Pulssensor bærbar: 10 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Prosjektbeskrivelse

Dette prosjektet handler om å designe og lage en bærbar som tar hensyn til brukerens helse som vil ha den.

Målet er å opptre som et eksoskelet som har som funksjon å slappe av og roe brukeren i en periode med angst eller stressede situasjoner ved å avgi vibrasjon i de trykkpunktene vi har på kroppen.

Vibrasjonsmotoren kommer til å være på mens den fotopletysmografiske pulssensoren i løpet av en tid mottar en forhøyet rangering av akselererte harde pulsasjoner. Når pulsen synker, noe som betyr at brukeren har roet seg, vil vibrasjonene stoppe.

En kort refleksjon som avslutning

Takket være dette prosjektet har vi kunnet bruke en del av kunnskapen som ble tilegnet i klasseøvelsene, der vi jobber på flere elektriske kretser ved hjelp av forskjellige sensorer og motorer i et reelt tilfelle: en bærbar som slapper av brukeren i en periode med angst eller stressede situasjoner.

Med dette prosjektet har vi ikke bare utviklet den kreative delen mens vi designet patronen og sy den, men også ingeniørgrenen, og vi blandet dem alle sammen på ett enkelt prosjekt.

Vi praktiserte også den elektriske kunnskapen når vi lager den elektriske kretsen på protoboardet og overfører den til LilyPad Arduino lodding av komponentene.

Rekvisita

Fotopletysmografisk pulssensor (analog inngang)

Pulssensoren er en plug-and-play pulssensor for Arduino. Sensoren har to sider, på den ene siden er LED -en plassert sammen med en lyssensor og på den andre siden er det noen kretser. Dette er ansvarlig for forsterkningen og støydemping. Lysdioden på forsiden av sensoren er plassert over en vene i menneskekroppen.

Denne LED -en avgir lys som faller direkte ned på venen. Venene vil bare ha blodstrøm inne i dem når hjertet pumper, så hvis vi overvåker blodstrømmen, kan vi også overvåke hjerteslagene. Hvis blodstrømmen oppdages, vil sensor for omgivende lys fange opp mer lys siden de reflekteres av blodet. Denne mindre endringen i mottatt lys analyseres over tid for å bestemme hjerteslagene våre.

Den har tre ledninger: den første er koblet til systemets jord, den andre +5V forsyningsspenning og den tredje er det pulserende utgangssignalet.

I prosjektet brukes en pulssensor. Den plasseres under håndleddet slik at den kan oppdage de harde pulsasjonene.

Vibrasjonsmotor (analog utgang)

Denne komponenten er en likestrømsmotor som vibrerer når den mottar et signal. Når den ikke mottar den lenger, stopper den.

I prosjektet brukes tre vibrasjonsmotorer for å roe brukeren gjennom tre forskjellige avslappende punkter på håndleddet og hånden.

Arduino Uno

Arduino Uno er en åpen kildekode-mikrokontroller og utviklet bord av Arduino.cc. Brettet er utstyrt med sett med digitale og analoge inngang/utgang (I/O) pinner. Den har også 14 digitale pinner, 6 analoge pinner og kan programmeres med Arduino IDE (Integrated Development Environment) via en USB -kabel av type B.

Elektrisk ledning

Elektriske ledninger er ledere som overfører strøm fra ett sted til et annet.

I prosjektet brukte vi dem til å koble den elektriske kretsen sveiset på bakelittplaten til Arduino -pinnene.

Andre materialer:

- Armbånd

- Svart tråd

- Svart fargestoff

- Stoff

Verktøy:

- Sveiser

- Saks

- Nåler

- Hånddukke i papp

Trinn 1:

Først gjorde vi den elektriske kretsen ved hjelp av en protoboard, slik at vi kunne definere hvordan vi ville at kretsen skulle være om hvilke komponenter vi ønsket å bruke.

Steg 2:

Deretter gjorde vi den siste kretsen vi skulle sette inne i utstillingsdukken ved å lodde komponentene ved hjelp av en tinnlodding. Kretsen skal se ut som fotografiet ovenfor.

