חיישן דופק לביש: 10 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

תיאור פרויקט

פרויקט זה עוסק בעיצוב ויצירה של לבישה שתתחשב בבריאות המשתמש שילבש אותו.

מטרתו היא להתנהג כמו שלד חיצוני שתפקידו להירגע ולהרגיע את המשתמש בתקופה של חרדה או מצבי לחץ על ידי פליטת רטט באותן נקודות לחץ שיש לנו על הגוף.

מנוע הרטט יופעל בזמן שחיישן הדופק הפוטופליטסימוגרפי יקבל, במהלך זמן מה, טווח גבוה של פעימות קשות מואצות. כאשר קצב הדופק יורד, כלומר המשתמש נרגע, הרטט ייפסק.

השתקפות קצרה כמסקנה

הודות לפרויקט זה הצלחנו ליישם חלק מהידע שנרכש בתרגילים בכיתה, בהם אנו עובדים על מספר מעגלים חשמליים באמצעות חיישנים ומנועים שונים במקרה אמיתי: לביש המרגיע את המשתמש במהלך תקופה של חרדה או מצבים לחוצים.

בפרויקט זה, לא רק שפיתחנו את החלק היצירתי בעת עיצוב הפטרון ותפירתו, אלא גם את ענף ההנדסה, וערבבנו את כולם יחד בפרויקט אחד.

כמו כן, יישמנו את הידע החשמלי בעת יצירת המעגל החשמלי בלוח הפרוטובור והעברתו ללחידת רכיבי LilyPad Arduino.

אספקה

חיישן דופק פוטו -פלסטימי (קלט אנלוגי)

חיישן הדופק הוא חיישן קצב לב מסוג Plug-and-Play עבור Arduino. לחיישן שני צדדים, בצד אחד הנורת LED מונחת יחד עם חיישן תאורת סביבה ובצד השני יש מעט מעגלים. זהו האחראי על עבודת ההגברה וביטול הרעשים. הנורית בצד הקדמי של החיישן ממוקמת מעל וריד בגוף האדם שלנו.

LED זה פולט אור הנופל ישירות על הווריד. לוורידים תהיה זרימת דם בתוכם רק כשהלב שואב, כך שאם נעקוב אחר זרימת הדם נוכל לעקוב גם אחר פעימות הלב. אם תתגלה זרימת הדם אז חיישן האור הסביבתי יתפוס יותר אור מכיוון שהם יוחזרו על ידי הדם, השינוי הקטן הזה באור המתקבל מנותח לאורך זמן כדי לקבוע את פעימות הלב שלנו.

יש לו שלושה חוטים: הראשון מחובר לקרקע המערכת, השני מתח +5V מתח והשלישי הוא אות הפלט הפועם.

בפרויקט נעשה שימוש בחיישן דופק אחד. הוא ממוקם מתחת לפרק כף היד כך שהוא יכול לזהות את הפעימות הקשות.

מנוע רטט (פלט אנלוגי)

רכיב זה הוא מנוע DC אשר רוטט בעת קבלת אות. כשהוא לא מקבל אותו יותר, הוא מפסיק.

בפרויקט שלושה מנועי רטט משמשים להרגעת המשתמש באמצעות שלוש נקודות הרפיה שונות הממוקמות על פרק כף היד והיד.

ארדואינו אונו

Arduino Uno הוא מיקרו-בקר בעל קוד פתוח ופותח על-ידי Arduino.cc הלוח מצויד במערכות סיכות קלט/פלט דיגיטליות ואנלוגיות (I/O). יש לו גם 14 סיכות דיגיטליות, 6 סיכות אנלוגיות וניתן לתכנות בעזרת Arduino IDE (סביבת פיתוח משולבת) באמצעות כבל USB מסוג B.

חוט חשמלי

חוטי חשמל הם מוליכים המעבירים חשמל ממקום אחד למשנהו.

בפרויקט השתמשנו בהם לחיבור המעגל החשמלי המרותך על צלחת הבקליט לסיכות הארדואינו.

חומרים אחרים:

- צמיד

- חוט שחור

- צבע שחור

- בד

כלים:

- רתך

- מספריים

- מחטים

- בובת יד מקרטון

שלב 1:

ראשית, עשינו את המעגל החשמלי באמצעות לוח לוח, כך שנוכל להגדיר כיצד אנו רוצים שהמעגל יהיה באילו רכיבים אנו רוצים להשתמש.

