Udahnite svjetlosni uređaj za anksioznost s monitorom otkucaja srca: 18 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Kako je svijet sve zaposleniji, svi su u okruženju sa sve većim stresom. Studenti imaju još veći rizik od stresa i anksioznosti. Ispiti su za studente posebno stresni periodi, a pametne satove s postavkama vježbi disanja obično nije dopušteno koristiti tokom ispita jer mogu i slati tekst i povezivati se na internet.

"Breathe Light" je pojednostavljeni uređaj usmjeren na anksioznost koji nema internetsku vezu i bit će dobrodošao na ispitima. Ovaj uređaj nije specifičan za korisnika, što mu omogućuje lako prilagođavanje bilo kojoj osobi kojoj je potrebna kontrola anksioznosti. Koristeći seriju od četiri LED diode NeoPixel, korisnik će moći slijediti korake za izvođenje vježbi disanja, a također će pratiti i broj otkucaja srca prije i poslije vježbi kako bi utvrdio da li im se nivo stresa smanjuje.

Korak 1: Potrebni materijali i alati

Materijali:

1. Adafruit Flora (14,95 USD)
2. Oglasna ploča (5,00 USD)
3. Adafruit NeoPixels (4) (7,95 USD)
4. PulseSensor (25,00 USD)
5. Aligator isječci (3,95 USD)
6. Žice za prespajanje (3,95 USD)
7. Litijum-jonska polimerna baterija (9,95 USD)
8. Otpornik od 220 ohma (6,28 USD)
9. Pritisnite dugme (5,99 USD)
10. Izabrani Lego kockice (10 do 40 USD) (Napomena: ne treba vam mnogo Lego kockica)

Ukupni troškovi: (94-124 USD)

Alati:

1. Arduino softver (BESPLATNO) - obavezno
2. Klešta za igle za nos (~ 6 USD) ili rezači zanoktica (~ 4 USD)- preporučeno
3. Komplet za lemljenje/materijali (~ 11 USD)- Opcionalno

Ukupni troškovi: (15-17 USD)

Korak 2: Priprema

Prije početka projekta i korištenja gore navedenih materijala važno je razviti dobro poznavanje onoga što se koristi.

Adafruit Flora

Adafruit Flora je mali, jednostavan i moćan mikrokontroler koji je koristan i za početnike i za stručnjake. Vrlo je mali (samo nešto veći od četvrtine) i nosiv je! Gornja slika prikazuje dijagram iscrtavanja za Adafruit Floru. Za više informacija o Flori posjetite sljedeću vezu:

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

Adafruit NeoPixels

AdaPruit NeoPixels su individualno adresabilne RGB LED diode koje su posebno dizajnirane za nošenje. NeoPixeli su lakirani, što znači da vam je potreban samo jedan pin priključak na mikrokontroler da biste povezali onoliko LED dioda koliko želite. U Arduinu se mogu kodirati, ali zahtijevaju određenu praksu, istraživanje i primjerenu pomoć na internetu kako bi se upoznali i natjerali NeoPixele da rade kako želite. Različiti koraci na sljedećoj vezi vrlo su korisni jer vas informiraju o načinu rada NeoPixela i daju savjete i primjere za kodiranje s Arduinom.

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

PulseSensor

PulseSensor je plug and play senzor otkucaja srca za Arduino za prikupljanje podataka o pulsu uživo za razne projekte, poput ovog! Biblioteka koja se može preuzeti na Arduino (uskoro će biti prikazana dolje) ima primjere kodova koji će vam pomoći da postanete trenutni stručnjak s implementacijom PulseSenzora u projekt. Sljedeća veza prikazuje dodatne informacije za PulseSensor i opisuje primjere mini projekata za početak rada osoba.

pulsesensor.com/pages/getting-advanced

Arduino biblioteke

Da bi kôd mogao komunicirati s Florom za određene funkcije i naredbe, sljedeće biblioteke moraju biti instalirane u Arduino za različite električne komponente. Za preuzimanje softvera koristite ovu vezu ili onu u odjeljku 'Uvod i potrošni materijal'

