Hengitä kevyt ahdistuslaite sykemittarilla: 18 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Kun maailma on kiireisempi, kaikki ovat yhä stressaavammassa ympäristössä. Yliopisto -opiskelijoilla on vielä suurempi stressi- ja ahdistusriski. Tentit ovat erityisen raskaita jaksoja opiskelijoille, ja hengitysharjoitusasetuksilla varustettuja älykelloja ei yleensä saa käyttää kokeiden aikana, koska ne voivat myös lähettää tekstiviestejä ja muodostaa yhteyden Internetiin.

"Breathe Light" on yksinkertainen ahdistuskeskeinen laite, jolla ei ole Internet-yhteyttä ja joka on tervetullut kokeissa. Tämä laite ei ole käyttäjäkohtainen, joten se voidaan helposti mukauttaa ahdistusta hallitseville henkilöille. Käyttämällä neljää NeoPixel -LED -valosarjaa käyttäjä voi seurata hengitysharjoitusten suorittamisen vaiheita ja seurata myös sykettä ennen ja jälkeen harjoitusten määrittääkseen, laskevatko stressitasot.

Vaihe 1: Tarvittavat materiaalit ja työkalut

Materiaalit:

1. Adafruit Flora (14,95 dollaria)
2. Leipälauta (5,00 dollaria)
3. Adafruit NeoPixels (4) (7,95 dollaria)
4. PulseSensor (25,00 dollaria)
5. Alligaattorileikkeet (3,95 dollaria)
6. Breadboard -hyppyjohdot (3,95 dollaria)
7. Litium-ionipolymeeriakku (9,95 dollaria)
8. 220 ohmin vastus (6,28 dollaria)
9. Painike (5,99 dollaria)
10. Lego-valikoima (10–40 dollaria) (Huomaa: et tarvitse monia Legoja)

Kokonaiskustannukset: ($ 94- $ 124)

Työkalut:

1. Arduino -ohjelmisto (ILMAINEN) - pakollinen
2. Neulan nenäpihdit (~ 6 dollaria) tai kynsinauhojen leikkurit (~ 4 dollaria)- suositellaan
3. Juotosarja/materiaalit (~ 11 dollaria)- valinnainen

Kokonaiskustannukset: ($ 15-17)

Vaihe 2: Valmistelu

Ennen kuin aloitat projektin ja käytät yllä olevia materiaaleja, on tärkeää kehittää hyvä taustatieto siitä, mitä käytetään.

Adafruit Flora

Adafruit Flora on pieni, yksinkertainen ja tehokas mikro -ohjain, joka on hyödyllinen sekä aloittelijoille että asiantuntijoille. Se on hyvin pieni (vain hieman yli neljännes) ja puettava! Yllä oleva kuva näyttää Adafruit Floran pinout -kaavion. Lisätietoja Florasta saat seuraavasta linkistä:

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

Adafruit NeoPixels

Adafruitin NeoPixels ovat yksilöllisesti osoitettavia RGB -LED -valoja, jotka on suunniteltu erityisesti käytettäväksi. NeoPixelit ovat ketjutettavissa, joten tarvitset vain yhden nastaisen liitännän mikrokontrolleriin liittääksesi niin monta LEDiä kuin haluat. Ne voidaan koodata Arduinossa, mutta ne vaativat jonkin verran harjoittelua, tutkimusta ja esimerkkiapua verkossa tutustumiseen ja NeoPixelien toimimiseen haluamallasi tavalla. Seuraavan linkin eri vaiheet ovat erittäin hyödyllisiä, koska ne kertovat sinulle, miten NeoPixels toimivat ja antaa koodausvinkkejä ja esimerkkejä Arduinon kanssa.

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

PulseSensor

PulseSensor on plug and play -sykesensori Arduinolle, joka kerää reaaliaikaisia syketietoja monenlaisiin projekteihin, kuten tähän! Arduinolle ladattavassa kirjastossa (näkyy pian alla) on esimerkkikoodeja, joiden avulla voit tulla heti asiantuntijaksi PulseSensorin toteuttamisessa projektissa. Seuraavassa linkissä on lisätietoja PulseSensorista ja esimerkkejä miniprojekteista ihmisten aloittamiseksi.

