Senzor de puls purtabil: 10 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Descrierea proiectului

Acest proiect este despre proiectarea și crearea unui dispozitiv portabil care să ia în considerare sănătatea utilizatorului care îl va purta.

Obiectivul său este să acționeze ca un exoschelet care are ca funcție relaxarea și calmarea utilizatorului în timpul unei perioade de anxietate sau situații stresate prin emiterea de vibrații în acele puncte de presiune pe care le avem asupra corpului.

Motorul de vibrații va fi pornit în timp ce senzorul de puls fotofletografic primește, în timp, un sunet ridicat de pulsații dure accelerate. Când rata pulsului scade, ceea ce înseamnă că utilizatorul s-a calmat, vibrațiile se vor opri.

O scurtă reflecție ca concluzie

Datorită acestui proiect am reușit să aplicăm o parte din cunoștințele dobândite în exercițiile de clasă, în care lucrăm pe mai multe circuite electrice folosind diferiți senzori și motoare într-un caz real: un dispozitiv portabil care relaxează utilizatorul în timpul unei perioade de anxietate sau situații stresate.

Cu acest proiect, nu numai că am dezvoltat partea creativă în timp ce proiectăm patronul și coasem, ci și ramura de inginerie și le-am amestecat pe toate într-un singur proiect.

De asemenea, punem în practică cunoștințele electrice atunci când creăm circuitul electric pe protoboard și îl transferăm la LilyPad Arduino lipind componentele.

Provizii

Senzor de puls fotofletografic (intrare analogică)

Senzorul de impuls este un senzor de ritm cardiac plug-and-play pentru Arduino. Senzorul are două fețe, pe o parte LED-ul este plasat împreună cu un senzor de lumină ambientală, iar pe cealaltă parte există unele circuite. Acesta este responsabil pentru amplificarea și anularea zgomotului. LED-ul din partea frontală a senzorului este plasat peste o venă din corpul nostru uman.

Acest LED emite lumină care cade direct pe venă. Venele vor avea flux de sânge în interiorul lor numai atunci când inima pompează, deci dacă monitorizăm fluxul de sânge putem monitoriza și bătăile inimii. Dacă fluxul de sânge este detectat, atunci senzorul de lumină ambientală va capta mai multă lumină, deoarece acestea vor fi reflectate de sânge, această modificare mică a luminii primite este analizată în timp pentru a determina bătăile inimii noastre.

Are trei fire: primul este conectat la pământ al sistemului, al doilea + tensiune de alimentare de 5V, iar al treilea este semnalul de ieșire pulsatoriu.

În proiect este utilizat un senzor de impuls. Este plasat sub încheietura mâinii, astfel încât să poată detecta pulsațiile dure.

Motor de vibrație (ieșire analogică)

Această componentă este un motor de curent continuu care vibrează atunci când primește un semnal. Când nu-l mai primește, se oprește.

În cadrul proiectului, trei motoare de vibrații sunt utilizate pentru a calma utilizatorul prin trei puncte de relaxare diferite, situate pe încheietura mâinii și pe mână.

Arduino Uno

Arduino Uno este un microcontroler open source și este dezvoltat de către Arduino.cc. Placa este echipată cu seturi de pini de intrare / ieșire (I / O) digitale și analogice. De asemenea, are 14 pini digitali, 6 pini analogici și este programabil cu Arduino IDE (Integrated Development Environment) printr-un cablu USB de tip B.

Fir electric

Firele electrice sunt conductoare care transmit electricitatea dintr-un loc în altul.

În proiect le-am folosit pentru a conecta circuitul electric sudat pe placa Bakelite la pinii Arduino.

Alte materiale:

- Brățară

- Fir negru

- Vopsea neagră

- Țesătură

Instrumente:

- Sudor

- Foarfece

- Ace

- Manechin de mână din carton

Pasul 1:

În primul rând, am făcut circuitul electric folosind un protoboard, astfel încât să putem defini modul în care dorim să fie circuitul cu privire la componentele pe care dorim să le folosim.

