Priključak čarape za mjerenje pritiska: 18 koraka (sa slikama)

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

Što se tiče odabira prilagođene ortopedije, nema mnogo pouzdanih opcija testiranja koje bi vam mogle pomoći da odlučite koja je vrsta umetka najbolja za potrebe vaših stopala. A mogućnosti koje postoje gotovo uvijek posebno testiraju neravnotežu sila u vašim stopalima dok stojite mirno. U stvarnosti, vaši ulošci trebaju vam udobnost i stabilnost tijekom hodanja, a ne samo dok mirujete. Znatiželjni o tome kako bismo mogli početi raditi na rješavanju ovog problema, odlučili smo dizajnirati jednostavan, pristupačan nastavak za čarape sa senzorom pritiska koji bi se, nadamo se, jednom u budućnosti mogao koristiti za dijagnosticiranje bilo kakvih neravnoteža u stopalima pacijenta tokom hodanja. Ova bi se dijagnoza tada mogla potencijalno koristiti, zajedno s postojećom medicinskom dokumentacijom, za stvaranje prilagođenih uložaka za pacijenta (ili preporučiti postojeće).

Naš trenutni dizajn (onaj koji možete napraviti u ovom uputstvu) ima tri senzora koji se pričvršćuju na dno bilo koje čarape i rezultiraju uključivanjem neopiksela (malih svjetala) kada se pritisnu. Sve elektroničke komponente smještene su u zglobnom pojasu i omogućuju slanje podataka o pritisku na vaš računar putem bluetootha, a zatim iscrtavanje u stvarnom vremenu. Nadamo se da ćemo u budućnosti ažurirati ovaj dizajn, ali za sada evo kako izgraditi naš trenutni prototip!

(Pogledajte gornji video da vidite šta će raditi kada završite.)

Priprema

Da biste uspješno napravili ovaj uređaj, morate znati nekoliko stvari. Kôd korišten za projekt je uključen, ali osnovno znanje o uključenoj logici moglo bi biti korisno ako naiđete na bilo kakav problem. Ako imate problem, na internetu postoje i forumi na kojima možete objaviti svoj problem ili potražiti problem koji je sličan vašem problemu koji je već riješen. Osnovno poznavanje električnih instalacija, iako nije previše komplicirano, može ubrzati projekt zajedno. Na kraju ćete morati lemiti neke pričvršćivače na Floru. Osvrnite se na osnove prije početka!

Sigurnost

Prije nego započnete s projektom, potrebno je riješiti nekoliko sigurnosnih problema. Sam gotov proizvod vam neće naškoditi, ali električna sigurnost nije uvijek općepoznata. Da biste izbjegli kratki spoj na bilo kojoj vašoj opremi, prije dodavanja napajanja provjerite je li uzemljenje spojeno na vaš uređaj. Također pazite da niti jedan vaš provodljivi navoj ne pređe drugi provodljivi navoj. To bi moglo dovesti do kratkog spoja i požara. Također treba biti oprezan pri lemljenju pričvršćivača na Floru. Alati za lemljenje su nevjerojatno vrući i uzrokovat će izuzetno bolne opekline ako slučajno dodirnete vrh. Pazite da znate što radite kako se ne biste opekli ili oštetili strujna kola.

Savjeti i savjeti

• Prije bilo kakvog šivanja ili konstrukcije provjerite radi li krug!
• Ako vam se čini da ne možete dobiti nikakve podatke s senzora tlaka, provjerite je li povezani pin na Flori funkcionalan (jedan od naših pinova je polomljen i morali smo nabaviti novu Floru).
• Planirajte kako ćete postaviti sve komponente na traku za gležanj kako biste izbjegli ukrštanje vodljivih niti u bilo kojem trenutku.
• Ostavite sebi dodatni prostor kada planirate prišiti provodljivi konac na traku. Ako su niti preblizu jedna drugoj, postoji opasnost od njihovog slučajnog dodira.
• Da biste uštedjeli vrijeme, isplanirajte postavljanje niti prije nego ih spojite. Ako pokušate sašiti bez jasne ideje o tome gdje će sve otići, bit ćete frustrirani i na kraju ćete sve to ponoviti.
• Ako imate problema sa povezivanjem na Bluetooth modul, isključite modul iz utičnice, zaboravite uređaj u Bluetooth postavkama na računaru, a zatim se ponovo povežite s njim.
• Da biste uštedjeli vrijeme, pogledajte nekoliko video vodiča na YouTubeu o šivanju nosive elektronike na odjeću