pulsesensor.com/pages/getting-advanced

Arduinon kirjastot

Jotta koodi voi kommunikoida Floran kanssa tiettyjä toimintoja ja komentoja varten, seuraavat kirjastot on asennettava Arduinoon eri sähkökomponenteille. Lataa ohjelmisto käyttämällä tätä linkkiä tai Esittely ja tarvikkeet -osiossa olevaa linkkiä

1. PulseSensor -leikkikenttä

   (Huomaa: Esimerkki "PulseSensor_BPM" Arduino -tiedostosta oli apua Breathe Light -koodin luomisessa)

2. Adafruit NeoPixel -kirjasto

   (Huomautus: Strandtest -esimerkki Arduino -tiedostosta oli apua Breathe Light -koodin luomisessa)

(Huomaa: Saat lisätietoja kirjastojen asentamisesta seuraavasta linkistä:

GitHub

GitHub on tehokas alusta, jonka avulla ihmiset voivat rakentaa ja jakaa ohjelmistoja yhdessä. Breathe Lightille luotu koodi jaetaan GitHubin kautta, ja se on saatavilla täältä. Siihen viitataan myös myöhemmin vaiheen 14 ohjeissa. Arduinon kirjastoja ja edellä mainittuja projektin kannalta välttämättömiä esimerkkejä voidaan käyttää myös seuraavien GitHub -linkkien kautta.

1. PulseSensor
2. NeoPixel

Lisätietoja GitHubista ja siitä, miksi se on hyödyllinen, katso tästä videosta.

Vaihe 3: Turvallisuus

Kun käsittelet mitä tahansa sähköpiiriä, mukaan lukien tässä hankkeessa luomasi virtapiiri, on tärkeää ymmärtää ja noudattaa kaikkia sähköturvallisuuskäytäntöjä, jotta projektisi pysyy turvassa ja ettet järkyty. Seuraavassa luettelossa kerrotaan muutamista yksinkertaisista vaiheista.

1. ÄLÄ kytke Floraa tietokoneeseen, kun siirrät ja kiinnität johtoja piiriin.
2. Kun kosketat johtoja tai muita metallikomponentteja piirissä, varmista, että virta on POIS PÄÄLTÄ, jotta virta ei virtaa kehosi läpi.
3. Pidä nesteet, ruoka ja kaikki muu, mikä voi roiskua, pois piireistäsi.
4. Tarkista kuluneet sähköjohdot aina, ennen kuin kytket virran päälle.

VAROITUS:

Tämä EI ole lääketieteellinen laite, eikä sitä tule käyttää missään kliinisessä ympäristössä luotettavien sykemittausten perusteella. Mene lääkäriin, jos haluat tarkkoja syketietoja. Tämä on yksinkertaisesti työkalu, joka auttaa ihmisiä lievittämään stressiä, eikä sitä pitäisi käyttää minkään tilan diagnosointiin.

Vaihe 4: Vihjeitä

Alla on muutamia vinkkejä ja vinkkejä, jotka kannattaa pitää mielessä, kun rakennat Breathe Light -valoa.

Vianmääritysstrategiat

1. Jos koodi ei toimi kunnolla, jaa koodin eri toiminnot/osiot ja testaa niitä määrittääksesi, missä ongelma on.
2. Ennen kuin ryhdyt käyttämään koodia ja projektia, käytä Arduino -kirjastojen PulseSensor- ja NeoPixels -kirjastoissa annettuja esimerkkikoodeja varmistaaksesi, että laitteet toimivat oikein.
3. Varmista, että PulseSensorilla on tiukka ja turvallinen yhteys, ennen kuin keräät tietoja mahdollisen liikeartefaktin poistamiseksi.
4. Käytä johdotuksen yhteydessä samanvärisiä johtoja, kun liität samoihin portteihin sekaannusten välttämiseksi.
5. Kiinnitä johdot pienillä hyppyjohdoilla, jotta ne eivät menetä yhteyttä laitteen liikkuessa.
6. Jos sinulla on pääsy juotosraudalle, harkitse sen käyttöä sellaisten johtoliitäntöjen varmistamiseen, jotka eivät ehkä toimi hyvin.

Oivalluksia

• Säästä aikaa testaamalla alligaattoripidikkeitä prototyyppien laatimiseksi ennen johtojen käyttöä.

• Säästä aikaa ja turhautumista venyttämällä johdot tiukasti, jotta saat kiinteän ja jatkuvan yhteyden jokaiseen NeoPixeliin.