Pasul 2:

Apoi, am făcut circuitul final pe care urma să îl introducem în manechin prin lipirea componentelor folosind o lipire de tablă. Circuitul ar trebui să arate ca fotografia de mai sus.

Fiecare cablu trebuie să fie conectat la portul corespunzător din Arduino Uno și este recomandabil să acoperiți partea electrică a cablajului pentru a evita scurtcircuitele folosind bandă izolatoare.

Pasul 3:

Am programat codul folosind software-ul Arduino și l-am încărcat pe Arduino folosind un cablu USB.

// tampon pentru filtrarea frecvențelor joase # define BSIZE 50 float buf [BSIZE]; int bPos = 0;

// algoritmul bătăilor inimii

#define THRESHOLD 4 // prag de detecție nesemnat lung t; // ultima bătăi cardiace detectate plutesc lastData; int lastBpm;

configurare nulă () {

// inițializați comunicația serială la 9600 biți pe secundă: Serial.begin (9600); pinMode (6, OUTPUT); // declarați vibratorul 1 pinMode (11, OUTPUT); // declarați vibratorul 2 pinMode (9, OUTPUT); // declarați vibratorul 3}

bucla nulă () {

// citiți și procesați intrarea de la senzor pe pinul analogic 0: float processData = processData (analogRead (A0));

//Serial.println(processedData); // decomentați acest lucru pentru a utiliza plotterul serial

dacă (procesatăDate> PRIVIRE) // peste această valoare este considerată o bătăi de inimă

{if (lastData <THRESHOLD) // prima dată când depășim pragul calculăm BPM {int bpm = 60000 / (milis () - t); if (abs (bpm - lastBpm) 40 && bpm <240) {Serial.print ("New heartbeat:"); Serial.print (bpm); // afișați în ecran bpms Serial.println ("bpm");

dacă (bpm> = 95) {// dacă bpm este mai mare de 95 sau 95 …

analogWrite (6, 222); // vibratorul 1 vibrează

analogWrite (11, 222); // vibratorul 2 vibrează analogWrite (9, 222); // vibratorul 3 vibrează} else {// dacă nu (bpm este mai mic decât 95) … analogWrite (6, 0); // vibratorul 1 nu vibrează analogWrite (11, 0); // vibratorul 2 nu vibrează analogWrite (9, 0); // vibratorul 3 nu vibrează}} lastBpm = bpm; t = milis (); }} lastData = procesatDate; întârziere (10); }

float processData (int val)

{buf [bPos] = (float) val; bPos ++; if (bPos> = BSIZE) {bPos = 0; } float average = 0; for (int i = 0; i <BSIZE; i ++) {average + = buf ; } return (float) val - mediu / (float) BSIZE; }

Pasul 4:

În timpul procesului de proiectare a trebuit să luăm în considerare locația punctelor de presiune din corp pentru a ști unde trebuie amplasate motoarele de vibrație și am selectat trei dintre ele.

Pasul 5:

Pentru a obține purtarea, mai întâi am vopsit brățara de culoare carne folosind vopsea neagră, urmând instrucțiunile produsului.

Pasul 6:

Odată ce am avut brățara, am făcut patru găuri în manechinul de mână din carton. Trei dintre ele au fost făcute pentru a extrage cele trei motoare de vibrații pe care le-am folosit în circuitul electric, iar ultimul a fost făcut pentru a plasa senzorul de impuls pe încheietura manechinului. În afară de asta, am făcut și o mică tăietură pe brățară pentru a face vizibil acest ultim senzor.

Pasul 7:

Mai târziu, am făcut o ultimă gaură pe partea inferioară a mâinii din carton pentru a conecta și deconecta cablul USB de la computer la placa Arduino pentru a alimenta circuitul. Am făcut un test final pentru a verifica dacă totul a funcționat bine.

Pasul 8:

Pentru a oferi produsului nostru un design mai personalizabil, desenăm și decupăm un cerc în culoarea granat în care am cusut apoi câteva linii pentru a reprezenta bătăile inimii electrice.

Pasul 9:

În cele din urmă, pe măsură ce brățara neagră acoperea motoarele de vibrații, am tăiat și cusut trei inimi mici pe purtabil pentru a cunoaște locația lor.