Korak 1: Prikupite materijale i alate

Da biste stvorili nastavak za čarape s osjetnikom pritiska, bit će vam potrebno nekoliko stvari ako želite da radi. Neke od stvari na donjoj listi su potrebne, a neke su poželjne radi lakšeg snalaženja.

1. Flora (može se pronaći ovdje za 15 USD)
2. Bluetooth modul. Koristili smo Arduino jedan (HC06 BT), ali možete koristiti i nosivi modul Flora BLE.
3. Vodljivi materijal osjetljiv na pritisak, poput Velostata (dostupan ovdje sa Adafruit-a)
4. Flora RGB NeoPixels, najmanje tri. (4 pakovanja su dostupna od Adafruit-a za oko 8 USD ovdje.)
5. Provodni navoj
6. Kratkospojne žice (izgledaju ovako s barem jednom ženskom stranom). Trebat će vam 4.
7. Štipaljke od aligatora pričvršćene na žice (opcionalno, ali izuzetno korisne)
8. Igla za šivanje
9. Mala baterija, 3,7 V bi trebala biti dovoljna (dostupna ovdje od Adafruit -a za oko 8 USD). Uvjerite se da baterija ima odgovarajući priključak za Floru.
10. Čičak jastučić, najmanje 2 "x 4", plus čičak tačke.
11. Mali (5 mm) ušiveni zatvarači. Trebat će vam najmanje 18.
12. Lemljenje i lemilica
13. Stara majica
14. Topljiva tkanina, može se kupiti u većini zanatskih ili šivaćih trgovina. Ovdje pročitajte neke savjete i trikove.
15. Stara majica
16. Škare, traka i strpljenje.

Korak 2: Kreirajte senzore pritiska

1. Izrežite 3 komada iz provodljive tkanine. Jedan bi trebao biti dovoljno mali da stane ispod pete prosječne osobe, a druga dva bi trebala biti otprilike kvadratići veličine 1 inča x 1 inč (ali oblik zapravo nije toliko bitan).
2. Odrežite šest komada provodnog konca od 18 inča.
3. Zalijepite po jedan komad konca sa svake strane sva tri unaprijed izrezana komada tkanine. Konac treba zalijepiti trakom prema dolje u obliku slova 'J' kao što je prikazano na gornjoj slici, a trebao bi se odvojiti od tkanine na suprotnim stranama kao što je prikazano (zadržavajući oko pola inča prostora između repova niti).

Korak 3: Priključite osjetnike pritiska na Floru

1. Koristeći kopče od aligatora, za svaki senzor pritiska pričvrstite jedan vodljivi konac s navojem na iglu za uzemljenje na Flori, a drugi na jedan od pinova 6, 9 ili 10 (spojevi prikazani na gornjoj slici lijevo). Kôd koji ćete koristiti označava senzor na pinu 9 kao onaj koji će se nalaziti na peti, senzor na pinu 6 kao onaj koji će se nalaziti na kuglici stopala, a senzor na pinu 10 kao onaj koji će biti smješten ispod vanjskog dijela stopala (ispod mjesta gdje se nalazi zglob vašeg najmanjeg prsta). Ako ste svoje senzore oblikovali posebno za upotrebu na jednoj od ovih lokacija, provjerite jesu li pričvršćeni na ispravnu iglu.
2. Postavite senzore tako da budu ravni na stolu i da se niti niti ne križaju niti dodiruju.