1. PulseSensor igralište

   (Napomena: Primjer Arduino datoteke "PulseSensor_BPM" bio je od pomoći pri stvaranju koda za Breathe Light)

2. Biblioteka Adafruit NeoPixel

   (Napomena: Primjer Arduino datoteke "Strandtest" bio je od pomoći pri stvaranju koda za Breathe Light)

(Napomena: Za dodatnu pomoć pri instaliranju biblioteka posjetite sljedeću vezu:

GitHub

GitHub je moćna platforma koja omogućava osobama da zajedno grade i dijele softver. Kôd kreiran za Breathe Light dijeli se putem GitHub -a i može mu se pristupiti ovdje. Također će biti kasnije referencirano u uputama u koraku 14. Arduino bibliotekama i gore navedenim primjerima koji su neophodni za projekt također se može pristupiti putem sljedećih GitHub veza.

1. PulseSensor
2. NeoPixel

Za više informacija o tome što je GitHub i zašto je koristan, pogledajte ovaj video.

Korak 3: Sigurnost

Kada se bavite bilo kojim električnim krugom, uključujući i onaj koji ćete stvoriti u ovom projektu, važno je razumjeti i slijediti sve protokole o električnoj sigurnosti kako bi vaš projekt bio siguran i kako se ne biste šokirali. Sljedeća lista navodi nekoliko jednostavnih koraka koje treba slijediti.

1. NEMOJTE uključivati Floru u računalo prilikom pomicanja i priključivanja žica na strujno kolo.
2. Kada dodirujete žice ili druge metalne komponente u krugu, provjerite je li napajanje isključeno kako biste spriječili da struja teče kroz vaše tijelo.
3. Držite dalje od strujnog kruga tekućine, hranu i sve ostalo što se može proliti.
4. Svaki put prije uključivanja napajanja provjerite ima li istrošenih električnih žica.

UPOZORENJE:

Ovo NIJE medicinski uređaj i ne smije se koristiti u bilo kojem kliničkom okruženju kako bi se oslanjalo na točna mjerenja otkucaja srca. Idite svom ljekaru ako želite tačne podatke o pulsu. Ovo je jednostavno alat koji pomaže osobama da se oslobode stresa i ne bi se trebao koristiti za dijagnosticiranje bilo kojeg stanja.

Korak 4: Savjeti i savjeti

Ispod su neki savjeti i savjeti koje morate imati na umu dok gradite Breathe Light.

Strategije rješavanja problema

1. Ako kôd ne radi ispravno, podijelite različite funkcije/odjeljke koda i testirajte ih kako biste utvrdili gdje je problem.
2. Prije nego što uskočite s kodom i projektom, upotrijebite primjere kodova navedenih u Arduino bibliotekama za PulseSensor i NeoPixels kako biste bili sigurni da uređaji rade ispravno.
3. Prije prikupljanja podataka provjerite ima li PulseSensor čvrstu i sigurnu vezu kako bi se uklonili potencijalni artefakti pokreta.
4. Prilikom ožičenja koristite žice iste boje pri povezivanju na iste portove kako biste izbjegli zabunu.
5. Upotrijebite male kratkospojne kabele da pričvrstite žice tako da ne izgube vezu pri pomicanju uređaja.
6. Ako imate pristup lemilici, razmislite o korištenju za osiguranje žičanih veza koje možda ne rade dobro.

Uvidi

• Da biste uštedjeli vrijeme, isprobajte prototipove sa isječcima aligatora prije upotrebe žica.

• Da biste uštedjeli vrijeme i frustracije, rastegnite žice tako da uspostavite čvrstu i stalnu vezu sa svakim NeoPixelom.

  Lego kockice su također od velike pomoći u osiguravanju Flore i baterije

Korak 5: Montaža Dio 1a

Počnite pomoću štipaljke od aligatora za povezivanje #6 porta na FLORI. Zatim upotrijebite drugu kopču od aligatora za spajanje GND priključka. Učinite isto s VBATT priključkom na FLORI.