  Legot ovat myös erittäin hyödyllisiä Floran ja akun kiinnittämisessä

Vaihe 5: Asenna osa 1a

Aloita yhdistämällä alligaattoripidike FLORAn #6 -porttiin. Liitä sitten toinen alligaattoripidike GND -porttiin. Tee sama FLORA -laitteen VBATT -portin kanssa.

Vaihe 6: Asenna osa 1b

Kytke nyt 6 -porttiin liitetty alligaattoripidike NeoPixelin sisäänpäin osoittavaan nuoleen. Kytke GND-portin pidike NeoPixelin (-) -liitäntään ja VBATT-portinpidike NeoPixelin (+) -liitäntään.

Käytimme tätä asetusta testataksemme jokaista NeoPixeliä nähdäksemme, toimiiko se käyttämällä NeoPixel Adafruit -sivun ohjeita.

Vaihe 7: Asennus Osa 2

Kun olet varmistanut, että kaikki NeoPixelit toimivat, voit aloittaa hengitysvalon rakentamisen!

Aloita yhdistämällä johdot VBATTin, #12, #6, GND ja #10 FLORAan. Sekaannusten välttämiseksi valitse värit, jotka vastaavat kutakin porttia. Yhdistämme ne leipälevyyn seuraavissa vaiheissa.

Vaihe 8: Asennus Osa 3

Seuraavaksi aloitamme NeoPixels -ketjun tekemisen. Kuten ensimmäisessä vaiheessa, yhdistämme (+) lopulta VBATT-porttiin, (-) GND-porttiin ja nuolet osoittavat signaalin virtaussuunnan NeoPixels-rivillä. Aloitin viimeisestä ja jatkoin ylöspäin.

Lisää ensin johdot NeoPixel -kuviin vastaavilla väreillä. Kuvassa näet, että käytimme valkoista VBATT: lle, vihreää GND: lle ja keltaista portista #6 tulevalle signaalille. Kierrä lanka pienten reikien ympärille neulan kärkipihdeillä. Voit myös käyttää kynsinauhojen leikkureita, jos sinulla ei ole helposti saatavissa neulan kärkipihtejä.

(Pienet punaiset johdot taustalla selitetään seuraavissa vaiheissa. Älä välitä niistä nyt.)

Vaihe 9: Asennus Osa 4

Lisää johtoja muihin NeoPixeleihin aivan kuten ensimmäinen. Varmista, että nuolet osoittavat FLORAn portista #6 ketjun alareunaan.

Liitä sitten jokainen valkoinen johto leipälevyn (+) nastoihin ja vihreä johto leipälevyn (-) nastoihin. Varmista, että liitännät ovat jännittyneitä johtojen kiinnittämiseksi.

Vaihe 10: Kokoonpano Osa 5

Liitä nyt vihreä johto GND: stä (-) nastojen yläosaan. Kytke VBATT -portin valkoinen johto leipälevyn (+) nastoihin ja nro 6 keltainen johto NeoPixel -ketjun alkuun.

Violetti ja punainen johto yhdistetään myöhemmin.

(Punaiset johdot pohjan lähellä auttavat luomaan jännitystä NeoPixelien välisten keltaisten signaalijohtojen väliin, mutta et ehkä tarvitse niitä riippuen liitosten tiukkuudesta)

Vaihe 11: Kokoonpano Osa 6

Seuraavaksi liitämme painikkeen leipälautaamme. Tästä alkaa sykemittaukset ja ahdistushengitysharjoitus!

Aseta painike kuvan mukaisesti. Liitä sitten valkoinen johto ylemmän napin tapin liittämiseen (+). Aseta 220 ohmin vastus samalla puolella olevan alatapin ja (-) nastojen väliin. Kytke lopuksi #10 punainen johto oikean alakulman napin nastaan.

Vaihe 12: Kokoaminen Vaihe 7

Nyt liitämme pulssianturin! Liitä punainen anturijohto leipälevyn (+) nastoihin ja musta anturijohto (-) nastoihin. Aseta seuraavaksi violetti anturijohto ja #12 -portista tuleva violetti johto samaan riviin liittääksesi ne.

Vaihe 13: Kokoaminen Vaihe 8

Luo erilaisia legoja, rakenna taso FLORAlle istua ja pieni ontelo litiumakulle. Varmista, että FLORA -laitteessa on jonkin verran jännitystä, jotta keltaiset johdot kytketään kunnolla. Tätä varten käytimme yllä olevassa kuvassa olevia keltaisia Legoja.

