeķes apakšas, un pēc to nospiešanas iedegas neopikseļi (mazas gaismas). Visas elektroniskās sastāvdaļas ir ievietotas potītes joslā, un tās ļauj nosūtīt spiediena datus uz datoru, izmantojot Bluetooth, un pēc tam uzzīmēt tos reālā laikā. Mēs ceram nākotnē atjaunināt šo dizainu, bet pagaidām šeit ir norādīts, kā izveidot mūsu pašreizējo prototipu!

(Skatiet iepriekš redzamo videoklipu, lai redzētu, ko tas darīs, kad esat pabeidzis.)

Sagatavošana

Lai veiksmīgi izveidotu šo ierīci, jums jāzina dažas lietas. Projektā izmantotais kods ir iekļauts, taču pamatzināšanas par iesaistīto loģiku varētu būt noderīgas, ja rodas kādas problēmas. Ja jums ir problēma, internetā ir pieejami arī forumi, kuros varat ievietot savu problēmu vai meklēt tādu, kas ir līdzīgs jūsu jau atrisinātajai problēmai. Pamatzināšanas par elektroinstalāciju, lai arī nav pārāk sarežģītas, var padarīt projektu nedaudz ātrāku. Visbeidzot, jums būs jāpielodē daži stiprinājumi uz Flora. Pirms sākat, izpētiet pamatus!

Drošība

Pirms sākat darbu ar projektu, ir jārisina daži drošības jautājumi. Gatavais produkts jums nekaitēs, taču elektriskā drošība ne vienmēr ir vispārzināma. Lai izvairītos no kāda aprīkojuma īssavienojuma, pirms strāvas pievienošanas pārliecinieties, vai ierīcei ir pievienots zemējums. Pārliecinieties arī, ka neviens no jūsu vadošajiem pavedieniem nešķērso citu vadošo pavedienu. Tas var izraisīt īssavienojumu un izraisīt ugunsgrēku. Jāievēro piesardzība arī, lodējot stiprinājumus uz Flora. Lodēšanas instrumenti ir neticami karsti un nejauši pieskaroties galam, izraisīs ārkārtīgi sāpīgus apdegumus. Pārliecinieties, ka zināt, ko darāt, lai nededzinātu sevi un nesabojātu ķēdi.

Padomi un padomi

• Pirms šūšanas vai konstruēšanas pārbaudiet, vai ķēde darbojas!
• Ja šķiet, ka nevarat iegūt datus no spiediena sensora, pārbaudiet, vai ar Flora saistītā tapa ir funkcionāla (viena no mūsu tapām bija salauzta un mums bija jāiegādājas jauna Flora).
• Plānojiet, kā jūs uzstādīsit visas potītes joslas sastāvdaļas, lai jebkurā vietā izvairītos no vadošu pavedienu šķērsošanas.
• Atstājiet sev papildu telpu, plānojot uzšūt vadošo diegu uz lentes. Ja pavedieni ir pārāk tuvu viens otram, pastāv risks, ka tie var nejauši pieskarties.
• Lai ietaupītu laiku, pirms sašūšanas plānojiet diegu novietojumu. Ja jūs mēģināt to uzšūt bez skaidras idejas par to, kur viss nonāks, jūs kļūsit neapmierināts un galu galā daudz ko darīsit.
• Ja rodas problēmas, veidojot savienojumu ar Bluetooth moduli, atvienojiet to no elektrotīkla, aizmirstiet ierīci sava datora Bluetooth iestatījumos un pēc tam atkal izveidojiet savienojumu.
• Lai ietaupītu laiku, skatieties YouTube video pamācības par valkājamas elektronikas šūšanu uz apģērba

1. darbība: apkopojiet materiālus un instrumentus

Izveidojot spiediena sensoru zeķu stiprinājumu, ir dažas lietas, kas jums būs nepieciešamas, ja vēlaties, lai tas darbotos. Dažas no tālāk uzskaitītajām lietām ir nepieciešamas, un dažas no tām ir vēlamas ērtībai.