Korak 6: Montaža, dio 1b

Sada spojite kopču od aligatora spojenu na 6 priključak sa strelicom okrenutom prema unutra na NeoPixelu. Spojite kopču GND porta sa (-) na NeoPixelu, a VBATT kopču porta sa (+) na NeoPixelu.

Koristili smo ovaj set za testiranje svakog NeoPixela da vidimo da li radi koristeći upute sa stranice NeoPixel Adafruit.

Korak 7: Montaža, drugi dio

Nakon što potvrdite da su svi NeoPixeli funkcionalni, možete započeti s konstrukcijom Breathe Light!

Počnite povezivanjem žica s FLORA -om na VBATT, #12, #6, GND i #10. Da biste izbjegli zabunu, odaberite boje koje će odgovarati svakom od portova. U narednim koracima ćemo ih povezati s matičnom pločom.

Korak 8: Montaža, dio 3

Zatim ćemo početi s pravljenjem lanca NeoPixels. Kao i u prvom koraku, na kraju ćemo spojiti (+) na VBATT port, (-) na GND port, a strelice će pokazati smjer protoka signala u liniji NeoPixela. Počeo sam s posljednjim i napredovao.

Prvo, samo dodajte žice u NeoPixels u odgovarajućim bojama. Na slici možete vidjeti da smo koristili bijelu za VBATT, zelenu za GND i žutu za signal koji dolazi iz priključka #6. Upotrijebite kliješta s iglastim nosom da zaista omotate žicu oko malih rupica. Također možete koristiti rezače za zanoktice ako nemate kliješta s iglom za nos koji su vam odmah dostupni.

(Male crvene žice u pozadini bit će objašnjene u narednim koracima. Ne brinite za njih zasad.)

Korak 9: Montaža, dio 4

Dodajte žice u druge NeoPixele, baš kao i u prvu. Uvjerite se da je strelica usmjerena od priključka #6 na FLORI do dna lanca.

Zatim spojite svaku od bijelih žica s (+) iglama na matičnoj ploči, a zelene žice s (-) iglama na matičnoj ploči. Uvjerite se da veze imaju određenu napetost za pričvršćivanje žica.

Korak 10: Montaža, dio 5

Sada spojite zelenu žicu od GND-a na vrh (-) pinova. Spojite bijelu žicu s VBATT priključka na (+) pinove na matičnoj ploči i povežite žutu žicu #6 na početak vašeg NeoPixel lanca.

Ljubičasta i crvena žica bit će povezane kasnije.

(Crvene žice pri dnu pomažu u stvaranju napetosti između žutih signalnih žica između NeoPixela, ali možda vam neće trebati ovisno o tome koliko su veze čvrste)

Korak 11: Montaža, dio 6

Zatim ćemo dugme spojiti na našu ploču. Ovo će započeti mjerenje otkucaja srca i tjeskobnu vježbu disanja!

Postavite dugme kao što je prikazano na slici. Zatim upotrijebite bijelu žicu za spajanje gornje iglice dugmeta na (+). Otpornik od 220 ohma postavite između donjeg pina na istoj strani i (-) pinova. Na kraju, spojite crvenu žicu #10 na donju desnu iglu dugmeta.

Korak 12: Montaža Korak 7

Sada ćemo spojiti pulsni senzor! Spojite crvenu žicu senzora na (+) pinove na ploči, a crnu žicu senzora na (-) pinove. Zatim stavite ljubičastu žicu senzora i ljubičastu žicu koja dolazi s porta #12 u isti red da ih povežete.

Korak 13: Montaža Korak 8

Uz različite Lego kockice, napravite platformu na koju će FLORA sjediti i malu šupljinu za litijumsku bateriju. Uvjerite se da FLORA ima određenu napetost da bi se žute žice pravilno spojile. Da bismo to učinili, koristili smo žute Lego kockice prikazane na gornjoj slici.

