Näytön mekko - Yhdistä sydänsignaalit IoT: 18 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Monitor Dress on kokeilu, jossa tutkitaan erilaisia tapoja digitalisoida käyttäjän sydämen toiminta sekä käsitellä tietoja.

Mekon sisällä olevat kolme elektrodia mittaavat käyttäjän kehon läpi kulkevia sähköisiä signaaleja. Ne analogiset impulssit, jotka syntyvät sydämen lihasten toiminnasta, muunnetaan digitaalisiksi signaaleiksi. Mikro -ohjain sytyttää sitten LED -ympyrän mekon etuosaan, joka vilkkuu purppuranpunaisena jokaisen sydämenlyönnin jälkeen. Mikro -ohjain lähettää tiedot myös langattoman verkon kautta muihin tarkoituksiin. Langattoman verkon kautta lähetetyt tiedot kerää tietokone, joka valvoo tietoja animoidakseen ne. Sydämen sähköiset signaalit näkyvät nyt näytöllä samoin kuin mekko.

Monitor Dress luo saumattoman rajapinnan ihmiskehon, vaatteen ja elektronisten komponenttien välille - digitalisoimalla ja tallentamalla ohimenevät biosignaalimme.

Vaihe 1: Suunnittelu ja piirien yleiskatsaus

Mekon yläosa on valmistettu mustista ja kirkkaista akryylipaloista - leikattu laserleikkurilla. NeoPixel -rengas on liimattu keskellä olevan kirkkaan akryylirenkaan alle. Johdot kulkevat yläosan takana kangasliuskaan, joka on kiinnitetty mekon takana olevaan yläosaan. Kangasliuska yhdistetään pieneen taskuun, jossa on mikrokontrolleri, sykemittari ja akku. Mekon vuoreen on ommeltu kolme e-tekstiilielektrodia. Johdot, jotka yhdistävät elektrodit ja mikro -ohjaimen, kulkevat kahden kangaskerroksen välillä.

Vaihe 2: Tarvikkeet:

Materiaalit:

• Kangas
• Vetoketju
• Johdot
• Lämpö kutistuu
• 1/8 "musta akryyli
• 1/8 "hajotettu akryyli
• NeoPixel Ring (24 LEDiä) (Adafruit)
• Fotoni (hiukkanen)
• Sykemittari (Sparkfun)
• Biomedial -anturit (Sparkfun)
• Anturikaapeli (Sparkfun)
• Johtava kangas (Sparkfun tai Adafruit)
• 5 Nappikiinnikkeet
• Perma-Proto Board (Adafruit)
• Naaras + urosliitinjohdot
• Lämpö kutistuu
• 5V Power Bank (Amazon)

Työkalut:

• Sakset
• Neula
• Lanka
• Pinsetit
• Juotin
• Juottaa
• Kuuma liima
• Kuuma pyssy
• Ompelukone
• Laserleikkuri
• Vasara
• Paperi
• Viivotin
• Lyijykynä

Vaihe 3: Photon - Wi -Fi -kehityssarja

Photon on tehokas Wi-Fi-kehityssarja, joka yhdistää projektisi esineiden Internetiin (IoT). Taulu on melko pieni, mikä tekee siitä erinomaisen IoT -puettaviin projekteihin.

Photonin valmistaja Particle valmisti suuren fotonitietolomakkeen sekä erittäin yksityiskohtaisen aloitusoppaan, jossa on kaikki tiedot, jotka sinun on tiedettävä päästäksesi alkuun.

Lataa vain Particle-sovellus älypuhelimeesi ja seuraa ohjeita saadaksesi Photon-yhteyden Wi-Fi-verkkoon. Voit myös ladata Particle Dev -sovelluksen tietokoneellesi tai aloittaa ohjelmoinnin selaimesi avulla. Palaamme fotoniin vaiheessa 15.

Vaihe 4: Sykemittari

Kuvassa näet sykemittarin levyn sekä anturikaapelin, jossa on 3 elektrodityyppiliitintä ja 3 vastaavaa biolääketieteellistä anturityynyä. Koska teemme mekkoomme johtavia kangaselektrodeja, anturikaapelien ja -tyynyjen käyttäminen ei ole välttämätöntä. Ne ovat kuitenkin erinomaisia prototyyppien luomiseen ja testaamiseen.

