Nosivi senzor pulsa: 10 koraka (sa slikama)

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

Opis projekta

Ovaj projekt govori o dizajniranju i stvaranju nosive opreme koja će uzeti u obzir zdravlje korisnika koji će je nositi.

Njegov cilj je djelovati poput egzoskeleta čija je funkcija opustiti i smiriti korisnika u razdoblju tjeskobe ili stresnih situacija emitiranjem vibracija u onim točkama pritiska koje imamo na tijelu.

Vibracijski motor bit će uključen dok fotopletizmografski senzor pulsa tijekom nekog vremena prima povišeni zvuk ubrzanih tvrdih pulsacija. Kada se brzina pulsa smanji, što znači da se korisnik smirio, vibracije će prestati.

Kratko razmišljanje kao zaključak

Zahvaljujući ovom projektu uspjeli smo primijeniti dio znanja stečenog na vježbama na satu u kojima radimo na nekoliko električnih krugova koristeći različite senzore i motore u stvarnom slučaju: nosivi uređaj koji opušta korisnika u razdoblju tjeskobe ili stresnim situacijama.

Ovim projektom ne samo da smo razvili kreativni dio dok smo dizajnirali pokrovitelja i šivali ga, već i inženjersku granu, te smo ih sve pomiješali u jedan projekt.

Također smo primijenili električno znanje u stvaranju električnog kruga na protoboru i prenošenju na LilyPad Arduino lemljenje komponenti.

Supplies

Fotopletizmografski senzor pulsa (analogni ulaz)

Senzor pulsa je plug-and-play senzor otkucaja srca za Arduino. Senzor ima dvije strane, s jedne strane LED je postavljen zajedno sa senzorom ambijentalnog svjetla, a s druge strane postoji neko kolo. On je odgovoran za pojačavanje i uklanjanje šuma. LED dioda na prednjoj strani senzora postavljena je preko vene u našem ljudskom tijelu.

Ova LED dioda emitira svjetlost koja direktno pada na venu. Vene će imati protok krvi unutar sebe samo dok srce pumpa, pa ako pratimo protok krvi možemo pratiti i otkucaje srca. Ako se otkrije protok krvi, tada će senzor ambijentalnog svjetla pokupiti više svjetla jer će se reflektirati od krvi. Ova manja promjena primljene svjetlosti analizira se s vremenom kako bi se odredili otkucaji našeg srca.

Ima tri žice: prva je spojena na masu sistema, druga +5V napon napajanja i treća je pulsirajući izlazni signal.

U projektu se koristi jedan impulsni senzor. Postavljen je ispod zgloba tako da može otkriti jake pulsacije.

Vibracijski motor (analogni izlaz)

Ova komponenta je istosmjerni motor koji vibrira pri prijemu signala. Kad ga više ne prima, prestaje.

U projektu se koriste tri vibracijska motora za smirivanje korisnika kroz tri različite točke opuštanja smještene na ručnom zglobu i ruci.

Arduino Uno

Arduino Uno je mikrokontroler otvorenog koda koji je razvila kompanija Arduino.cc. Ploča je opremljena setovima digitalnih i analognih ulazno/izlaznih (I/O) pinova. Također ima 14 digitalnih pinova, 6 analognih pinova i može se programirati s Arduino IDE (Integrirano razvojno okruženje) putem USB kabela tipa B.

Električna žica

Električne žice su vodiči koji prenose električnu energiju s jednog mjesta na drugo.

U projektu smo ih koristili za povezivanje električnog kruga zavarenog na bakelitskoj ploči s Arduino iglicama.

Ostali materijali:

- narukvica

- Crni konac

- Crna boja

- Tkanina

Alati:

- Varioc

- Makaze

- Igle

- Kartonski ručni maneken

Korak 1:

Prvo smo električno kolo napravili pomoću protobora kako bismo mogli definirati kako želimo da krug bude koje komponente želimo koristiti.

Korak 2:

Zatim smo napravili posljednji krug koji smo namjeravali staviti unutar manekena lemljenjem komponenti pomoću limenog lema. Krug bi trebao izgledati kao na gornjoj fotografiji.

