Respirați dispozitivul de anxietate ușoară cu monitor de ritm cardiac: 18 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Întrucât lumea devine mai aglomerată, toată lumea se află într-un mediu din ce în ce mai stresat. Studenții au un risc și mai mare de stres și anxietate. Examenele sunt în special perioade de stres ridicat pentru studenți, iar ceasurile inteligente cu setări de exerciții respiratorii nu sunt de obicei permise să fie utilizate în timpul examenelor, deoarece pot, de asemenea, să trimită mesaje text și să se conecteze la internet.

„Breathe Light” este un dispozitiv simplist axat pe anxietate, care nu are conectivitate la internet și va fi binevenit la examene. Acest dispozitiv nu este specific utilizatorului, ceea ce permite adaptarea sa ușor la orice persoană care are nevoie de control al anxietății. Prin utilizarea unei serii de patru LED-uri NeoPixel, utilizatorul va putea urma pași pentru a efectua exerciții de respirație și, de asemenea, urmări ritmul cardiac înainte și după exerciții pentru a determina dacă nivelul lor de stres scade.

Pasul 1: Materiale și instrumente necesare

Materiale:

1. Adafruit Flora (14,95 dolari)
2. Breadboard (5,00 USD)
3. Adafruit NeoPixels (4) (7,95 dolari)
4. PulseSensor (25,00 USD)
5. Clipuri de aligator (3,95 USD)
6. Sârme pentru jumper din pană (3,95 dolari)
7. Baterie litiu-ion polimer (9,95 dolari)
8. Rezistor 220 Ohm (6,28 dolari)
9. Buton (5,99 USD)
10. Legos asortat (10 $ - 40 $) (Notă: Nu aveți nevoie de multe Lego)

Cost total: (94 $ - 124 $)

Instrumente:

1. Software Arduino (GRATUIT) - Obligatoriu
2. Cleste pentru nas cu ac (~ 6 dolari) sau freze pentru cuticule (~ 4 dolari) - Sugerate
3. Set de lipit / Materiale (~ 11 USD) - Opțional

Cost total: (15-17 dolari)

Pasul 2: Pregătirea

Înainte de a începe proiectul și de a folosi materialele de mai sus, este important să dezvoltați cunoștințe de bază bune despre ceea ce este utilizat.

Flora Adafruit

Adafruit Flora este un microcontroler mic, simplu și puternic, care este util atât pentru începători, cât și pentru experți. Este foarte mic (doar puțin mai mare de un sfert) și portabil! Imaginea de mai sus prezintă diagrama pinout pentru Adafruit Flora. Pentru a afla mai multe informații despre Flora, vizitați următorul link:

learn.adafruit.com/getting-started-with-fl…

Adafruit NeoPixels

NeoPixels de la Adafruit sunt LED-uri RGB adresabile individual, proiectate special pentru portabile. NeoPixels sunt lanțabili, ceea ce înseamnă că aveți nevoie de o singură conexiune pin la microcontroler pentru a conecta cât de multe LED-uri doriți. Acestea pot fi codificate în Arduino, dar necesită o anumită practică, cercetare și un exemplu de ajutor online pentru a vă familiariza și pentru a obține NeoPixels să funcționeze așa cum doriți. Diferenții pași din următorul link sunt foarte utili, deoarece vă informează despre modul în care funcționează NeoPixels și oferă sfaturi și exemple de codificare cu Arduino.

learn.adafruit.com/flora-rgb-smart-pixels/…

PulseSensor

PulseSensor este un senzor de ritm cardiac plug and play pentru Arduino pentru a aduna date de ritm cardiac live pentru o varietate de proiecte, cum ar fi acesta! Biblioteca care poate fi descărcată pe Arduino (va fi prezentată mai jos în scurt timp) are exemple de coduri care vă vor ajuta să deveniți un expert instantaneu cu implementarea PulseSensor într-un proiect. Următorul link prezintă informații suplimentare pentru PulseSensor și descrie exemple de mini-proiecte pentru a începe persoanele.