Ennen kuin aloitat, suosittelen myös lukemaan Sparkfunin sykemittarin kytkentäoppaan. Siinä on monia yksityiskohtia sykemittarin toiminnasta ja siitä, miten elektrodit on järjestettävä.

Vaihe 5: Leikkaa yläkappale laserilla

Suunnittelin ensin 2D -päällyskappaleen Illustratorilla, jonka leikkasin 1/8 tuuman mustasta akryylilevystä laserleikkurilla. Koska muotoilun keskellä oleva ympyrä syttyy, leikkasin sopivat terälehdet yhdestä /8 hajotettu akryylilevy. Leikkasin myös kolme erikokoista hajaantunutta akryyliympyrää. Liimaamme ne terälehtien ja NeoPixel -renkaan väliin hajautetun valon saamiseksi. Muussa tapauksessa näet renkaan yksittäiset LEDit.

Vaihe 6: Muotoile akryyli

Akryylin leikkaamisen jälkeen on aika muotoilla se ja antaa sille kolmiulotteinen muoto. Voit käyttää lämpöpistoolia, hiustenkuivaajaa tai mitä tahansa nopeinta työtä, kuten kaasuliesi. Ole varovainen lämmittäessäsi sitä ja kosketa aina kuumia osia pyyhkeellä. Kun se alkaa tulla taipuisaksi, muotoile se haluamallasi tavalla ja odota, kunnes se kylmenee ja kiinteytyy uudelleen.

Vaihe 7: Läpikuultavien terälehtien lisääminen

Liimataan nyt kirkkaat akryyliterälehdet vastaavien leikkausten sisään. Jos akryyliterälehtien reunoissa on palovammoja, voit hioa ne hiekkapaperilla. Sekoita kaksiosainen epoksi ja levitä liimaa varovasti terälehtien reunojen ympärille. Se auttaa pitämään palat kiinni teipillä ja asettamaan ne yläkappaleen sisään.

Vaihe 8: Suunnittele mekko

Seuraavissa vaiheissa suunnittelemme ja ompelemme mustan nahkamekon.

Työskennellessäni Illustrator -tiedoston kanssa minulla oli jo karkea idea suunnittelusta. Käärinyt jonkin verran kangasta ja päällisosaa mannekeenin ympärille, tajusin oikean kuvion: kaulanpidike-mekko, jossa kaksi tikkaa edessä ja takana sekä jakava vyötärösauma, paristotasku takana ja näkymätön vetoketju vasemman sivusauman sisällä. Ennen kuin leikkaat mukavan kankaan, kannattaa aina ommella mekko halvemmalla kankaalla (kutsutaan myös musliiniksi). Tämä antaa sinulle mahdollisuuden muokata mallia ja tehdä pieniä muutoksia.

Vaihe 9: Ompele mekko

Seuraa nyt kuvioita ja ompele todellinen mekko. Ompele ensin tikat mekon eteen ja taakse. Ompele sitten kaksi etu- ja takakappaletta yhteen sekä vuori, kaulan pidike ja näkymätön vetoketju. Lopuksi kiinnitämme akkutaskun ja hihnat (vaiheet 10 ja 11). Jälleen kerran leikkasin laserleikkurilla kuusi kangashihnaa. Se ei ole välttämätöntä, mutta se antaa sinulle todella puhtaat reunat, jotka on helpompi ommella ja leikata paljon nopeammin!

Vaihe 10: Kiinnitä takatasku

Leikkaa yläkankaasta neliö ja ompele pienet tarranauhat vasemman ja oikean reunan päälle. Taita tarranauhat ympäri ja ompele ne taskuaukon sisäpuolelle. Etsi paristotaskulle hyvä asento (mieluiten vyötärösauman päälle) ja kiinnitä se mekkoon. Ompele taskun alaosa mekkoon ja vastaava tarranauha vasemmalle ja oikealle puolelle.