Svaki kabel mora biti spojen na odgovarajući priključak u Arduino Uno, a preporučljivo je pokriti električni dio ožičenja kako bi se izbjegao kratki spoj pomoću izolacijske trake.

Korak 3:

Kôd smo programirali pomoću softvera Arduino i napunili ga na Arduino pomoću USB kabela.

// bafer za filtriranje niskih frekvencija#definiraj BSIZE 50 float buf [BSIZE]; int bPos = 0;

// algoritam otkucaja srca

#define THRESHOLD 4 // prag otkrivanja unsigned long t; // posljednji otkriveni plutajući otkucaj srca lastData; int lastBpm;

void setup () {

// inicijalizira serijsku komunikaciju pri 9600 bita u sekundi: Serial.begin (9600); pinMode (6, OUTPUT); // proglašava vibrator 1 pinMode (11, OUTPUT); // proglašava vibrator 2 pinMode (9, OUTPUT); // proglašava vibrator 3}

void loop () {{100} {101}

// čita i obrađuje ulaz sa senzora na analognom pinu 0: float processingData = processData (analogRead (A0));

//Serial.println(processedData); // raskomentirajte ovo za korištenje serijskog plotera

if (processingData> THRESHOLD) // iznad ove vrijednosti smatra se otkucajem srca

{if (lastData <THRESHOLD) // prvi put kada pređemo prag izračunavamo BPM {int bpm = 60000 /(millis () - t); if (abs (bpm - lastBpm) 40 && bpm <240) {Serial.print ("Novi otkucaji srca:"); Serial.print (bpm); // prikazuje na ekranu bpms Serial.println ("bpm");

if (bpm> = 95) {// ako je bpm veći od 95 ili 95…

analogWrite (6, 222); // vibrator 1 vibrira

analogWrite (11, 222); // vibrator 2 vibrira analogWrite (9, 222); // vibrator 3 vibrira} else {// ako nije (bpm je manji od 95) … analogWrite (6, 0); // vibrator 1 ne vibrira analogWrite (11, 0); // vibrator 2 ne vibrira analogWrite (9, 0); // vibrator 3 ne vibrira}} lastBpm = bpm; t = milis (); }} lastData = processingData; kašnjenje (10); }

float processData (int val)

{buf [bPos] = (float) val; bPos ++; if (bPos> = BSIZE) {bPos = 0; } plutajući prosjek = 0; za (int i = 0; i <BSIZE; i ++) {prosjek+= buf ; } return (float) val - prosjek / (float) BSIZE; }

Korak 4:

Tijekom procesa projektiranja morali smo uzeti u obzir lokaciju tačaka pritiska u tijelu kako bismo znali gdje se moraju postaviti vibracijski motori, a mi smo odabrali tri od njih.

Korak 5:

Da bismo dobili nosivi materijal, najprije smo obojili narukvicu u boji mesa crnom bojom prema uputama proizvoda.

Korak 6:

Kad smo dobili narukvicu, napravili smo četiri rupe u kartonskom ručnom lutku. Tri su napravljena za ekstrakciju tri vibracijska motora koja smo koristili u električnom krugu, a posljednji je napravljen za postavljanje senzora pulsa na zglob lutke. Osim toga, napravili smo i mali rez na narukvici kako bi ovaj posljednji senzor bio vidljiv.

Korak 7:

Kasnije smo napravili posljednju rupu na donjoj strani kartonske ruke kako bismo priključili i odspojili USB kabel s računala na Arduino ploču za napajanje kruga. Uradili smo posljednji test da provjerimo da li sve radi dobro.

Korak 8:

Kako bismo našem proizvodu dali prilagodljiviji dizajn, nacrtamo i izrežemo krug u boji granata u koji smo zatim sašili neke linije koje predstavljaju električne otkucaje srca.

Korak 9:

Konačno, dok je crna narukvica prekrivala motore vibracija, izrezali smo i sašili tri mala srca na nosivom uređaju kako bismo znali njihovu lokaciju.