Носещ се пулсов сензор: 10 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Описание на проекта

Този проект е за проектиране и създаване на носими устройства, които ще вземат предвид здравето на потребителя, който ще го носи.

Неговата цел е да действа като екзоскелет, чиято функция е да отпусне и успокои потребителя по време на период на тревожност или стресови ситуации, като излъчва вибрации в онези точки на натиск, които имаме върху тялото.

Вибрационният двигател ще бъде включен, докато фотоплетизмографският импулсен сензор получава през известно време повишен звън на ускорени твърди пулсации. Когато скоростта на пулса намалява, което означава, че потребителят се е успокоил, вибрациите ще спрат.

Кратко размисъл като заключение

Благодарение на този проект успяхме да приложим част от знанията, придобити в класните упражнения, в които работим върху няколко електрически вериги, използвайки различни сензори и двигатели в реален случай: носима, която отпуска потребителя в период на тревожност или стресови ситуации.

С този проект не само разработихме творческата част, докато проектирахме патрона и го шиехме, но и инженерния клон и ги смесихме заедно в един единствен проект.

Ние също така прилагаме на практика електрическите знания, когато създаваме електрическата верига на протоборда и я прехвърляме към LilyPad Arduino запояване на компонентите.

Консумативи

Фотоплетизмографски сензор за пулс (аналогов вход)

Пулсовият сензор е plug-and-play сензор за сърдечен ритъм за Arduino. Сензорът има две страни, от едната страна светодиодът е поставен заедно със сензор за околна светлина, а от другата страна има някаква схема. Той е отговорен за усилването и премахването на шума. Светодиодът от предната страна на сензора е поставен над вена в нашето човешко тяло.

Този светодиод излъчва светлина, която пада директно върху вената. Вените ще имат приток на кръв вътре в тях само когато сърцето изпомпва, така че ако наблюдаваме притока на кръв, можем да наблюдаваме и сърдечните удари. Ако кръвният поток бъде открит, тогава сензорът за околна светлина ще вземе повече светлина, тъй като те ще бъдат отразени от кръвта, тази незначителна промяна в получената светлина се анализира с течение на времето, за да се определи сърдечния ни ритъм.

Той има три проводника: първият е свързан към земята на системата, вторият +5V захранващо напрежение и третият е пулсиращият изходен сигнал.

В проекта се използва един пулсов сензор. Той е поставен под китката, така че да може да открие твърдите пулсации.

Вибрационен двигател (аналогов изход)

Този компонент е DC двигател, който вибрира при получаване на сигнал. Когато вече не го получава, спира.

В проекта три вибрационни двигателя се използват за успокояване на потребителя чрез три различни релаксиращи точки, разположени на китката и ръката.

Arduino Uno

Arduino Uno е микроконтролер с отворен код и разработена платка от Arduino.cc. Платката е оборудвана с набори от цифрови и аналогови входно/изходни (I/O) пинове. Той също така има 14 цифрови пина, 6 аналогови пина и е програмируем с Arduino IDE (интегрирана среда за развитие) чрез USB кабел тип B.

Електрически проводник

Електрическите проводници са проводници, които предават електричество от едно място на друго.

В проекта ги използвахме за свързване на електрическата верига, заварена на бакелитовата плоча към щифтовете Arduino.

Други материали:

- Гривна

- Черен конец

- Черно багрило

- плат

Инструменти:

- Заварчик

- Ножици

- Игли

- Картонен ръчен манекен

Етап 1:

Първо, направихме електрическата верига, използвайки протоборд, за да можем да определим как искаме веригата да бъде кои компоненти искаме да използваме.

Стъпка 2:

След това направихме последната верига, която щяхме да поставим вътре в манекена, като запояваме компонентите с помощта на калай спойка. Веригата трябва да изглежда като снимката по -горе.

Всеки кабел трябва да бъде свързан към съответния порт в Arduino Uno и е препоръчително да се покрие електрическата част на окабеляването, за да се избегнат къси съединения с помощта на изолационна лента.

Стъпка 3:

Програмирахме кода с помощта на софтуера Arduino и го зареждахме на Arduino с помощта на USB кабел.

// буфер за филтриране на ниските честоти#дефинирайте BSIZE 50 float buf [BSIZE]; int bPos = 0;

// сърдечен ритъм алгоритъм

#define THRESHOLD 4 // прагът на откриване unsigned long t; // последно открит плаващ пулс lastData; int lastBpm;

void setup () {

// инициализира серийна комуникация при 9600 бита в секунда: Serial.begin (9600); pinMode (6, OUTPUT); // обявява вибратора 1 pinMode (11, OUTPUT); // декларира вибратора 2 pinMode (9, OUTPUT); // декларира вибратора 3}

void loop () {

// чете и обработва входа от сензора на аналогов извод 0: float processingData = processData (analogRead (A0));

//Serial.println(processsedData); // разкомментирайте това, за да използвате серийния плотер

if (processingData> THRESHOLD) // над тази стойност се счита за сърдечен ритъм

{if (lastData <THRESHOLD) // при първото пресичане на прага изчисляваме BPM {int bpm = 60000 /(millis () - t); if (abs (bpm - lastBpm) 40 && bpm <240) {Serial.print ("Нов сърдечен ритъм:"); Serial.print (bpm); // показва на екрана bpms Serial.println ("bpm");

if (bpm> = 95) {// ако bpm е по -високо от 95 или 95…

analogWrite (6, 222); // вибратор 1 вибрира

analogWrite (11, 222); // вибратор 2 вибрира analogWrite (9, 222); // вибратор 3 вибрира} else {// ако не (bpm е по -ниско от 95) … analogWrite (6, 0); // вибратор 1 не вибрира analogWrite (11, 0); // вибратор 2 не вибрира analogWrite (9, 0); // вибратор 3 не вибрира}} lastBpm = bpm; t = милис (); }} lastData = обработениData; забавяне (10); }

float processData (int val)

{buf [bPos] = (float) val; bPos ++; ако (bPos> = BSIZE) {bPos = 0; } плаваща средна стойност = 0; for (int i = 0; i <BSIZE; i ++) {средно+= buf ; } return (float) val - среден / (float) BSIZE; }

Стъпка 4:

По време на процеса на проектиране трябваше да вземем предвид местоположението на точките на налягане в тялото, за да знаем къде трябва да бъдат поставени вибрационните двигатели и избрахме три от тях.

Стъпка 5:

За да получим носенето, първо боядисахме китката с телесен цвят с помощта на черна боя, следвайки инструкциите на продукта.

Стъпка 6:

След като имахме гривната, направихме четири дупки в картонената манекенка. Три от тях са направени за извличане на трите вибрационни двигателя, които използвахме в електрическата верига, а последният беше направен за поставяне на пулсовия сензор върху китката на манекена. Освен това направихме и малък разрез на гривната, за да направим този последен сензор видим.

Стъпка 7:

По -късно направихме една последна дупка от долната страна на картонената ръка, за да свържем и изключим USB кабела от компютъра към платката Arduino, за да захранваме веригата. Направихме последен тест, за да проверим дали всичко работи добре.

Стъпка 8:

За да придадем на нашия продукт по -персонализиран дизайн, ние рисуваме и изрязваме кръг в гранатов цвят, в който след това ушиваме някои линии, за да представим електрическите сърдечни удари.

Стъпка 9:

И накрая, тъй като черната гривна покриваше вибрационните двигатели, ние изрязахме и зашихме три малки сърца на носимата, за да знаем тяхното местоположение.