Прикрепване на чорап с датчик за налягане: 18 стъпки (със снимки)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 14:36

Що се отнася до избора на ортопедия по поръчка, няма много надеждни опции за тестване, които биха могли да ви помогнат да решите кой тип вложка е най -подходящ за нуждите на краката ви. И съществуващите опции почти винаги конкретно тестват дисбаланса на силите в краката ви, докато стоите неподвижни. В действителност се нуждаете от стелките си, за да осигурите комфорт и стабилност и по време на ходене, а не само в неподвижно положение. Любопитни за това как можем да започнем да работим за отстраняване на този проблем, решихме да проектираме проста, достъпна приставка за чорапи със сензор за налягане, която да се надяваме, след като бъде подобрена в бъдеще, може да се използва за диагностициране на дисбаланси в краката на пациент по време на ходене. След това тази диагноза може потенциално да се използва, заедно със съществуващата медицинска документация, за създаване на персонализирани стелки за пациента (или препоръчване на съществуващи такива).

Нашият настоящ дизайн (този, който можете да направите в тази инструкция) има три сензора, които се прикрепят към дъното на всеки чорап и водят до неопиксели (малки светлини), които се осветяват при натискане. Всички електронни компоненти са поставени в лента на глезена и позволяват да се изпращат данни за налягането до вашия компютър чрез bluetooth и след това да се нанасят в реално време. Надяваме се да актуализираме този дизайн в бъдеще, но засега ето как да изградим настоящия си прототип!

(Вижте видеото по -горе, за да видите какво ще направи, когато приключите.)

Подготовка

За да направите успешно това устройство, трябва да знаете няколко неща. Кодът, използван за проекта, е включен, но основните познания за използваната логика могат да бъдат полезни, ако срещнете някакви проблеми. Ако имате проблем, в интернет има и форуми, където можете да публикувате проблема си или да потърсите такъв, подобен на вашия проблем, който вече е разгледан. Основните познания за електрическото окабеляване, макар и не твърде сложни, могат да направят проекта да върви заедно малко по -бързо. И накрая, ще трябва да запоите някои крепежни елементи върху Flora. Обърнете внимание на основите преди да започнете!

Безопасност

Преди да започнете с проекта, има няколко опасения за безопасността, които трябва да бъдат разгледани. Самият краен продукт няма да ви навреди, но електрическата безопасност не винаги е общоизвестна. За да избегнете късо съединение на вашето оборудване, уверете се, че земята е свързана към вашето устройство, преди да добавите захранване. Уверете се също, че нито една от проводящите ви нишки не пресича друга проводима нишка. Това може да доведе до късо съединение и да предизвика пожар. Трябва да се внимава и при запояване на крепежните елементи върху Flora. Инструментите за запояване са изключително горещи и ще причинят изключително болезнени изгаряния, ако случайно докоснете върха. Уверете се, че знаете какво правите, за да не се изгорите и да не повредите веригата си.

Съвети и съвети

• Проверете дали веригата работи, преди да правите шиене или конструиране!
• Ако изглежда, че не можете да получите никакви данни от сензор за налягане, проверете дали съответният щифт на Flora работи (един от нашите щифтове е счупен и трябваше да вземем нова Flora).
• Планирайте как ще монтирате всички компоненти на лентата на глезена, за да избегнете пресичане на проводящи нишки по всяко време.
• Оставете си допълнително място, когато планирате да шиете проводимата нишка върху лентата. Поставянето на нишките твърде близо една до друга представлява риск те случайно да се докоснат.
• За да спестите време, планирайте поставянето на конеца, преди да го шиете заедно. Ако се опитате да го шиете, без да имате ясна представа къде ще отиде всичко, ще се разочаровате и в крайна сметка така или иначе ще го направите много.
• Ако имате проблеми при свързването с Bluetooth модула, изключете модула, забравете устройството в настройките за Bluetooth на вашия компютър и след това се свържете отново с него.
• За да спестите време, гледайте няколко видео урока в YouTube за шиене на носима електроника върху дрехите

Стъпка 1: Съберете материали и инструменти

Създайте приставката за чорапи с датчик за налягане, има няколко неща, които ще ви трябват, ако искате да работи. Някои от нещата в списъка по -долу са задължителни, а някои от тях са желани за улеснение.