1. Flora (to var atrast šeit par 15 USD)
2. Bluetooth modulis. Mēs izmantojām Arduino (HC06 BT), bet jūs varat izmantot arī Flora BLE valkājamu moduli.
3. Spiedienjutīgs vadošs materiāls, piemēram, Velostat (pieejams šeit no Adafruit)
4. Flora RGB NeoPixels, vismaz trīs. (Šeit ir pieejams 4 iepakojums no Adafruit par aptuveni 8 ASV dolāriem.)
5. Vadošs pavediens
6. Jumper vadi (kas izskatās šādi ar vismaz vienu sieviešu pusi). Jums būs nepieciešams 4.
7. Pie vadiem piestiprināti aligatora skavas (pēc izvēles, bet ļoti noderīgi)
8. Šūšanas adata
9. Pietiek ar nelielu akumulatoru, 3,7 V (pieejams šeit no Adafruit par aptuveni 8 USD). Pārliecinieties, vai akumulatoram ir atbilstošs Flora savienotājs.
10. Velcro spilventiņš, vismaz 2 "x 4", kā arī velcro punkti.
11. Nelieli (5 mm) šujami stiprinājumi. Jums būs nepieciešami vismaz 18.
12. Lodētava un lodāmurs
13. Vecs t-krekls
14. Kausējams saskarnes audums, to var iegādāties lielākajā daļā amatniecības vai šūšanas veikalu. Lasiet dažus padomus un trikus šeit.
15. Vecs t-krekls
16. Šķēres, lente un pacietība.

2. darbība: izveidojiet spiediena sensorus

1. No vadoša auduma izgrieziet 3 gabalus. Vienam jābūt pietiekami mazam, lai tas ietilptu zem vidusmēra cilvēka papēža, bet pārējiem diviem jābūt aptuveni 1 collas x 1 collas kvadrātiem (bet formai patiesībā nav tik lielas nozīmes).
2. Izgrieziet sešus 18 collu vadošus pavedienus.
3. Līmējiet vienu diega gabalu uz katru pusi no visiem trim iepriekš sagrieztiem auduma gabaliem. Vītnei jābūt piestiprinātai ar lenti "J" formā, kā parādīts attēlā iepriekš, un tai jāatkāpjas no auduma pretējās pusēs, kā parādīts (atstājot apmēram pus collu atstarpes starp pavedienu astēm).

3. solis: pievienojiet spiediena sensorus florai

1. Izmantojot aligatoru skavas, katram spiediena sensoram piestipriniet vienu vadošu vītnes asti pie Flora zemējuma tapas, bet otru pie vienas no 6., 9. vai 10. tapām (savienojumi parādīti attēlā kreisajā pusē). Kods, kuru izmantosit, apzīmē 9.tapa sensoru kā to, kas atradīsies uz papēža, 6.tapa sensoru kā to, kas atradīsies uz pēdas lodītes, un sensoru uz 10.tapa kā to, kas būs jāatrodas zem pēdas ārējās daļas (zem vietas, kur atrodas mazākā pirksta locītava). Ja sensorus esat veidojis tā, lai tos varētu izmantot vienā no šīm vietām, pārliecinieties, vai tie ir piestiprināti pie pareizās tapas.
2. Novietojiet sensorus tā, lai tie būtu līdzeni uz galda un neviens no pavedieniem nebūtu šķērsots vai nepieskartos.

(Piezīme: ja jums ir jāuzstāda vairāki aligatora skavas uz vienas Flora tapas, pielieciet neliela stieples galu starp esošo savienojumu un pēc tam piestipriniet klipu izvirzītajam galam, kā parādīts attēlā labajā pusē.)

4. solis: savienojiet NeoPixels ar Flora

1. Savienojiet katru NeoPixel ar GND. Tos visus var savienot ar vienu zemi.
2. Savienojiet NeoPixels sērijveidā, pirmo pieslēdzot Flora 12. tapai.
3. Pievērsiet uzmanību bultu virzienam. Bultiņa, kas vērsta uz centru, ir ienākošais signāls, un bulta, kas vērsta prom no centra, ir izejošais signāls.
4. Savienojiet katru NeoPixel ar VBATT.

Elektroinstalācijas shēma ir parādīta attēlā kā atsauce.

5. solis: savienojiet Bluetooth ar Flora

1. Savienojiet Bluetooth moduļa GND tapu ar Flora GND tapu.
2. Savienojiet Bluetooth moduļa VCC tapu ar Flora 3.3V tapu.
3. Savienojiet TXD Bluetooth modulī ar RX #0 Flora.
4. Savienojiet RXD Bluetooth modulī ar TX #1 Flora.