(Napomena: Ako trebate postaviti više kopči od aligatora na jedan pin Flore, zalijepite kraj male žice između postojeće veze, a zatim pričvrstite isječak na izbočeni kraj kao što je gore prikazano na slici desno.)

Korak 4: Povežite NeoPixels sa Florom

1. Spojite svaki NeoPixel na GND. Svi se mogu spojiti na isto uzemljenje.
2. Povežite NeoPixels u seriju, pri čemu je prvi spojen na pin 12 na Flori.
3. Obratite pažnju na smjer strelica. Strelica usmjerena prema centru je dolazni signal, a strelica okrenuta od središta je odlazni signal.
4. Povežite svaki NeoPixel na VBATT.

Shema ožičenja prikazana je na gornjoj slici kao referenca.

Korak 5: Povežite Bluetooth s Florom

1. Spojite GND pin na Bluetooth modulu na GND pin na Flori.
2. Spojite VCC pin na Bluetooth modulu na 3.3V pin na Flori.
3. Povežite TXD na Bluetooth modulu sa RX #0 na Flori.
4. Povežite RXD na Bluetooth modulu sa TX #1 na Flori.

Ako je Bluetooth modul pogrešno ožičen, to može dovesti do pregrijavanja strujnog kruga ili pogrešne komunikacije između modula i računara.

Korak 6: Konstruirajte krug

Koristeći gornji dijagram kola, sastavite sve komponente (NEMOJTE još pokušavati koristiti provodni navoj. Za sada samo upotrijebite kopče od aligatora i izolirane žice ili druge privremene žice po vašem izboru)

Korak 7: Preuzmite kôd i povežite Flora sa računarom

1. Preuzmite kôd pomoću donje veze i otvorite ga u Arduino IDE.
2. Ako nemate instaliranu biblioteku Adafruit NeoPixel, preuzmite je s GitHub -a. Instalirajte ovu biblioteku i obavezno je uključite u fasciklu Arduino biblioteke.
3. Ako nemate instaliranu Arduino biblioteku filtera, preuzmite je ovdje s GitHub -a. Instalirajte ga i svakako ga uključite u mapu Arduino biblioteke.
4. Priključite Floru na računar pomoću mikro USB na USB kabla (slika gore).
5. Kliknite na "Alati"> "Ploča"> "Adafruit igralište" da biste softveru rekli koji hardver koristite.
6. Kliknite na "Alati"> "Port", a zatim u padajućem izborniku odaberite COM port na koji je vaša Flora povezana na vašem računaru.

Evo koda koji vam treba!

NAPOMENA: Možda ćete morati prilagoditi pragove u kodu da biste utvrdili kada ćete uključiti/isključiti NeoPixel. Podesite svaki za svaki senzor.

Korak 8: Otpremite kôd u Floru

1. Kliknite strelicu "Upload" u gornjem lijevom kutu IDE -a (zaokruženo na gornjoj slici).
2. Budući da je kôd postavljen, sada možete odspojiti Flora sa računara. Komunikacija između Flore i vašeg računara od sada će se odvijati putem Bluetooth veze.

Korak 9: Povežite Bluetooth modul sa računarom

1. Lampica na Bluetooth modulu bi trebala treperiti u ovom trenutku.
2. Otvorite Bluetooth postavke na računaru.
3. Povežite se s modulom klikom na opciju 'HC-06'.
4. Kad se spoji, svjetlo na HC-06 bi trebalo prestati treperiti i ostati konstantno, kao što se vidi na gornjoj slici.

