Käytettävä pulssianturi: 10 vaihetta (kuvilla)

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

Hankkeen kuvaus

Tässä projektissa suunnitellaan ja luodaan pukua, jossa otetaan huomioon sitä käyttävän käyttäjän terveys.

Sen tavoitteena on toimia kuin exoskeleton, jonka tehtävänä on rentouttaa ja rauhoittaa käyttäjää ahdistuksen tai stressaavien tilanteiden aikana lähettämällä värähtelyä kehon painepisteisiin.

Värähtelymoottori on käynnissä, kun valoelektrosmografinen pulssianturi vastaanottaa jonkin aikaa korotetun nopean kovan sykkeen. Kun pulssi laskee, eli käyttäjä on rauhoittunut, tärinä lakkaa.

Lyhyt pohdinta päätteeksi

Tämän projektin ansiosta olemme voineet soveltaa osaa luokkaharjoituksissa hankituista tiedoista, joissa työskentelemme useissa sähköpiireissä eri antureilla ja moottoreilla todellisessa tapauksessa: puettava, joka rentouttaa käyttäjän ahdistuksen tai stressaavia tilanteita.

Tässä projektissa paitsi me olemme kehittäneet luovaa osaa suunnittellessamme ja ompelemalla sitä, myös insinööritoimialaa ja sekoittaneet ne kaikki yhteen projektiin.

Käytämme myös sähköosaamista käytännössä luodessamme sähköpiirin protoboardille ja siirtämällä sen LilyPad Arduinoon, joka juottaa komponentit.

Tarvikkeet

Photoplethysmographic pulssianturi (analoginen tulo)

Pulssianturi on plug and play -sykesensori Arduinolle. Anturissa on kaksi puolta, toisella puolella LED on sijoitettu ympäristön valoanturin kanssa ja toisella puolella on joitain piirejä. Tämä on vastuussa vahvistus- ja melunvaimennustöistä. Anturin etupuolella oleva LED -valo on asetettu ihmiskehon laskimon päälle.

Tämä LED -valo lähettää valoa, joka putoaa suoraan suoneen. Suonissa on verenvirtausta vain sydämen pumpatessa, joten jos seuraamme veren virtausta, voimme seurata myös sydämenlyöntejä. Jos veren virtaus havaitaan, ympäristön valotunnistin ottaa enemmän valoa, koska veri heijastaa ne, tämä pieni muutos vastaanotetussa valossa analysoidaan ajan mittaan sydämenlyöntimme määrittämiseksi.

Siinä on kolme johtoa: ensimmäinen on kytketty järjestelmän maahan, toinen +5 V: n syöttöjännite ja kolmas on sykkivä lähtösignaali.

Projektissa käytetään yhtä pulssianturia. Se on sijoitettu ranteen alle, jotta se voi havaita kovat sykkeet.

Tärinämoottori (analoginen lähtö)

Tämä komponentti on tasavirtamoottori, joka värisee vastaanotettaessa signaalia. Kun se ei enää vastaanota sitä, se pysähtyy.

Projektissa kolme tärinämoottoria käytetään rauhoittamaan käyttäjää kolmen eri rentoutuskohdan avulla, jotka sijaitsevat ranteessa ja kädessä.

Arduino Uno

Arduino Uno on avoimen lähdekoodin mikro-ohjain ja Arduino.cc: n kehittämä piirilevy. Siinä on myös 14 digitaalista nastaa, 6 analogista nastaa ja se voidaan ohjelmoida Arduino IDE: llä (integroitu kehitysympäristö) tyypin B USB -kaapelin kautta.

Sähköjohto

Sähköjohdot ovat johtimia, jotka siirtävät sähköä paikasta toiseen.

Projektissa käytimme niitä liittämään bakeliittilevyyn hitsattu sähköpiiri Arduino -nastoihin.

Muut materiaalit:

- Ranneke

- Musta lanka

- Musta väriaine

- Kangas

Työkalut:

- Hitsaaja

- Sakset

- Neulat

- Pahvinen käsinukke

Vaihe 1:

Ensinnäkin teimme sähköpiirin protoboardilla, jotta voisimme määritellä, kuinka halusimme piirin olevan, mitä komponentteja halusimme käyttää.

Vaihe 2:

Sitten teimme viimeisen piirin, jonka aiomme laittaa mannekeenin sisään juottamalla komponentit tinajuotoksella. Piirin pitäisi näyttää yllä olevasta valokuvasta.