שלב 2:

לאחר מכן, עשינו את המעגל הסופי אותו התכוונו להכניס בתוך הבובה על ידי הלחמת הרכיבים באמצעות הלחמה מפח. המעגל צריך להיראות כמו הצילום למעלה.

יש לחבר כל כבל ליציאת המתכתבים ב- Arduino Uno ומומלץ לכסות את החלק החשמלי של החיווט כדי להימנע מקצרים באמצעות סרט בידוד.

שלב 3:

תיכנתנו את הקוד באמצעות תוכנת Arduino וטעינים אותו ל- Arduino באמצעות כבל USB.

// מאגר לסנן את התדרים הנמוכים#הגדר BSIZE 50 float buf [BSIZE]; int bPos = 0;

// אלגוריתם דופק

#define THRESHOLD 4 // סף גילוי לא חתום ארוך t; // הצגת פעימות הלב האחרונות שצפה LastData; int lastBpm;

הגדרת בטל () {

// לאתחל תקשורת טורית ב -9600 סיביות לשנייה: Serial.begin (9600); pinMode (6, OUTPUT); // הכריז על הוויברטור pinMode 1 (11, OUTPUT); // הכריז על הוויברטור 2 pinMode (9, OUTPUT); // הכריז על הוויברטור 3}

לולאת חלל () {

// לקרוא ולעבד את הקלט מהחיישן על פין אנלוגי 0: float processorData = processData (analogRead (A0));

//Serial.println(processedData); // בטל את התגובה על זה כדי להשתמש במגרש הטורי

אם (processorData> THRESHOLD) // מעל ערך זה נחשב לדופק

{if (lastData <THRESHOLD) // בפעם הראשונה שאנו עולים על הסף אנו מחשבים את BPM {int bpm = 60000 /(millis () - t); if (abs (bpm - lastBpm) 40 && bpm <240) {Serial.print ("דופק חדש:"); הדפסה סידורי (bpm); // הצג במסך את bpms Serial.println ("bpm");

אם (bpm> = 95) {// אם dpm גבוה מ- 95 או 95 …

analogWrite (6, 222); // רטט 1 רוטט

analogWrite (11, 222); // ויברטור 2 רוטט analogWrite (9, 222); // ויברטור 3 רוטט} אחר {// אם לא (דופק נמוך מ- 95) … analogWrite (6, 0); // רטט 1 אינו רוטט analogWrite (11, 0); // רטט 2 אינו רוטט analogWrite (9, 0); // ויברטור 3 אינו רוטט}} lastBpm = bpm; t = מיליס (); }} lastData = processorData; עיכוב (10); }

float processData (int val)

{buf [bPos] = (float) val; bPos ++; אם (bPos> = BSIZE) {bPos = 0; } ממוצע צף = 0; עבור (int i = 0; i <BSIZE; i ++) {ממוצע+= buf ; } return (float) val - ממוצע / (float) BSIZE; }

שלב 4:

במהלך תהליך התכנון היינו צריכים לקחת בחשבון את המיקום של נקודות הלחץ בגוף כדי לדעת היכן יש למקם את מנועי הרטט, ובחרנו שלושה מהם.

שלב 5:

כדי להשיג את הלבישה, ראשית צבענו את הצמיד בצבע הבשר באמצעות צבע שחור בהתאם להוראות המוצר.

שלב 6:

ברגע שהיה לנו את הצמיד, עשינו ארבעה חורים בובת הבד של הקרטון. שלושה מהם נועדו לחלץ את שלושת מנועי הרטט שהשתמשנו במעגל החשמלי והאחרון נעשה כדי למקם את חיישן הדופק על פרק כף היד של הבובה. מלבד זאת, עשינו גם חתך קטן על הצמיד כדי שהחיישן האחרון יהיה גלוי.

שלב 7:

מאוחר יותר עשינו חור אחרון בצד התחתון של יד הקרטון על מנת לחבר ולנתק את כבל ה- USB מהמחשב ללוח ה- Arduino כדי להפעיל את המעגל. עשינו בדיקה אחרונה כדי לבדוק שהכל עובד טוב.

שלב 8:

כדי להעניק למוצר שלנו עיצוב הניתן להתאמה אישית יותר, אנו מציירים וחותכים עיגול בצבע נופך בו תפרנו לאחר מכן כמה קווים לייצוג פעימות הלב החשמליות.

שלב 9:

לבסוף, כשהצמיד השחור כיסה את מנועי הרטט, חתכנו ותפרנו שלושה לבבות קטנים על הלבישה כדי לדעת את מיקומם.