Korak 10: Testirajte funkcionalnost

1. U ovom trenutku, Bluetooth modul bi trebao prenositi podatke sa senzora pritiska koje ste stvorili na vaš računar.
2. Preuzeti kôd uzima ove podatke i iscrtava ih u tri zasebne linije (po jednu za svaki senzor).
3. U IDE -u kliknite "Alati"> "Serijski ploter."
4. Trebali biste vidjeti tri spomenute linije, vjerojatno s različitim početnim vrijednostima.
5. Pritisnite svaki senzor pritiska jedan po jedan kako biste bili sigurni da vidite odgovor u odgovarajućoj iscrtanoj liniji (pritisak bi trebao rezultirati padom u krivulji).
6. Ako ne vidite nikakve iscrtane podatke, provjerite je li brzina prijenosa na grafikonu postavljena na 9600.
7. Ne prelazite na sljedeći korak sve dok ne budete sigurni da se podaci prikupljaju i da grafikoni reagiraju na pritisak na senzore pritiska

Korak 11: Pokrijte senzore

1. Izrežite komade tanke, neprovodljive tkanine (koristili smo staru majicu) u istim oblicima kao i vaši senzori pritiska (samo malo veći). Izrežite 2 komada tkanine za svaki senzor.
2. Svaki senzor stisnite između svoja 2 određena komada tkanine, a zatim sašite oko svakog senzora (pazeći da ga ne probušite).
3. Kad šivanje završi, izrežite 3 komada čičak (gruba strana) istog oblika i veličine kao i vaši senzori.
4. Zalijepite čičak traku na odgovarajuće novo pokrivene senzore (samo sa jedne strane svakog).
5. Ako se čičak dobro ne lijepi za vašu tkaninu, možete je i našiti. Opet, međutim, pazite da ne probijete senzore. Čičak će poslužiti kao metoda za pričvršćivanje senzora na čarapu.

Korak 12: Planirajte svoju nit

Sada kada ste sastavili grubi nacrt prototipa i uvjerili se da zaista funkcionira, možete ga pokušati sašiti zajedno za konačni proizvod. Upamtite, nemojte križati provodljivi konac i planirajte šivanje prije šivanja. Postoje beskrajne mogućnosti gdje postaviti Flora, Bluetooth i NeoPixels. Gornja slika jedna je od mogućnosti za koju smo utvrdili da radi. Tri NeoPixela su povezana u seriju i svaki je spojen na napajanje i masu. Osim toga, bez ukrštanja žica! čineći ovo odličnim izgledom.

Korak 13: Sklapanje prototipa: Šivanje 1. dio

Senzori su pokriveni, kôd radi, a vi ste planirali svoju nit. Sada je vrijeme za sastavljanje konačnog proizvoda. Sve smo sašili na traku za gležanj (napravljenu od stare majice) koja se može omotati i učvrstiti čičak trakom. Možete isprobati istu ideju, ali preporučujemo da se poigrate s njom i pronađete postavku koja vam odgovara! Slijedite donje korake i pazite na veze!

1. Glačajte sučelje na traku majice, vodeći računa o tome koja je strana okrenuta prema dolje. Traka bi trebala biti dovoljno dugačka da se omota oko gležnja i dovoljno široka da prišije Flora, Bluetooth i NeoPixels.
2. Odlučite gdje želite postaviti Flora, Bluetooth modul i NeoPixels.
3. Prišite žensku stranu kopča na majicu na koju želite postaviti Floru. Nijedan od snimaka ne smije se dodirivati.
4. Obavezno provjerite lokacije svake šnale dok šivate kako biste bili sigurni da će se poravnati s ispravnom iglom na Flori. (Vidljivo gore na slici.)

Ne zaboravite da se stalno pozivate na svoj plan navoja tokom ovih faza kako ne biste prešli žice ili zaboravili spojiti nešto.

Korak 14: Sklapanje prototipa: Šivanje 2. dio

Sada kada imate spušteni okvir, idemo na šivaće komponente:

1. Zalijepite NeoPixels gdje želite da budu. To nije strogo potrebno, ali je korisno ako ih držite na mjestu dok ih šijete.
2. Prišite NeoPixels na majicu.
3. Prišite Bluetooth na majicu. Napravili smo mali džep, kao što se vidi na gornjoj slici, ali vježbajte svoj kreativni um da odlučite koji je najbolji način da ga zadržite.
4. Koristeći provodljivi konac, zašijte veze između kopča za Flora, Bluetooth i NeoPixels.
5. Ne ukrštajte niti! Ako je ukrštanje niti neizbježno, stavite neku vrstu izolacije između niti, poput dijela majice.