Ja Bluetooth modulis ir pievienots nepareizi, tas var izraisīt ķēdes apcepšanu vai nepareizu saziņu starp moduli un datoru.

6. darbība: izveidojiet ķēdi

Izmantojot iepriekš minēto shēmu, salieciet visas sastāvdaļas (NEMĒĢINIET izmantot vadošu vītni. Pagaidām izmantojiet tikai aligatora skavas un izolētus vadus vai citus pagaidu vadus pēc jūsu izvēles)

7. darbība: lejupielādējiet kodu un pievienojiet Flora datoram

1. Lejupielādējiet kodu, izmantojot zemāk esošo saiti, un atveriet to Arduino IDE.
2. Ja jums nav instalēta Adafruit NeoPixel bibliotēka, lejupielādējiet to no vietnes GitHub. Instalējiet šo bibliotēku un noteikti iekļaujiet to savā Arduino bibliotēku mapē.
3. Ja jums nav instalēta Arduino filtru bibliotēka, lejupielādējiet to šeit no GitHub. Instalējiet to un noteikti iekļaujiet to savā Arduino bibliotēku mapē.
4. Savienojiet Flora ar datoru, izmantojot mikro USB - USB kabeli (attēlā iepriekš).
5. Noklikšķiniet uz "Rīki"> "Dēlis"> "Adafruit Playground", lai norādītu programmatūrai, kuru aparatūru izmantojat.
6. Noklikšķiniet uz "Rīki"> "Ports" un pēc tam nolaižamajā izvēlnē atlasiet COM portu, ar kuru jūsu Flora ir savienots jūsu datorā.

Šeit ir nepieciešamais kods!

PIEZĪME: Lai noteiktu, kad ieslēgt/izslēgt NeoPixel, var būt nepieciešams pielāgot koda sliekšņus. Pielāgojiet katru sensoru.

8. darbība: augšupielādējiet kodu Flora

1. IDE augšējā kreisajā stūrī noklikšķiniet uz bultiņas "Augšupielādēt" (apvilkta attēlā iepriekš).
2. Tā kā kods ir augšupielādēts, tagad varat atvienot Flora no datora. Turpmāk saziņa starp Flora un datoru tiks veikta, izmantojot Bluetooth savienojumu.

9. darbība: pievienojiet Bluetooth moduli datoram

1. Šajā brīdī Bluetooth moduļa gaismai vajadzētu mirgot.
2. Datorā atveriet Bluetooth preferences.
3. Pievienojieties modulim, noklikšķinot uz opcijas 'HC-06'.
4. Kad savienojums ir izveidots, HC-06 gaismai jāpārtrauc mirgot un jāpaliek nemainīgai, kā redzams attēlā iepriekš.

10. darbība: pārbaudiet funkcionalitāti

1. Šajā brīdī Bluetooth modulim vajadzētu pārsūtīt datus no jūsu izveidotajiem spiediena sensoriem uz datoru.
2. Lejupielādētais kods ņem šos datus un uzzīmē tos kā trīs atsevišķas rindas (pa vienam katram sensoram).
3. IDE noklikšķiniet uz "Rīki"> "Sērijas ploteris".
4. Jums vajadzētu redzēt trīs minētās līnijas, iespējams, ka tām ir dažādas sākuma vērtības.
5. Nospiediet uz leju katru spiediena sensoru pa vienam, lai pārliecinātos, ka redzat atbildi tā attiecīgajā uzzīmētajā līnijā (spiediena rezultātā līkne jāsamazina).
6. Ja neredzat, ka tiek attēloti nekādi dati, pārbaudiet, vai diagrammas pārraides ātrums ir iestatīts uz 9600.
7. Nepārejiet pie nākamās darbības, kamēr neesat pārliecinājies, ka tiek vākti dati un diagrammas reaģē uz spiedienu uz spiediena sensoriem