1. Флора (може да се намери тук за $ 15)
2. Bluetooth модул. Използвахме този Arduino (HC06 BT), но можете да използвате и носим модул Flora BLE.
3. Проводим материал, чувствителен на налягане, като Velostat (наличен тук от Adafruit)
4. Flora RGB NeoPixels, поне три. (4-опаковка се предлага от Adafruit за около $ 8 тук.)
5. Проводима резба
6. Джъмперни проводници (които изглеждат така с поне една женска страна). Ще ви трябват 4.
7. Алигаторни скоби, прикрепени към проводници (по избор, но изключително полезни)
8. Игла за шиене
9. Една малка батерия, 3.7V би трябвало да е достатъчна (налична тук от Adafruit за около $ 8). Уверете се, че батерията има подходящ конектор за Flora.
10. Велкро подложка, поне 2 "x 4", плюс велкро точки.
11. Малки (5 мм) шиене на закопчалки. Ще ви трябват поне 18.
12. Припой и поялник
13. Стара тениска
14. Разтопяема взаимосвързана тъкан, Тя може да бъде закупена от повечето занаятчийски или шивашки магазини. Прочетете някои съвети и трикове тук.
15. Стара тениска
16. Ножици, лента и търпение.

Стъпка 2: Създайте сензори за налягане

1. Изрежете 3 парчета от проводящата тъкан. Единият трябва да е достатъчно малък, за да се побере под петата на обикновения човек, а другите две трябва да са приблизително 1 инчови х 1 инчови квадратчета (но формата всъщност няма толкова голямо значение).
2. Изрежете шест 18-инчови парчета проводима нишка.
3. Залепете по едно парче конец от всяка страна на трите предварително нарязани парчета плат. Конецът трябва да бъде залепен с форма "J", както е показано на изображението по -горе, и трябва да се откъсва от тъканта от противоположните страни, както е показано (като се държи около половин инч пространство между опашките на конците).

Стъпка 3: Свържете сензорите за налягане към Flora

1. Използвайки алигаторни скоби, за всеки сензор за налягане прикрепете една опашка от проводяща нишка към заземяващ щифт на Flora, а другата към един от щифтове 6, 9 или 10 (връзките са показани на изображението по -горе вляво). Кодът, който ще използвате, обозначава сензора на щифт 9 като този, който ще бъде разположен на петата, сензорът на щифт 6 като този, който ще бъде разположен на топката на стъпалото, а сензорът на щифт 10 като този, който ще да се намира под външната част на стъпалото (под мястото, където се намира кокалчето на най -малкия ви пръст). Ако сте оформили сензорите си специално за използване на едно от тези места, уверете се, че е прикрепен към правилния щифт.
2. Поставете сензорите така, че да са плоски на масата и никой от нишките да не се кръстосва или да се допира.

(Забележка: Ако трябва да поставите множество клипове от алигатор върху един щифт на Flora, залепете края на малък проводник между съществуващата връзка и след това прикрепете клипа си към изпъкналия край, както е показано по -горе на изображението вдясно.)

Стъпка 4: Свържете NeoPixels към Flora

1. Свържете всеки NeoPixel към GND. Всички те могат да бъдат свързани към една и съща земя.
2. Свържете NeoPixels последователно, като първият е свързан към щифт 12 на Flora.
3. Обърнете внимание в каква посока сочат стрелките. Стрелката, насочена към центъра, е входящият сигнал, а стрелката, насочена от центъра, е изходящият сигнал.
4. Свържете всеки NeoPixel към VBATT.

Схемата на свързване е показана на изображението по -горе като справка.

Стъпка 5: Свържете Bluetooth към Flora

1. Свържете GND щифта на Bluetooth модула към GND щифт на Flora.
2. Свържете VCC щифта на Bluetooth модула към 3.3V щифт на Flora.
3. Свържете TXD на Bluetooth модула към RX #0 на Flora.
4. Свържете RXD на Bluetooth модула към TX #1 на Flora.

Ако Bluetooth модулът е свързан неправилно, това може да доведе до пържене на веригата или неправилна комуникация между модула и компютъра.

Стъпка 6: Конструирайте веригата

Използвайки горната електрическа схема, сглобете всички компоненти (НЕ се опитвайте да използвате още проводима резба. Засега просто използвайте алигаторни скоби и изолирани проводници или други временни проводници по ваш избор)

Стъпка 7: Изтеглете кода и свържете Flora към вашия компютър

1. Изтеглете кода, като използвате връзката по -долу и го отворете в Arduino IDE.
2. Ако нямате инсталирана библиотеката Adafruit NeoPixel, изтеглете я от GitHub. Инсталирайте тази библиотека и не забравяйте да я включите в папката си Arduino Libraries.
3. Ако нямате инсталирана библиотека с филтри на Arduino, изтеглете я тук от GitHub. Инсталирайте го и не забравяйте да го включите в папката си Arduino Libraries.
4. Свържете Flora към вашия компютър с микро USB към USB кабел (на снимката по -горе).
5. Кликнете върху „Инструменти“> „Табло“> „Adafruit Playground“, за да кажете на софтуера кой хардуер използвате.
6. Кликнете върху „Инструменти“> „Порт“и след това в падащото меню изберете COM порта, към който е свързана вашата Flora на вашия компютър.