Korak 15: Sklapanje prototipa: Šivanje 3. dio

Nakon što su NeoPixels sašiveni, krenite na povezivanje senzora pritiska u strujno kolo:

1. Prišite liniju od šest snapova otprilike centimetar ispod NeoPixela.
2. Provucite provodljive žice između Flore i nove linije zatvarača. Oni će djelovati kao spojne točke senzora tlaka. (Trebalo bi biti tri spojena na GND i tri spojena na pin analognog signala 6, 9 i 10.)
3. Izvukli smo žice sa svakog senzora pritiska prema stražnjem dijelu gležnja i provukli ih kroz dio majice kako se ne bi dodirivali.
4. Učvrstite mušku stranu šest kopča na kraj provodljivog navoja od senzora pritiska.
5. Ove kopče bi trebale zaskočiti na liniju koju ste upravo sašili.

Vratite se na svoj plan navoja tokom ovih koraka kako biste bili sigurni da ne ukrštate žice i da ste spojili prave kopče.

Korak 16: Sklapanje prototipa: lemljenje

Sada prelazimo na lemljenje. Ne zaboravite provjeriti svoju sigurnost jer lemilice mogu biti vrlo bolne ako ih dodirnete.

1. Lemite mušku stranu kopča na Floru. (Viđeno na slici gore s lijeve strane.)
2. Nakon što se svaka lemica zalemi, dvaput provjerite njen položaj sa ušivenim kopčama. Brže je prilagoditi jednu kopču lemljenjem nego ponovo zašiti sve kopče jer nisu pravilno poređane.
3. Nakon što su kopče zalemljene na Floru, možete je pričvrstiti grubim dijelovima kako biste vidjeli kako pristaje, što se vidi na slici s desne strane.

Korak 17: Sklapanje prototipa: dorada

1. Zadnju stranu trake (gdje su izloženi svi navoji i čvorovi) prekrili smo drugim dijelom majice. Šteta bi bila da se žica otkine i pocepa!
2. Po želji napravite mali džep za bateriju.
3. Napravili smo poklopac koji pokriva sve komponente, ali to je u potpunosti na vama!
4. Na traku majice dodajte čičak trake. Ovo će poslužiti kao osigurač podesive veličine za držanje trake oko gležnja.
5. Ako ste završili, isprobajte veličinu i provjerite radi li!

Korak 18: Dodatne ideje

Nadamo se da ćemo u bliskoj budućnosti dodati daljnju obradu kako bismo postigli jasniji signal, a povratne informacije obavijestiti korisnike o neravnotežama između očitanja senzora tlaka. Nadajmo se da bi se ove neravnoteže mogle upotrijebiti za davanje korisniku prijedloga uložaka (opet, to bi olakšalo postojanje preciznije i potpunije mreže senzora).

U daljoj budućnosti ovaj bi se projekt mogao proširiti na precizniji niz senzora tlaka. Kad bi se, recimo, koristila neka vrsta mreže za mjerenje pritiska, mogla bi se stvoriti mnogo detaljnija zbirka podataka. Ti bi se podaci tada mogli koristiti za stvaranje prikaza stopala u stvarnom vremenu s područjima većeg i nižeg pritiska označenim rasponom boja. To bi pričvršćivanje senzora učinilo mnogo korisnijim u kliničkom okruženju, jer bi liječnik mogao vizualno prepoznati abnormalnosti u raspodjeli sile po nečijem stopalu dok hodaju. On ili ona su tada mogli pogledati numeričke podatke i, na temelju nalaza, preporučiti liječenje stanja (tj. Koju vrstu uloška kupiti radi poboljšanja udobnosti). Takva funkcionalnost je daleko za ovaj projekt, ali vjerujemo da ovaj Instructable definitivno ima puno potencijala!

Hvala vam što ste odvojili vrijeme da pročitate naš vodič i (možda!) Isprobate. Javite nam ako imate prijedloge ili povratne informacije u donjem odjeljku komentara.