Jokainen kaapeli on kytkettävä Arduino Unon vastaaviin portteihin, ja on suositeltavaa peittää johdotuksen sähköosa oikosulkujen välttämiseksi eristysteipillä.

Vaihe 3:

Ohjelmoimme koodin Arduino -ohjelmistolla ja lataamme sen Arduinolle USB -kaapelilla.

// puskuri matalien taajuuksien suodattamiseen#define BSIZE 50 float buf [BSIZE]; int bPos = 0;

// sykealgoritmi

#define THRESHOLD 4 // ilmaisukynnys unsigned long t; // viimeksi havaittu syke float lastData; int lastBpm;

void setup () {

// sarjaliikenteen alustaminen nopeudella 9600 bittiä sekunnissa: Serial.begin (9600); pinMode (6, LÄHTÖ); // ilmoita värähtelijä 1 pinMode (11, OUTPUT); // ilmoita vibraattori 2 pinMode (9, OUTPUT); // ilmoita vibraattori 3}

void loop () {

// lukea ja käsitellä anturin tuloa analogisella nastalla 0: float processingData = processData (analogRead (A0));

//Sarja.println (prosessoidut tiedot); // poista tämä, jos haluat käyttää sarjaplotteria

if (processData> THRESHOLD) // tämän arvon yläpuolella pidetään sydämenlyönninä

{if (lastData <THRESHOLD) // kun ylitämme kynnyksen ensimmäisen kerran, laskemme BPM {int bpm = 60000 /(millis () - t); if (abs (bpm - lastBpm) 40 && bpm <240) {Serial.print ("New heartbeat:"); Sarjanjälki (bpm); // näytä näytöllä bpms Serial.println ("bpm");

jos (bpm> = 95) {// jos bpm on suurempi kuin 95 tai 95…

analogWrite (6, 222); // värinä 1 värisee

analogWrite (11, 222); // värinä 2 värisee analogWrite (9, 222); // värinä 3 värisee} muu {// jos ei (bpm on alle 95)… analogWrite (6, 0); // värinä 1 ei värise analogWrite (11, 0); // värinä 2 ei värise analogWrite (9, 0); // värinä 3 ei värise}} lastBpm = bpm; t = millis (); }} lastData = käsitellyt tiedot; viive (10); }

float processData (int val)

{buf [bPos] = (kelluva) val; bPos ++; jos (bPos> = BSIZE) {bPos = 0; } kelluva keskiarvo = 0; for (int i = 0; i <BSIZE; i ++) {keskiarvo+= buf ; } paluu (kelluva) val - keskiarvo / (kelluva) BSIZE; }

Vaihe 4:

Suunnitteluprosessin aikana meidän oli otettava huomioon painepisteiden sijainti kehossa tietääksemme, mihin tärinämoottorit on sijoitettava, ja valitsimme niistä kolme.

Vaihe 5:

Saadaksesi puettavan, värjäsimme ensin lihavärisen rannekkeen mustalla väriaineella tuotteen ohjeiden mukaisesti.

Vaihe 6:

Kun meillä oli ranneke, teimme neljä reikää pahviseen käsinukkeeseen. Kolme niistä tehtiin poistamaan kolme sähköpiirissä käyttämäämme värähtelymoottoria, ja viimeinen tehtiin pulssianturin asettamiseksi mannekeenin ranteeseen. Sen lisäksi teimme myös pienen leikkauksen rannekkeessa, jotta tämä viimeinen anturi olisi näkyvissä.

Vaihe 7:

Myöhemmin teimme viimeisen reiän pahvikäden alapuolelle liittääksesi ja irrottaaksesi USB -kaapelin tietokoneesta Arduino -korttiin virtalähteen syöttämiseksi. Teimme viimeisen testin varmistaaksemme, että kaikki toimi hyvin.

Vaihe 8:

Antaaksemme tuotteellemme muokattavamman suunnittelun piirrämme ja leikataan granaatin värinen ympyrä, johon ompelimme sitten joitain viivoja edustamaan sähköisiä sydämenlyöntejä.

Vaihe 9:

Lopuksi, kun musta ranneke peitti tärinämoottorit, leikkasimme ja ompelimme kolme pientä sydäntä puettavaan paikkaan tietääksemme niiden sijainnin.