Ето кода, от който се нуждаете!

ЗАБЕЛЕЖКА: Може да се наложи да регулирате праговете в кода, за да определите кога да включите/изключите NeoPixel. Настройте всеки за всеки сензор.

Стъпка 8: Качете код на Flora

1. Щракнете върху стрелката „Качване“в горния ляв ъгъл на IDE (закръглена на изображението по -горе).
2. Тъй като кодът е качен, вече можете да изключите Flora от компютъра си. Комуникацията между Flora и вашия компютър оттук нататък ще се осъществява чрез Bluetooth връзка.

Стъпка 9: Свържете Bluetooth модула към компютъра

1. Индикаторът на Bluetooth модула трябва да мига в този момент.
2. Отворете предпочитанията за Bluetooth на вашия компютър.
3. Свържете се към модула, като кликнете върху опцията 'HC-06'.
4. След като бъде свързан, светлината на HC-06 трябва да спре да мига и да остане постоянна, както се вижда на изображението по-горе.

Стъпка 10: Тествайте функционалността

1. В този момент Bluetooth модулът трябва да предава данни от създадените от вас сензори за налягане към вашия компютър.
2. Изтегленият код взема тези данни и ги нанася като три отделни реда (по един за всеки сензор).
3. В IDE кликнете върху „Инструменти“> „Сериен плотер“.
4. Трябва да видите трите споменати реда, всички вероятно с различни начални стойности.
5. Натискайте всеки един сензор за налягане един по един, за да сте сигурни, че виждате отговор в съответната му начертана линия (налягането трябва да доведе до спад в кривата).
6. Ако не виждате никакви данни, нанесени на график, проверете дали скоростта на предаване на графиката е зададена на 9600.
7. Не преминавайте към следващата стъпка, докато не се уверите, че се събират данни и графиките реагират на натиск върху сензорите за налягане

Стъпка 11: Покрийте сензорите

1. Изрежете парчета тънка, непроводима материя (използвахме стара тениска) в същите форми като вашите сензори за налягане (само малко по-големи). Изрежете 2 парчета плат за всеки сензор.
2. Сандвич всеки сензор между определените му 2 парчета плат и след това зашийте около всеки сензор (като внимавате да не го пробиете).
3. След като шиенето приключи, изрежете 3 парчета велкро (грубата страна) със същата форма и размер като вашите сензори.
4. Залепете велкро към съответните новопокрити сензори (само от едната страна на всеки).
5. Ако велкро не прилепва добре към тъканта ви, можете също да го пришиете. Отново обаче внимавайте да не пробиете сензорите. Велкро ще служи като метод за закрепване на сензорите към чорап.

Стъпка 12: Планирайте нишките си

Сега, след като сте събрали груб проект на прототипа и сте проверили дали наистина работи, можете да опитате да го шиете заедно за краен продукт. Не забравяйте, че не пресичайте проводящата си нишка и планирайте шевовете си преди да шиете. Има безкрайни възможности къде да поставите Flora, Bluetooth и NeoPixels. Горното изображение е една от възможностите, които открихме, че работят. Трите NeoPixels са свързани последователно и всеки е свързан към захранване и земя. Плюс това, няма пресичане на проводници! което прави това отлично оформление.

Стъпка 13: Сглобяване на прототип: Шиене Част 1

Сензорите са покрити, кодът работи и сте планирали резбата си. Сега е време да сглобите краен продукт. Ние ушихме всичко върху лента за глезен (направена от стара тениска), която може да бъде увита и закрепена с велкро. Можете да опитате същата идея, но ние насърчаваме да играете с нея и да намерите настройка, която да работи за вас! Следвайте стъпките по -долу и не забравяйте да наблюдавате връзките си!

1. Изгладете интерфейса върху лента на тениската, като внимавате коя страна е обърната надолу. Лентата трябва да е достатъчно дълга, за да се увие около глезена, и достатъчно широка, за да пришие Flora, Bluetooth и NeoPixels.
2. Решете къде искате да поставите Flora, Bluetooth модул и NeoPixels.
3. Зашийте женската страна на щипките върху тениската, където искате да поставите Flora. Никой от щракванията не трябва да се допират един до друг.
4. Уверете се, че проверявате местоположението на всяко щракане, докато шиете, за да сте сигурни, че те ще се подравнят с правилния щифт на Flora. (Вижда се по -горе на изображението.)