pulsesensor.com/pages/getting-advanced

Bibliotecile Arduino

Pentru ca codul să comunice cu Flora pentru anumite funcții și comenzi, următoarele biblioteci trebuie instalate în Arduino pentru diferitele componente electrice. Folosiți fie acest link, fie cel din secțiunea „Introducere și consumabile” pentru a descărca software-ul

1. Teren de joacă PulseSensor

   (Notă: Exemplul de fișier Arduino „PulseSensor_BPM” a fost util în crearea codului pentru Breathe Light)

2. Biblioteca Adafruit NeoPixel

   (Notă: Exemplul de fișier Arduino „Strandtest” a fost util în crearea codului pentru Breathe Light)

(Notă: Pentru ajutor suplimentar privind instalarea bibliotecilor, vizitați următorul link:

GitHub

GitHub este o platformă puternică care permite persoanelor să construiască și să partajeze software împreună. Codul creat pentru Breathe Light este partajat prin GitHub și poate fi accesat aici. Acesta va fi, de asemenea, menționat mai târziu în instrucțiunile din Pasul 14. Bibliotecile Arduino și exemplele menționate mai sus, care sunt necesare pentru proiect, pot fi accesate și prin următoarele linkuri GitHub.

1. PulseSensor
2. NeoPixel

Pentru mai multe informații despre ce este GitHub și de ce este util, urmăriți acest videoclip.

Pasul 3: Siguranță

Când aveți de-a face cu orice circuit electric, inclusiv cel pe care îl veți crea în acest proiect, este important să înțelegeți și să respectați toate protocoalele de siguranță electrică pentru a vă menține proiectul în siguranță și pentru a vă asigura că nu sunteți șocat. Următoarea listă detaliază câțiva pași simpli de urmat.

1. NU aveți Flora conectată la computer atunci când mutați și atașați fire la circuit.
2. Când atingeți fire sau alte componente metalice din circuit, asigurați-vă că alimentarea este oprită pentru a evita curgerea curgerii prin corp.
3. Păstrați lichide, alimente și orice altceva care poate fi vărsat departe de circuit.
4. Verificați dacă există fire electrice sfâșiate de fiecare dată înainte de a porni alimentarea.

AVERTIZARE:

Acesta NU este un dispozitiv medical și nu trebuie utilizat în niciun cadru clinic pentru a vă baza pe măsurători precise ale ritmului cardiac. Mergeți la medicul dumneavoastră dacă doriți date precise despre ritmul cardiac. Acesta este pur și simplu un instrument pentru a ajuta persoanele să amelioreze stresul și nu trebuie utilizat pentru a diagnostica nicio afecțiune.

Pasul 4: Sfaturi și sfaturi

Mai jos sunt câteva sugestii și sfaturi de care să ții cont în timp ce construiești Breathe Light.

Strategii de depanare

1. Dacă codul nu funcționează corect, împărțiți diferitele funcții / secțiuni ale codului și testați-le pentru a determina unde este problema.
2. Înainte de a intra în cod și proiect, utilizați exemple de coduri date în bibliotecile Arduino pentru PulseSensor și NeoPixels pentru a vă asigura că dispozitivele funcționează corect.
3. Asigurați-vă că PulseSensor are o conexiune strânsă și sigură înainte de a colecta date pentru a elimina posibilul artefact de mișcare.
4. Când conectați, utilizați aceleași fire colorate atunci când vă conectați la aceleași porturi pentru a evita confuzia.
5. Utilizați cabluri jumper mici pentru a fixa firele în jos, astfel încât acestea să nu piardă conexiunea atunci când dispozitivul se mișcă.
6. Dacă aveți acces la un fier de lipit, luați în considerare utilizarea acestuia pentru a asigura conexiunile de sârmă care ar putea să nu funcționeze bine.

Perspective

• Pentru a economisi timp, testați cu cleme de aligator pentru prototipuri înainte de a utiliza fire.

• Pentru a economisi timp și frustrare, întindeți firele strâns pentru a face o conexiune solidă și constantă cu fiecare NeoPixel.

  Lego-urile sunt, de asemenea, foarte utile în securizarea Flora și a acumulatorului

Pasul 5: Asamblarea Partea 1a

Începeți prin utilizarea unui clip aligator pentru a conecta portul # 6 de pe FLORA. Apoi utilizați un alt clip aligator pentru a conecta portul GND. Faceți același lucru cu portul VBATT de pe FLORA.

