TfCD - AmbiHeart: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

מבוא

מודעות לתפקודים חיוניים של גופנו יכולה לסייע באיתור בעיות בריאות. הטכנולוגיה הנוכחית מספקת כלים לביצוע מדידות של קצב לב בסביבה ביתית. כחלק מקורס המאסטר עיצוב קונספט מתקדם (תת-קורס TfCD) באוניברסיטה הטכנית של דלפט, יצרנו מכשיר משוב ביולוגי.

מה אתה צריך?

חיישן דופק 1

1 RGB LED

3 נגדים (220 אוהם)

ארדואינו אונו

סוללה 9V

לוח לחם

מארזים מודפסים בתלת מימד

חוזק

הצגת מדידה בצבע בהיר היא פשוטה יותר להבנה ולפרשנות מאשר מספרים גולמיים. אפשר גם להפוך אותו לנייד. שימוש במיקרו-בקר ולוח קטן יותר יאפשר להגדיל את גודל המארז. הקוד שלנו משתמש בערכים ממוצעים של קצב הלב, אך על ידי שינויים קטנים בקוד תוכל להתאים את המשוב לערכים ספציפיים יותר לקבוצת הגיל שלך ולמצב הבריאותי שלך.

חולשות

החולשה העיקרית היא ההיענות של חיישן קצב הלב. לוקח קצת זמן לזהות את קצב הלב ולהראות משוב רצוי. עיכוב זה עשוי להיות משמעותי לעיתים ולגרום לביצוע לא נכון.

שלב 1: הכנת מוצרי אלקטרוניקה

חיישן פעימות הלב מבוסס על העיקרון של צילום פלטיסמוגרפיה. הוא מודד את השינוי בנפח הדם דרך כל איבר בגוף הגורם לשינוי בעוצמת האור דרך אותו איבר (אזור כלי דם). בפרויקט זה, תזמון הפולסים חשוב יותר. זרימת נפח הדם נקבעת על ידי קצב דופק הלב ומאחר והאור נספג בדם, פולסי האות שווים לפעימות הלב.

ראשית, יש לחבר את חיישן הדופק ל- Arduino כדי לזהות את BPM (פעימות לדקה). חבר את חיישן הדופק ל- A1. ה- LED על לוח Arduino אמור למצמץ מסונכרן עם זיהוי BPM.

שנית, הנח נורית RGB יחד עם 3 נגדים של 220 אוהם המחוברים כפי שמוצג בתרשים הסכימטי. חבר את הסיכה האדומה ל -10, הסיכה הירוקה ל -6 והסיכה הירוקה ל -9.

שלב 2: תכנות

השתמש במדידת קצב הלב כדי לדופק את הנורית בתדירות המחושבת. קצב הלב במנוחה הוא סביב 70 פעימות לדקה עבור רוב האנשים. לאחר שיש לך LED אחד עובד, אתה יכול להשתמש בהתפוגגות נוספת עם IBI. דופק רגיל במנוחה למבוגרים נע בין 60 ל -100 פעימות בדקה. תוכל לסווג את BPM בטווח זה בהתאם לנבדק שלך.

כאן רצינו לבדוק על אנשים במנוחה ולכן סיווג את ה- BPM מעל ומתחת לטווח זה לחמש קטגוריות בהתאם

מדאיג (מתחת ל -40) - (כחול)

אזהרה (40 עד 60) - (שיפוע מכחול לירוק)

טוב (60 עד 100) - (ירוק)

אזהרה (100 עד 120) - (שיפוע מירוק לאדום)

מדאיג (מעל 120) - (אדום)

ההיגיון לסיווג BPM לקטגוריות אלה הוא:

אם (BPM <40)

R = 0

G = 0

B = 0

אם (40 <BPM <60)

R = 0

G = (((BPM-40)/20)*255)

B = (((60-BPM)/20)*255)

אם (60 <BPM <100)

R = 0

G = 255

B = 0

אם (100 <BPM <120)

R = (((BPM-100)/20)*255)

G = (((120-BPM)/20)*255)

B = 0

אם (120 <BPM)

R = 255

G = 0

B = 0

אתה יכול להשתמש ביישום עיבוד Visualizer כדי לאמת את חיישן הדופק ולראות כיצד BPM ו- IBI משתנים. השימוש בממשק הדרוש לספריות מיוחדות, אם אתה חושב שפלוטר סדרתי אינו מועיל, תוכל להשתמש בתוכנית זו, שבה מעבדים את נתוני BPM לקלט קריא עבור Visualizer.