Vaihe 11: Valmistele kangasliuskat

Takana olevia kangasliuskoja käytetään yhdistämään päällinen mekkoon ja piilottamaan kaikki johdot, jotka kulkevat paristotaskusta edestä tuleviin LED -valoihin. Ennen kuin ompelet pitkät reunat yhteen, aseta silmukka yhteen nauhoista. Tämä antaa mekolle siistimmän ilmeen, kun työnnät johdot nauhan läpi ja ulos. Ompele sitten kangatunnelit ja käännä nauhat nurinpäin. Se on helpompaa käyttää pinsettejä.

Vie seuraavassa vaiheessa kolme pitkää johtoa (riittävän pitkät, jotta ne kulkevat akkutaskusta edessä oleviin merkkivaloihin) silmukkaliuskan läpi ja ohjaavat johdot silmukan läpi tunnelista. Merkitse jokainen lanka molemmista päistä teipillä, jotta tiedät kumpi on kumpi. Ompele sitten nauhat yläkappaleeseen kuvien mukaisesti.

Vaihe 12: Viimeistele yläosa

Juotos nyt yksi kolmesta johdostasi GND -nastaan (maa), toinen datatulon nastaan ja viimeinen johto +5 V: n napaan (virta). Varmista, että tiedät, mikä lanka on juotettu mihinkään tappiin, koska et voi jäljittää sitä takaisin putken läpi. Juotos naarasliitin jokaiseen kolmeen johtoon. Älä unohda käyttää kutistetta varmistaaksesi helposti rikkoutuvat juotosliitokset. Liimaa lämpöpistoolilla tai epoksiliimalla kolme maitomaista akryylirengasta päällekkäin ja odota kuivumista. Keskitä sitten ympyrät akryyliterästen sisäpuolen päälle ja liimaa ne yhteen. Kun liima on kuiva, keskitä NeoPixel -rengas päälle ja levitä liimaa sen ympärille. Älä unohda kiinnittää renkaan ympäri kulkevia johtoja kappaleen taakse.

Vaihe 13: Ompele kangasnauhat mekkoon

Aseta nyt mekko ja päällinen nuken päälle ja selvitä, mihin haluat sijoittaa nauhat. Avaa saumat varovasti merkityllä alueella ja vyötärösaumat akkupussin takana (vuori ja päällyskerros). Syötä nyt kangasnauhat vuoren ja yläkerroksen läpi niin, että nauhat tulevat ulos vyötärösauman läpi. Kiinnitä nauhat halutulla pituudella oikeaan asentoon ja sulje toistaiseksi vain yläsauma.

Vaihe 14: Integroi elektrodit

Leikkaa kolme neliötä johtavasta kankaasta. Ensimmäisessä kuvassa näkyy, mihin sinun on asetettava elektrodit mekon sisään. Käytin siksak-tikkiä ompelemalla neliöt vuorelle. Elektrodit on työnnettävä tiukasti paljaalle ihollesi sydämenlyönnin saamiseksi. Muuten johtava kangas ei voi vastaanottaa kehosi läpi kulkevia sähköisiä signaaleja. Juotos nyt lanka (suosittelen joustavaa piilankaa) napin napsautukseen. Valmistele yhteensä kolme johtoa, yksi kutakin elektrodia varten. Ompele ne nappikiinnitykset vuoren taakse johtavalla kangaslaastarilla - vuoren ja päällyskerroksen väliin. On tärkeää käyttää johtavaa kierretä elektrodien liittämiseksi johtoon ja myöhemmin mikrokontrolleriin. Ohjaa sitten kaikki kolme johtoa mekon läpi, kunnes ne tulevat ulos vyösauman avoimesta kohdasta paristokotelon takana. Jotta voisin suojata lankoja hieman enemmän, laitoin ne pieneen kangasputken jäänteeseen juuri siihen kohtaan, missä ompelin niiden päälle, jotta suljin avoimen vyötärösauman. Katkaise kolme johtoa haluamaasi pituuteen ja juota naarashyppylanka kumpaankin päähän. Tämä on tarpeen elektrodien liittämiseksi Hart Rate Monitor Boardiin. Muista, että on tärkeää tietää, mikä lanka mihin elektrodiin liitetään.

Toistaiseksi niin hyvin. Mekko on melko valmis.

Vaihe 15: Muokkaa ja lähetä koodi

Palataan nyt ohjelmistoon ja laitteistoon:

Kun olet asettanut Photon -laitteesi ja asentanut Particle Dev -laitteen (vaihe 3), lataa sykemittarin koodi.