Pasul 6: Asamblarea Partea 1b

Acum, conectați clipul de aligator conectat la portul 6 la săgeata orientată spre interior de pe NeoPixel. Conectați clipul de port GND la (-) de pe NeoPixel și clipul de port VBATT la (+) de pe NeoPixel.

Am folosit acest set pentru a testa fiecare NeoPixel pentru a vedea dacă funcționează folosind instrucțiunile de pe pagina NeoPixel Adafruit.

Pasul 7: Asamblarea Partea 2

Odată ce ați confirmat că fiecare NeoPixel este funcțional, puteți începe să construiți Lumina Respirați!

Începeți prin conectarea firelor la FLORA pe VBATT, # 12, # 6, GND și # 10. Pentru a evita confuzia, alegeți culorile care vor corespunde fiecărui port. Le vom conecta la panoul de evaluare în pașii următori.

Pasul 8: Asamblarea Partea 3

Apoi, vom începe să realizăm lanțul NeoPixels. La fel ca în primul pas, vom conecta în cele din urmă (+) la portul VBATT, (-) la portul GND, iar săgețile vor arăta direcția fluxului de semnal în linia NeoPixels. Am început cu ultima și mi-am făcut drum.

Mai întâi, trebuie doar să adăugați firele la NeoPixels în culorile corespunzătoare. În imagine, puteți vedea că am folosit alb pentru VBATT, verde pentru GND și galben pentru semnalul provenit de la portul # 6. Folosiți cleștele pentru nas pentru a înfășura cu adevărat firul în jurul găurilor mici. Puteți utiliza, de asemenea, tăietoare pentru cuticule dacă nu aveți clești pentru nasul ușor disponibile.

(Micile fire roșii din fundal vor fi explicate în pașii următori. Nu vă faceți griji pentru ele pentru moment.)

Pasul 9: Asamblarea Partea 4

Adăugați fire la celelalte NeoPixels la fel ca primul. Asigurați-vă că linia săgeților este îndreptată de la portul # 6 de pe FLORA până la partea de jos a lanțului.

Apoi, conectați fiecare dintre firele albe la pinii (+) de pe panou și firele verzi la pinii (-) de pe panou. Asigurați-vă că conexiunile au o anumită tensiune pentru a fixa firele.

Pasul 10: Asamblarea Partea 5

Acum, conectați firul verde de la GND la partea superioară a pinilor (-). Conectați firul alb de la portul VBATT la pinii (+) de pe panou și conectați firul galben # 6 la începutul lanțului dvs. NeoPixel.

Firul purpuriu și cel roșu vor fi conectate ulterior.

(Firele roșii din partea de jos contribuie la crearea tensiunii între firele galbene de semnal dintre NeoPixels, dar este posibil să nu aveți nevoie de ele în funcție de cât de strânse sunt conexiunile)

Pasul 11: Asamblarea Partea 6

Apoi, vom conecta butonul la panoul nostru. Aceasta va începe măsurătorile ritmului cardiac și exercițiul de respirație anxioasă!

Plasați butonul așa cum se vede în imagine. Apoi utilizați un fir alb pentru a conecta pinul butonului superior la (+). Așezați rezistorul de 220 ohmi între pinul inferior de pe aceeași parte și pinii (-). În cele din urmă, conectați firul roșu # 10 la pinul butonului din dreapta jos.

Pasul 12: Asamblarea Pasul 7

Acum, vom conecta senzorul de impulsuri! Conectați firul roșu al senzorului la pinii (+) de pe panou și firul senzorului negru la pinii (-). Apoi, puneți firul senzorului violet și firul purpuriu care vine de la portul # 12 în același rând pentru a le conecta.

Pasul 13: Asamblarea Pasul 8

Cu Legos asortate, construiți o platformă pentru ca FLORA să stea și o mică cavitate pentru pachetul de baterii cu litiu. Asigurați-vă că FLORA are o tensiune pentru ca firele galbene să se conecteze corect. Pentru a face acest lucru, am folosit Legosul galben văzut în imaginea de mai sus.