Hver kabel må kobles til korrespondentporten i Arduino Uno, og det anbefales å dekke den elektriske delen av ledningene for å unngå kortslutning ved bruk av isolasjonstape.

Trinn 3:

Vi programmerte koden ved å bruke Arduino -programvaren og lade den til Arduino ved hjelp av en USB -kabel.

// buffer for å filtrere de lave frekvensene#definere BSIZE 50 float buf [BSIZE]; int bPos = 0;

// hjerterytme algoritme

#define THRESHOLD 4 // deteksjonsterskel usignert lang t; // sist oppdagede hjerteslagflyt lastData; int lastBpm;

ugyldig oppsett () {

// initialiser seriell kommunikasjon med 9600 bits per sekund: Serial.begin (9600); pinMode (6, OUTPUT); // deklarere vibratoren 1 pinMode (11, OUTPUT); // deklarere vibratoren 2 pinMode (9, OUTPUT); // deklarere vibratoren 3}

void loop () {

// lese og behandle inngangen fra sensoren på analog pin 0: float processorData = processData (analogRead (A0));

//Serial.println(processedData); // kommenter dette for å bruke serieplotteren

hvis (processorData> THRESHOLD) // over denne verdien anses som et hjerteslag

{if (lastData <THRESHOLD) // første gang vi overskrider terskelen, beregner vi BPM {int bpm = 60000 /(millis () - t); if (abs (bpm - lastBpm) 40 && bpm <240) {Serial.print ("Nytt hjerteslag:"); Serial.print (bpm); // vis bpms Serial.println ("bpm") på skjermen;

hvis (bpm> = 95) {// hvis bpm er høyere enn 95 eller 95 …

analogWrite (6, 222); // vibrator 1 vibrerer

analogWrite (11, 222); // vibrator 2 vibrerer analogWrite (9, 222); // vibrator 3 vibrerer} annet {// hvis ikke (bpm er lavere enn 95) … analogWrite (6, 0); // vibrator 1 vibrerer ikke analogWrite (11, 0); // vibrator 2 vibrerer ikke analogWrite (9, 0); // vibrator 3 vibrerer ikke}} lastBpm = bpm; t = millis (); }} lastData = processorData; forsinkelse (10); }

float processData (int val)

{buf [bPos] = (float) val; bPos ++; hvis (bPos> = BSIZE) {bPos = 0; } flyt gjennomsnitt = 0; for (int i = 0; i <BSIZE; i ++) {gjennomsnitt+= buf ; } return (float) val - gjennomsnittlig / (float) BSIZE; }

Trinn 4:

Under designprosessen måtte vi ta hensyn til plasseringen av trykkpunktene i kroppen for å vite hvor vibrasjonsmotorene må plasseres, og vi valgte tre av dem.

Trinn 5:

For å få det bærbare, farget vi først armbåndet i kjøttfarge med svart fargestoff etter instruksjonene fra produktet.

Trinn 6:

Når vi hadde armbåndet, gjorde vi fire hull i pappens hånddukke. Tre av dem ble laget for å trekke ut de tre vibrasjonsmotorene vi brukte i den elektriske kretsen, og den siste ble gjort for å plassere pulssensoren på mannequinens håndledd. Bortsett fra det, gjorde vi også et lite kutt på armbåndet for å gjøre denne siste sensoren synlig.

Trinn 7:

Senere gjorde vi et siste hull på undersiden av papphånden for å koble til og fra USB -kabelen fra datamaskinen til Arduino -kortet for å drive kretsen. Vi gjorde en siste test for å kontrollere at alt fungerte bra.

Trinn 8:

For å gi vårt produkt en mer tilpassbar design, tegner vi og kutter en sirkel i granatfarge der vi deretter syr noen linjer for å representere de elektriske hjerteslagene.

Trinn 9:

Til slutt, da det svarte armbåndet dekket vibrasjonsmotorene, klippet og sydde vi tre små hjerter på den bærbare for å vite posisjonen deres.