Avaa Particle Dev ja valitse avattavasta valikosta File> Open…. Siirry fotonikansioosi ja napsauta Avaa. Avaa koodi napsauttamalla vasemmalla puolella WorkingPhotonHeartRateMonitor.ino. Vaihda nyt koodissa määritettyjen LED -valojen lukumäärä projektissasi käyttämiesi LED -valojen lukumääräksi.

#define NUM_LEDS 24

Mekossa käytin 24 LEDiä. Voit myös muuttaa muiden nastojen numeroa, jos käytät eri tappeja. Pieni kaavio antaa yleiskuvan. Jos haluat vaihtaa tilapainikkeen nastan, napsauta button.h -tiedostoa ja vaihda numero 6 käyttämäsi neulaksi.

#define MODEBUTTON 6

Voit halutessasi lisätä tähän painikkeeseen pienen painikkeen vaihtaaksesi live -tilan ja joidenkin tallennettujen syketietojen välillä. Se on mukava ominaisuus, jos mekko on mannekiini. Kun olet liittänyt elektrodit kehoosi (seuraavassa vaiheessa), voit vain avata sarjamonitorin, tallentaa omat tietosi ja korvata numerot sydämenlyönneillä recordData.h -tiedostossa.

Vaihe 16: Kokoa laitteisto

Ennen kuin juotat kaikki elektroniset komponentit Perma-Proto-puolikokoiselle leipälevylle, käytä tavallista leipälautaa elektroniikan testaamiseen. Liitä sykemittari, painike ja LEDit koodissa määriteltyihin fotonippeihin. Kiinnitä elektrodit vartaloosi kuvan osoittamalla tavalla varmistaen, että elektrodit vastaavat oikeita tappeja. Nyt voit avata fotonisarjamonitorin ja saada syketietosi paikallisen WiFi -yhteyden yli.

Jos haluat nähdä EKG -kaavion näytölläsi, sinun on ladattava Processing. Käsittelyssä avaa luonnos käsittelykansiossa ja suorita luonnos napsauttamalla vasemmassa kulmassa olevaa nuolta. Jos kaikki on asetettu oikein, ikkuna avautuu ja näet sydämesi toiminnan. Se auttaa liikkumaan mahdollisimman vähän ja kestää jonkin aikaa, ennen kuin biosignaali on riittävän tasainen puhtaan visualisoinnin aikaansaamiseksi. Lisätietoja ja/tai vianetsintä on Sparkfunin sykemittarin oppaassa. Sinun on ehkä muokattava luonnoksen riviä, joka sisältää Serial.list () [3], ja muuttamaan numeron sen mukaan, mihin porttiin sarjamonitori on kytketty. Jos olet epävarma numerosta, kokeile 0-6.

Vaihe 17: Juotos Perma-Protoon

Jos haluat liittää mukautetut integroidut e-tekstiilielektrodimme levyyn, ei suuria, tahmeita elektrodeja, juota otsikko jokaiseen levyn RA (oikea käsi), LA (vasen käsi) ja RL (oikea jalka) nastaan.

Jos kaikki toimii, voit juottaa komponentit perma-proto-levylle. Aloitin fotonilla, sitten johdot ja sykemittari lopulta. Sen sijaan, että olisin juottanut kolme LED -johtoa pysyvästi levylle, käytin kolmea (Data, VCC ja GND) uroshyppyjohtoa liittämään ne LED -johtimiin.

5 V: n virtapankki virtalähteenä toimii erinomaisesti fotonille, koska se on ladattava. Voit käyttää sitä myös muiden elektronisten laitteiden, kuten älypuhelimen, lataamiseen.

Vaihe 18: Yhdistä sydämesignaalisi IoT: hen

Nyt olet valmis ja voit yhdistää sydämesi toiminnan esineiden Internetiin.

Huomaa, että fotoni on aina yhdistettävä langattomaan verkkoon, muuten se ei lopeta etsintää eikä koodisi toimi. Tulevassa päivityksessä voin parantaa sitä niin, että Internet -yhteys on valinnainen.

Jos sinulla on kysyttävää, älä epäröi kysyä. Hyvää tekemistä.

Toinen palkinto DIY Dress Contest -kilpailussa