ישנן מספר דרכים למדוד את פעימות הלב באמצעות חיישן הדופק ללא ספריות טעונות מראש. השתמשנו בהיגיון הבא, ששימש באחד היישומים הדומים, באמצעות חמישה פולסים לחישוב פעימות הלב.

Five_pusle_time = time2-time1;

Single_pulse_time = Five_pusle_time /5;

rate = 60000/ Single_pulse_time;

כאשר time1 הוא ערך מונה הדופק הראשון

time2 הוא ערך מונה הדופק של רשימה

הדופק הוא הדופק הסופי.

שלב 3: דוגמנות והדפסה תלת מימדית

לנוחות המדידה ובטיחות האלקטרוניקה רצוי לייצר מארז. יתר על כן, הוא מונע את רכיבי הקצר בזמן השימוש. עיצבנו צורה פשוטה המאפשרת אחיזה העוקבת אחר האסתטיקה האורגנית. הוא מחולק לשני חלקים: תחתית עם חור לחיישן הדופק וצלעות אחיזה לארדואינו ולוח לחם, וחלק עליון עם מדריך אור לתת משוב חזותי נחמד.

שלב 4: אב טיפוס אלקטרו-מכני

לאחר שהמכלולים מוכנים, הנח את חיישן הדופק בתוך הצלעות המנחות מול החור. וודא שהאצבע מגיעה לחיישן ומכסה את פני השטח לחלוטין. כדי לשפר את האפקט של המשוב החזותי, כסו את המשטח הפנימי של המארז העליון בעזרת סרט אטום (השתמשנו ברדיד אלומיניום) והשאירו פתח באמצע. זה יגביל את האור לפתח ספציפי. נתק את ה- Arduino מהמחשב הנייד וחבר סוללה של יותר מ- 5V (השתמשנו כאן ב- 9V) כדי להפוך אותו לנייד. כעת הנח את כל האלקטרוניקה במארז התחתון וסגור עם המארז העליון.

שלב 5: בדיקה ופתרון בעיות

עכשיו הגיע הזמן לבדוק מחדש את התוצאות! מכיוון שהחיישן הונח בפנים, ממש לפני פתח המארז, לא יכול להיות שינוי קטן ברגישות החיישן. וודא שכל שאר החיבורים שלמים. אם נראה שמשהו לא בסדר, כאן אנו מציגים מספר מקרים שיעזרו לך להתמודד עם זה.

השגיאות האפשריות יכולות להיות עם קלט מהחיישן או פלט עבור RGB LED. כדי לפתור בעיות עם חיישן, יש כמה דברים שתצטרך לשים לב אליהם. אם החיישן מזהה BPM, צריכה להיות נורית לוח על הלוח (L) מהבהבת מסונכרן עם BPM שלך. אם אינך רואה מצמוץ, בדוק את מסוף הקלט ב- A1. אם חיישן הדופק של אור הדופק אינו זוהר, עליך לבדוק את שני המסופים האחרים (5V ו- GND). מגשם סידורי או צג סדרתי יכולים גם לעזור לך לוודא שהחיישן פועל.

אם אינך רואה כל אור על RGB, ראשית עליך לבדוק את מסוף הקלט (A1) מכיוון שהקוד פועל רק אם זוהה BPM. אם הכל מהחיישנים נראה בסדר, חפשו את הקצרים החשופים על הלוח.

שלב 6: בדיקת משתמשים

עכשיו כשיש לך אב טיפוס מוכן אתה יכול למדוד את קצב הלב שלך כדי לקבל משוב קל. למרות קבלת מידע על בריאותך אתה יכול לשחק עם רגשות שונים ולבדוק את תגובת המכשיר. זה יכול לשמש גם ככלי מדיטציה.