Platforma Lego va varia ca dimensiune în funcție de dimensiunea plăcii dvs., dar asigurați-vă că FLORA poate sta plat, că există o anumită tensiune cu firele galbene de semnal și că există o cavitate pentru a introduce bateria.

Pasul 14: Asamblarea Pasul 9

Pentru a termina asamblarea, adăugați platforma Lego cu FLORA de lângă panou. Conectați acumulatorul la FLORA.

Pasul 15: Asamblare Pasul 10: Încărcați codul și terminați asamblarea

Ultimul pas este încărcarea acestui cod în Breathe Light. După ce codul este încărcat, Breathe Light ar trebui să funcționeze portabil atunci când comutatorul ON este activat în mijlocul FLORA!

Cum se obține codul de la GitHub la Flora

1. Utilizați linkul de mai sus pentru a accesa site-ul web GitHub.

2. Faceți clic pe „Clonați sau descărcați”

   Faceți clic pe „Descărcați ZIP”

3. Salvați fișierul zip descărcat în locația dorită de pe computer.
4. Deschideți fișierul „Breathe_Light_V3.0” în Arduino.
5. Sub „Instrumente” din bara superioară Arduino, accesați „Board:” și selectați „Adafruit Flora”
6. În cele din urmă (cu Flora conectată la computer), faceți clic pe „Încărcare” (Săgeata dreapta din partea de sus a ecranului)

După finalizarea pașilor de mai sus, codul trebuie încărcat în Flora. Flora poate fi deconectat de la computer și Breathe Light este gata de utilizare!

Pasul 16: Asamblare Pasul 11: Explicarea codului

Aceasta este ceea ce face codul:

În primul rând, codul colectează ritmul cardiac inițial al subiectului folosind un PulseSensor și îl afișează prin intermediul a patru NeoPixeli individuali care se află într-o linie. Pe baza ritmului cardiac detectat, va fi afișată o anumită serie de LED-uri / culori. De exemplu, dacă ritmul cardiac este de 76, vor exista 3 NeoPixeli care sunt aprinși în albastru. Aceste culori / praguri sunt date subiectului printr-un autocolant de pe dispozitiv (văzut mai sus), astfel încât să știe care este ritmul cardiac.

Apoi, după ce ritmul cardiac este detectat, acesta trece printr-un exercițiu de anxietate care ajută la inhalarea profundă și lentă și la expirarea. La începutul acestui exercițiu, toate cele patru LED-uri sunt verzi. Pe măsură ce exercițiul continuă, LED-urile devin albastre unul câte unul, ceea ce corespunde momentului în care subiectul ar trebui să inspire. După ce toate cele patru LED-uri sunt aprinse, subiectul trebuie să-și rețină respirația și, pe măsură ce LED-urile se întorc în verde, pot expira încet. După efectuarea exercițiului de anxietate, codul va detecta și afișa din nou ritmul cardiac al persoanei pentru a determina dacă s-a putut liniști.

Pasul 17: Diagrama circuitului

Această diagramă a fost realizată în EAGLE. Totul din marele dreptunghi este microprocesorul Adafruit FLORA. Are multe detalii, dar, în ansamblu, este conținut în dreptunghi. Toate componentele pe care le-am adăugat la FLORA se află sub dreptunghiul mare.

Cei 4 Neopixeli pot fi văzuți conectați la ieșirea D6 * FLORA. Butonul este conectat la IO10 *, iar senzorul de impulsuri este conectat la FLORA prin portul IO12 *.

Pasul 18: Idei suplimentare

Există multe moduri în care Breathe Light ar putea fi dusă mai departe și iată câteva sugestii.

• Faceți-l ușor de purtat: utilizați o bandă de susținere sau o manșetă de ceas (cum ar fi acesta) și utilizați fir conductiv pentru a realiza toate conexiunile de sârmă.
• Adăugați la funcția anxietateExercise () pentru a crea un exercițiu de respirație mai atrăgător din punct de vedere vizual (cum ar fi adăugarea mai multor culori).
• Înlocuiți NeoPixels individuali cu un NeoPixel Ring sau un NeoPixel Array pentru a adăuga mai multe LED-uri și pentru a crește capacitățile funcțiilor heartRateDisplay () și anxietate Exercise ().