Čuvar hoda: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Izjava o problemu

U studiji na 87 normalnih, starijih odraslih osoba, mjerenje načina hoda i raspoloženja pokazalo je korelacijske dokaze da hod može pružiti indeks razine depresije u kliničkoj populaciji [1]. Osim toga, pokazalo se da poboljšani obrazac hoda smanjuje rizik od boli i ozljeda, koristi prirodne tjelesne mehanizme apsorpcije udara i s vremenom raspoređuje energetsko opterećenje od hodanja i trčanja. Naš projekt namjerava promovirati pravilan hod kako bi poboljšao dobrobit onih koji ga koriste.

[1] Sloman, L, i sur. "Raspoloženje, depresivne bolesti i obrasci hoda." Current Neurology and Neuroscience Reports., Američka nacionalna medicinska biblioteka, april 1987, www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3567834.

Pregled kako to funkcionira

Naš uređaj procjenjuje hod korisnika i utvrđuje hodaju li na najoptimalniji način, na temelju raspodjele pritiska stopala. To smo postigli pomoću provodljivih limova osjetljivih na pritisak u setu prijenosnih podnih obloga. Procijenili smo njihov hod na osnovu prosječne količine pritiska na petu ili loptu stopala. Ovo pokreće niz RGB LED dioda da zasvijete u skladu s rezultatom procjene hoda.

Prilikom inicijalizacije jastučića, prva runda bijelih LED dioda omogućuje korisniku da se prevrne na podlogu i postavi u željeni položaj. Kada zasvijetli druga runda plavih LED dioda, tada korisnik mora stati na jastučiće. Ovim se bilježe maksimalni i minimalni primijenjeni pritisci za prednji i stražnji dio stopala. Pomoću ovih brojeva upotrijebili smo ga za normalizaciju budućih očitanja velostata. Osim toga, izračunavamo promjenjivi prag koji detektira kada pad treba početi čitati vrijednosti, na osnovu toga da li neko stupa na pad.

Image

Naša posljednja iteracija projekta prikazana je na gornjim slikama.

Korak 1: Materijali

Lista materijala (za jednu podlogu)

1 Lilypad Arduino (https://amzn.to/2Pjf5dO)

¼ lista Velostata (https://amzn.to/2Pkfrke)

¼ NeoPixel RGB trake (https://amzn.to/2E1dGGG)

14 "x 16" ¾ inčna šperploča (https://amzn.to/2QJyPf8)

1 litijum-jonska baterija od 1,3 V (https://bit.ly/2AVIcP7)

Žica (https://amzn.to/2G4PzcV)

Bakarna traka (https://amzn.to/2SAIBOf)

Aluminijska folija (https://amzn.to/2RFKs47)

Ljepilo za drvo (https://amzn.to/2Qhw7yb)

Korak 2: Lasersko rezanje

Lasersko smo izrezali dva komada šperploče od 1/2 za svaki jastučić za noge. Donji dio sadrži žice i elektroniku, dok gornji okvir sadrži jastučiće za pritisak i štiti donje dijelove. Ukupno 8 komada čini 4 podnožja za noge kad se spoje zajedno.

Datoteka Illustrator konačne je dimenzije podloge. CRVENE linije moraju biti postavljene na REZANO, a CRNE na ugravirane. Ovisno o stroju za lasersko rezanje, bit će potrebne različite kombinacije snage/brzine kako bi se graviranje dobilo dovoljno duboko da Arduino Lilypad sjedi u ravnini ispod podnožja. Za referencu, koristili smo 50 brzina, 40 snage i napravili 3 prolaza.

Korak 3: Ožičenje

Koristili smo LilyPad Arduino AT, koji dolazi sa ukupno 11 konektora.

Evo detalja za ožičenje čuvara hoda kako je prikazano na Fritzing dijagramu i gornjim slikama prototipa:

• Prednji Velostat Pozitivan> A5
• Nazad Velostat Pozitivan> A4
• Velostat Grounds> GND Pin
• LED signal> A3
• LED GND> GND Pin
• LED Pozitivna> Pozitivna iglica

Korak 4: Kodirajte

Ispod je veza na naš kôd, a u prilogu je slika našeg pseudokoda i pristupa:

Korak 5: Montaža

Za konačni postupak montaže, prvo smo izrezali NeoPixel RGB traku na komade dovoljno duge da se omotaju po obodu jastučića i odrežemo žicu tako da stane u tragove koje smo ugravirali u jastučiće. Zatim smo lemili žice na odgovarajuće pinove na svakom od Lilypada, kao što je naznačeno na prvoj slici gore, i prenijeli naš kôd na ploče. Zatim smo provukli trake aluminijske folije kroz proreze koje smo laserski izrezali i zalijepili na mjesto, kako je prikazano na drugoj i trećoj slici. Zatim smo koristili gusjenice za ožičenje za pričvršćivanje na aluminijsku foliju pomoću bakrene trake i lemili ožičenje spojeno na Lilypad do odgovarajućih kontaktnih točaka (iglica A5 na prednji jastučić kroz vrh laserski rezanih žica, pin A4 na pri dnu, a tlo kroz sredinu - prikazano na četvrtoj slici).

Kao što je prikazano na petoj slici, pričvrstili smo Velostatove trake izrezane na istu veličinu kao i trake od aluminijske folije, zalijepivši ih tako da osiguraju jednak kontakt s provodljivim materijalom. Za gornji sloj vodljivog materijala upotrijebili smo bakrenu traku zbog njene izdržljivosti, stvarajući spiralni uzorak koji pokriva cijelu površinu pravokutnog komada drveta viđenog na šestoj slici gore, držeći sve na mjestu. Također smo upotrijebili bakrenu traku za stvaranje veze između ovih spiralnih slojeva provučenih kroz proreze za lasersko rezanje kako bismo došli do lemljenih ožičenja uzemljenja.

Konačno, zatvorili smo sve materijale i spojili cijele drvene dijelove okvira, povezali napunjene baterije i zalijepili Lilypad u predviđeno kućište. Kad je sve postavilo na svoje mjesto, koristili smo ljepilo za drvo da zalijepimo drveni okvir, a zatim pričvrstili izrezane RGB trake na vanjski rub i ostavili ljepilo da se osuši preko noći.

Korak 6: Video demonstracija interakcije

Evo video snimka jednog od članova naše grupe koji hoda po jastučićima i dobiva LED povratne informacije.