Не забравяйте да продължите да се позовавате на плана си за нишки през тези етапи, за да не пресичате кабели или да забравите да свържете нещо.

Стъпка 14: Сглобяване на прототип: Шиене Част 2

Сега, когато рамката е свалена, нека преминем към шиещите компоненти:

1. Залепете NeoPixels там, където искате да бъдат. Това не е строго необходимо, но е полезно да ги държите на място, докато ги шиете.
2. Зашийте NeoPixels върху тениската.
3. Зашийте Bluetooth върху тениската. Направихме малък джоб, както се вижда на изображението по -горе, но упражнете творческия си ум, за да решите най -добрия начин да го задържите.
4. Използвайки проводима нишка, зашийте връзки между щракванията за Flora, Bluetooth и NeoPixels.
5. Не пресичайте нишките! Ако пресичането на нишки е неизбежно, поставете някаква изолация между нишките, като част от тениската.

Стъпка 15: Сглобяване на прототип: Шиене Част 3

След като NeoPixels бъдат зашити, преминете към свързване на сензорите за налягане към електрическата верига:

1. Зашийте линия от шест щракания на около инч под NeoPixels.
2. Прокарайте проводящи проводници между Flora и новата линия щраквания. Те ще действат като точки за свързване на сензорите за налягане. (Трябва да има три свързани към GND и три свързани към аналогови сигнални пинове 6, 9 и 10.)
3. Донесохме проводниците от всеки сензор за налягане нагоре в задната част на глезена и ги прокарахме през част от тениската, за да не се допират един до друг.
4. Закрепете мъжката страна на шестте скоби към края на проводимата нишка от сензорите за налягане.
5. Тези щракания трябва да щракнат върху линията, която току -що шиете.

Обърнете се към плана си за резба по време на тези стъпки, за да сте сигурни, че не пресичате проводници и че свързвате правилните щраквания.

Стъпка 16: Сглобяване на прототип: Запояване

Сега преминаваме към запояване. Не забравяйте да прегледате безопасността си, тъй като поялниците могат да бъдат много болезнени, ако бъдат докоснати.

1. Запоявайте мъжката страна на щракванията върху Flora. (Вижда се на изображението горе вляво.)
2. След като всяко щракане се запоява, проверете два пъти позицията му с пришитите щраквания. По-бързо е да регулирате едно щракване със спойка, отколкото да го зашиете отново, защото не са подредени правилно.
3. След като скобите са запоени към Flora, можете да го прикрепите към грубото сглобяване на части, за да видите как стои, както се вижда на изображението вдясно.

Стъпка 17: Сглобяване на прототип: Завършване

1. Покрихме задната страна на лентата (където са изложени всички конци и възли) с друга част от тениската. Ще бъде жалко, ако тел се скъса и скъса!
2. Създайте малък джоб за батерията, ако желаете.
3. Създадохме капак, който да покрива всички компоненти, но това зависи изцяло от вас!
4. Добавете велкро точки към лентата на тениската. Това ще служи като регулируем размер, за да държи лентата около глезена.
5. След като приключите, опитайте го за размер и вижте дали работи!

Стъпка 18: Допълнителни идеи

В близко бъдеще се надяваме да добавим допълнителна обработка, за да постигнем по -ясен сигнал, и обратна връзка, за да информираме потребителите за дисбаланси между показанията на сензора за налягане. Да се надяваме, че тези дисбаланси биха могли да бъдат използвани, за да се направят предложения за стелка за потребителя (отново, наличието на по -прецизна и пълна сензорна мрежа ще направи това по -лесно).

В бъдеще този проект може да бъде разширен, за да включва по -прецизен набор от сензори за налягане. Ако, да речем, се използва някаква мрежа за измерване на налягане, тя може да създаде много по -подробна колекция от данни. След това тези данни могат да бъдат използвани за създаване на рендерирано изображение в реално време на стъпало с области с по-високо и по-ниско налягане, обозначени с набор от цветове. Това би направило прикачването на сензора много по -полезно в клинична обстановка, тъй като лекарят може визуално да разпознае аномалии в разпределението на силата по крака на някого, докато ходи. След това той или тя може да разгледа числените данни и въз основа на констатациите да препоръча лечение за състоянието (т.е. какъв тип стелка да закупи за подобряване на комфорта). Подобна функционалност е далеч от този проект, но ние вярваме, че този Instructable определено има много потенциал!

Благодаря ви много, че отделихте време да прочетете нашия урок и (може би!) Да го опитате. Кажете ни, ако имате предложения или обратна връзка в секцията за коментари по -долу.