11. darbība: pārklājiet sensorus

1. Izgrieziet plāna, nevadoša auduma gabalus (mēs izmantojām veco t-kreklu) tādā pašā formā kā spiediena sensori (tikai nedaudz lielāki). Katram sensoram izgrieziet 2 auduma gabalus.
2. Ievietojiet katru sensoru starp tam paredzētajiem 2 auduma gabaliem un pēc tam šujiet ap katru sensoru (pārliecinieties, ka tas nav caurdurts).
3. Kad šūšana ir pabeigta, izgrieziet 3 Velcro gabalus (rupjā puse), kuru forma un izmērs ir tāds pats kā sensoriem.
4. Piestipriniet Velcro pie atbilstošajiem tikko pārklātajiem sensoriem (tikai katra pusē).
5. Ja Velcro nav labi pieķēries jūsu audumam, varat to arī uzšūt. Tomēr vēlreiz uzmanieties, lai sensori netiktu caurdurti. Velcro kalpos kā metode sensoru piestiprināšanai pie zeķes.

12. solis: plānojiet pavedienu

Tagad, kad esat izveidojis aptuvenu prototipa uzmetumu un pārliecinājies, ka tas patiešām darbojas, varat mēģināt to sašūt kopā galaproduktam. Atcerieties, ka pirms šūšanas nešķērsojiet savu vadošo diegu un neplānojiet sašūšanu. Ir bezgalīgas iespējas, kur izvietot Flora, Bluetooth un NeoPixels. Iepriekš minētais attēls ir viena no iespējām, kas, mūsuprāt, darbojās. Trīs NeoPikseļi ir savienoti virknē, un katrs ir pievienots strāvas avotam un zemei. Turklāt nekādi vadi nav šķērsoti! padarot to par izcilu izkārtojumu.

13. darbība. Prototipa salikšana: 1. daļas šūšana

Sensori ir pārklāti, kods darbojas, un jūs esat plānojis pavedienu. Tagad ir pienācis laiks salikt galaproduktu. Mēs visu uzšuvām uz potītes joslas (izgatavotas no veca t-krekla), ko var aptīt un nostiprināt ar Velcro. Jūs varat izmēģināt to pašu ideju, taču mēs iesakām ar to spēlēties un atrast sev piemērotu iestatījumu! Izpildiet tālāk norādītās darbības un noteikti skatieties savus savienojumus!

1. Gludiniet saskarni uz t-krekla sloksnes, uzmanoties, kura puse ir vērsta uz leju. Sloksnei jābūt pietiekami garai, lai ietītu ap potīti, un pietiekami platai, lai šūtu Flora, Bluetooth un NeoPixels.
2. Izlemiet, kur vēlaties ievietot Flora, Bluetooth moduli un NeoPixels.
3. Uzšujiet knaiblīšu sieviešu pusi uz t-krekla, kur vēlaties novietot Flora. Nevienam no fiksatoriem nevajadzētu pieskarties viens otram.
4. Šūšanas laikā noteikti pārbaudiet katra piespraudes vietas, lai pārliecinātos, ka tās sakrīt ar pareizo Floras tapu. (Attēlā redzams iepriekš.)

Neaizmirstiet šajos posmos atsaukties uz savu vītņošanas plānu, lai jūs nešķērsotu vadus un neaizmirstu kaut ko pievienot.

14. solis: prototipa salikšana: 2. daļas šūšana

Tagad, kad sistēma ir nolaista, pāriesim pie šūšanas sastāvdaļām:

1. Līmējiet NeoPixels attēlus tur, kur vēlaties. Tas nav absolūti nepieciešams, taču ir noderīgi tos turēt vietā, kamēr tos šujat.
2. Šujiet NeoPixels uz t-krekla.
3. Šujiet Bluetooth uz t-krekla. Mēs izveidojām nelielu kabatiņu, kā redzams attēlā iepriekš, taču izmantojiet savu radošo prātu, lai izlemtu, kā vislabāk to turēt.
4. Izmantojot vadošu diegu, šujiet savienojumus starp Flora, Bluetooth un NeoPixels fiksatoriem.
5. Nešķērsojiet pavedienus! Ja diegu šķērsošana ir neizbēgama, novietojiet starp pavedieniem kādu izolāciju, piemēram, daļu no t-krekla.