Lego platforma će se razlikovati u veličini ovisno o veličini vaše matične ploče, ali pazite da FLORA može sjediti ravno, da postoji neka napetost sa žutim signalnim žicama i da postoji šupljina za umetanje baterije.

Korak 14: Montaža Korak 9

Da biste dovršili montažu, dodajte Lego platformu s FLORA -om pored matične ploče. Priključite bateriju na FLORA.

Korak 15: Montaža Korak 10: Postavite kôd i završite montažu

Posljednji korak je učitavanje ovog koda u Breathe Light. Nakon učitavanja koda, Breathe Light bi trebao raditi prijenosno kada je prekidač ON uključen u sredini FLORA!

Kako dobiti kod sa GitHub -a do Flore

1. Koristite gornju vezu da biste došli do web stranice GitHub.

2. Kliknite na "Kloniraj ili preuzmi"

   Kliknite "Preuzmi ZIP"

3. Sačuvajte preuzetu zip datoteku na željenu lokaciju na svom računaru.
4. Otvorite datoteku "Breathe_Light_V3.0" u Arduinu.
5. U odjeljku "Alati" na vrhu Arduino trake idite na "Board:" i odaberite "Adafruit Flora"
6. Na kraju (s Florom priključenom na vaš računar) kliknite "Prenesi" (strelica nadesno pri vrhu ekrana)

Nakon što su gore navedeni koraci dovršeni, kôd bi trebao biti postavljen na Floru. Flora se može odvojiti od računara i Breathe Light je spreman za upotrebu!

Korak 16: Montaža Korak 11: Objašnjenje koda

Kod radi ovako:

Prvo, kôd prikuplja početni broj otkucaja srca subjekta pomoću PulseSenzora i prikazuje ga kroz četiri pojedinačna neopiksela koji su u nizu. Na osnovu toga koji je otkucaj srca otkazan, bit će prikazana određena serija LED dioda/boja. Na primjer, ako je broj otkucaja srca 76, postojat će 3 NeoPixela koja će svijetliti plavom bojom. Ove boje/pragovi se daju subjektu putem naljepnice na uređaju (vidi se gore) kako bi znali koji im je broj otkucaja srca.

Zatim, nakon što se otkrije broj otkucaja srca, prolazi kroz tjeskobnu vježbu koja pomaže u dubokom, sporom udisanju i izdisaju. Na početku ove vježbe sve četiri LED diode su zelene. Kako se vježba nastavlja, LED diode postaju plave jedna po jedna što odgovara vremenu kada bi subjekt trebao udahnuti. Nakon što se upale sve četiri LED diode, subjekt zadržava dah, a kako se LED diode okreću natrag u zeleno, mogu polako izdahnuti. Nakon što se izvede tjeskobna vježba, kôd će ponovno otkriti i ponovo prikazati broj otkucaja srca osobe kako bi se utvrdilo jesu li se uspjeli smiriti.

Korak 17: Dijagram kola

Ovaj dijagram kola je napravljen u EAGLE -u. Sve unutar velikog pravokutnika je mikroprocesor Adafruit FLORA. Ima mnogo detalja, ali kao cjelina sadržana je u pravokutniku. Sve komponente koje smo dodali FLORI nalaze se pod velikim pravokutnikom.

4 neopiksela se mogu vidjeti spojena na D6* FLORA izlaz. Dugme je spojeno na IO10*, a senzor pulsa je povezan sa FLORA preko IO12* porta.

Korak 18: Dodatne ideje

Postoji mnogo načina na koje se može udahnuti svjetlo dalje, a evo nekoliko prijedloga.

• Učinite ga nosivim: Upotrijebite traku za glavu ili manžetnu za sat (poput ove) i upotrijebite vodljivi konac za sve žičane veze.
• Dodajte funkciji anksioznostiExercise () za stvaranje vizualno privlačnije vježbe disanja (poput dodavanja više boja).
• Zamijenite pojedinačne NeoPixele s NeoPixel prstenom ili NeoPixel nizom kako biste dodali više LED dioda i povećali mogućnosti i funkcija heartRateDisplay () i anksioznostiExercise ().