Lego -alustan koko vaihtelee leipälautasi koosta riippuen, mutta varmista, että FLORA pystyy istumaan tasaisesti, että keltaiset signaalijohdot ovat jännittyneitä ja että akussa on aukko.

Vaihe 14: Kokoaminen Vaihe 9

Viimeistele kokoonpano lisäämällä Lego -alusta ja FLORA leipälaudan viereen. Liitä akku FLORAan.

Vaihe 15: Kokoonpano Vaihe 10: Lataa koodi ja viimeistele kokoonpano

Viimeinen vaihe on ladata tämä koodi Breathe Lightiin. Kun koodi on ladattu, Hengitysvalon pitäisi toimia kannettavasti, kun ON -kytkin aktivoidaan FLORAn keskellä!

Kuinka saada koodi GitHubista Floraan

1. Käytä yllä olevaa linkkiä päästäksesi GitHub -verkkosivustolle.

2. Napsauta "Kloonaa tai lataa"

   Napsauta "Lataa ZIP"

3. Tallenna ladattu zip -tiedosto haluamaasi paikkaan tietokoneellasi.
4. Avaa "Breathe_Light_V3.0" -tiedosto Arduinossa.
5. Siirry ylimmän Arduino -palkin "Työkalut" -kohdasta "Board:" ja valitse "Adafruit Flora"
6. Napsauta lopuksi (kun Flora on kytketty tietokoneeseen), napsauta "Lataa" (oikea nuoli näytön yläreunassa)

Kun yllä olevat vaiheet on suoritettu, koodi tulee ladata Floraan. Flora voidaan irrottaa tietokoneesta ja Breathe Light on käyttövalmis!

Vaihe 16: Kokoaminen Vaihe 11: Koodin selitys

Koodi tekee tämän:

Ensinnäkin koodi kerää kohteen alkuperäisen sykkeen PulseSensorilla ja näyttää sen neljän yksittäisen NeoPixel -kuvan kautta. Tietyn sarjan LED -valoja/värejä näytetään sen perusteella, mitä sykettä havaitaan. Jos esimerkiksi syke on 76, on kolme NeoPixeliä, jotka palavat sinisenä. Nämä värit/kynnysarvot annetaan kohteelle laitteen tarran avulla (yllä), jotta hän tietää sykkeensä.

Sitten, kun syke on havaittu, se käy läpi ahdistusharjoituksen, joka auttaa syvään, hitaaseen sisään- ja uloshengitykseen. Harjoituksen alussa kaikki neljä LEDiä ovat vihreitä. Harjoituksen edetessä LED -valot muuttuvat sinisiksi yksitellen, mikä vastaa kohteen hengittämistä. Kun kaikki neljä LED -valoa palavat, kohteen on pidätettävä hengitystään, ja kun LED -valot palaavat vihreiksi, ne voivat hitaasti hengittää. Kun ahdistusharjoitus on suoritettu, koodi tunnistaa ja näyttää uudelleen henkilön sykkeen uudelleen määrittääkseen, pystyivätkö he rauhoittumaan.

Vaihe 17: Piirikaavio

Tämä kytkentäkaavio on tehty EAGLE: ssa. Kaikki suuren suorakulmion sisällä on Adafruit FLORA -mikroprosessori. Siinä on paljon yksityiskohtia, mutta kokonaisuutena se on suorakulmion sisällä. Kaikki FLORAan lisäämämme komponentit ovat suuren suorakulmion alla.

Neljä neopikseliä näkyy yhdistettynä D6* FLORA -lähtöön. Painike on kytketty IO10*: een ja pulssianturi FLORAan IO12* -portin kautta.

Vaihe 18: Muita ideoita

Hengitysvaloa voidaan viedä pidemmälle monin tavoin, ja tässä on muutamia ehdotuksia.

• Tee siitä puettava: Käytä päänauhaa tai kellomansettia (kuten tätä) ja käytä johtavaa lankaa kaikkien johtoliitäntöjen tekemiseen.
• Lisää ahdistusExercise () -toiminto luoksesi visuaalisesti houkuttelevamman hengitysharjoituksen (kuten lisäämällä värejä).
• Vaihda yksittäiset NeoPixelit NeoPixel -renkaalla tai NeoPixel Array -laitteella, niin saat lisää LED -valoja ja parannat sekä heartRateDisplay () - että ahdistusExercise () -toimintojen ominaisuuksia.