15. solis: prototipa salikšana: 3. daļas šūšana

Kad NeoPixels ir uzšūtas, pārejiet pie spiediena sensoru pievienošanas shēmai:

1. Šujiet sešu klikšķu līniju apmēram collu zem NeoPixels.
2. Izvelciet vadošus vadus starp Flora un jauno fiksatoru līniju. Tie darbosies kā spiediena sensoru savienojuma punkti. (Trīs jābūt savienotiem ar GND un trīs - ar analogā signāla tapām 6, 9 un 10.)
3. Mēs izvedām vadus no katra spiediena sensora potītes aizmugurē un vītņojām tos caur daļu no t-krekla, lai tie nepieskartos viens otram.
4. Piestipriniet sešu fiksatoru vīrišķo pusi uz spiediena sensoru vadošās vītnes gala.
5. Šiem uzgriežņiem vajadzētu piestiprināties pie līnijas, kuru tikko uzšuvāt.

Šo darbību laikā skatiet savu vītņošanas plānu, lai pārliecinātos, ka jūs nešķērsojat vadus un pievienojat pareizos fiksatorus.

16. solis: prototipa salikšana: lodēšana

Tagad mēs pārietam pie lodēšanas. Neaizmirstiet pārskatīt savu drošību, jo lodēšanas gludekļi var būt ļoti sāpīgi, ja tiem pieskaras.

1. Lodējiet snapu vīriešu pusi uz Flora. (Redzams attēlā kreisajā pusē.)
2. Pēc tam, kad katrs spraudnis ir pielodēts, vēlreiz pārbaudiet tā pozīciju ar uzšūtajām knaiblēm. Ātrāk ir noregulēt vienu spraudni ar lodmetālu, nekā no jauna uzšūt visus knaibles, jo tie nav pareizi salikti.
3. Kad knaibles ir pielodētas pie Flora, varat tam piestiprināt aptuveno detaļu komplektu, lai redzētu, kā tas der, kā redzams attēlā labajā pusē.

17. darbība. Prototipa salikšana: apdare

1. Mēs pārklājām sloksnes aizmugurējo pusi (kur ir redzami visi pavedieni un mezgli) ar citu t-krekla daļu. Būtu žēl, ja stieple aizķertos un saplēstos!
2. Ja vēlaties, izveidojiet nelielu kabatu akumulatoram.
3. Mēs izveidojām atloku, lai aptvertu visas sastāvdaļas, bet tas ir pilnībā atkarīgs no jums!
4. Pievienojiet Velcro punktus t-krekla sloksnei. Tas kalpos kā regulējama izmēra stiprinājums, lai turētu joslu ap potīti.
5. Ja esat pabeidzis, izmēģiniet izmēru un pārbaudiet, vai tas darbojas!

18. solis: citas idejas

Tuvākajā laikā mēs ceram pievienot papildu apstrādi, lai panāktu skaidrāku signālu, un atgriezenisko saiti, lai informētu lietotājus par nelīdzsvarotību starp spiediena sensoru rādījumiem. Cerams, ka šo nelīdzsvarotību varētu izmantot, lai sniegtu lietotājam ieteikumus par zolīti (atkal, ja būtu precīzāks un pilnīgāks sensoru režģis, tas būtu vieglāk).

Nākotnē šo projektu varētu paplašināt, iekļaujot precīzāku spiediena sensoru klāstu. Ja, teiksim, tiktu izmantots kāda veida spiediena noteikšanas režģis, tas varētu radīt daudz detalizētāku datu apkopojumu. Pēc tam šos datus varētu izmantot, lai izveidotu reāllaikā atveidotu pēdas attēlu ar augstāka un zemāka spiediena apgabaliem, ko apzīmē dažādas krāsas. Tas padarītu sensora stiprinājumu daudz noderīgāku klīniskajā vidē, jo ārsts varētu vizuāli atpazīt novirzes spēka sadalījumā pa kāda cilvēka kāju, ejot. Pēc tam viņš vai viņa varētu apskatīt skaitliskos datus un, pamatojoties uz konstatējumiem, ieteikt ārstēt stāvokli (t.i., kāda veida zolīti iegādāties, lai uzlabotu komfortu). Šāda funkcionalitāte šim projektam ir tālu, taču mēs uzskatām, ka šim Instructable noteikti ir daudz potenciāla!

Liels paldies, ka veltījāt laiku mūsu apmācības lasīšanai un (varbūt!) Izmēģināšanai. Paziņojiet mums, ja jums ir kādi ieteikumi vai atsauksmes komentāru sadaļā zemāk.