Ceas de monitorizare a zonei ritmului cardiac de antrenament: 19 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Colegiul este o perioadă agitată și haotică în viața proprie, de aceea este foarte important să vă mențineți nivelul de stres scăzut. O modalitate prin care ne place să facem acest lucru este să ne antrenăm, vă ajută să vă mențineți mintea limpede și corpul să se simtă sănătos. De aceea am creat un biosenzor portabil care utilizează ritmul cardiac uman în timpul unui antrenament intens pentru a oferi utilizatorilor informații despre zona ritmului cardiac în care se află.

Acesta este un mod de a ajuta utilizatorii să se asigure că nu exercită sau împing corpul prea tare dincolo de ritmul cardiac maxim până la un punct periculos. Acest senzor va ajuta, de asemenea, utilizatorii care încearcă să piardă în greutate sau să-și crească rezistența, asigurându-se că își mențin ritmul cardiac în anumite zone.

Pasul 1: Zone de ritm cardiac

Această imagine de mai sus prezintă diferitele zone ale ritmului cardiac. De fiecare dată când utilizatorul intră într-o zonă nouă, ceasul se va aprinde din ce în ce mai mult pentru a-l avertiza în ce zonă se află în prezent. Dacă utilizatorul depășește ritmul cardiac maxim, ceasul va deveni roșu și va vibra. Ritmul cardiac maxim este calculat folosind vârsta indivizilor și scăzându-l din 220.

Pasul 2: Materiale de care veți avea nevoie

Mai jos este o listă a materialelor și instrumentelor de care veți avea nevoie pentru acest proiect:

Materiale

1. Flora de Adafruit
2. Senzor de impuls
3. Mini disc vibrator
4. Inel NeoPixel - 12 LED-uri RGBW - alb rece
5. Diodă
6. Rezistor de 220 ohmi
7. Tranzistor NPN
8. Clipuri de aligator
9. Manșetă de ceas cu velcro
10. Baterie
11. Fire
12. Buton (opțional)

Multe dintre aceste materiale pot fi găsite folosind acest link:

Instrumente

1. Set / materiale de lipit
2. Ac si ata
3. Software Arduino
4. Decapanti de sârmă
5. Adeziv dacă este necesar
6. Foarfece

Pasul 3: Pregătire și fundal

Pentru a putea folosi aceste materiale este util să știm și să înțelegem ce fac unii dintre ei.

O floră este platforma electronică purtabilă a Adafruit. Acesta este un dispozitiv pentru începători, mic, cu o sursă de alimentare ușor de utilizat. Imaginea de mai sus arată unde este situat totul pe Flora.

Pentru mai multe informații despre Flora's, consultați acest site:

NeoPixels este, de asemenea, marca Adafruit pentru pixeli și benzi de culoare RGB adresabile individual. Un alt lucru important de remarcat este că nu se aprind doar pe cont propriu, ci necesită un microcontroler, cum ar fi un Arduino și codificare. Este nevoie de niște practici de programare pentru ca NeoPixels să facă ceea ce vrei tu să facă, așa că a trebuit să analizăm acest lucru pentru proiectul nostru. Programarea a fost extrem de importantă pentru acest proiect, iar experiența în acest domeniu va ajuta.

Pentru mai multe informații cu privire la Neopixel, vă puteți verifica acest site:

Un senzor de impuls de la Adafruit este, de asemenea, utilizat pentru a vă lua pulsul. Apoi implementăm cod pentru ca acesta să calculeze ritmurile pe minut (BPM) pentru acest proiect.

Pentru instrucțiuni suplimentare și informații despre senzorul de impuls, vă rugăm să consultați acest link:

Există biblioteci pe care va trebui să le descărcați în software-ul Arduino pentru ca codul să comunice dispozitivului dvs. folosind anumite comenzi. Acest link de mai jos vă arată cum să descărcați biblioteci în Arduino.

learn.adafruit.com/adafruit-all-about-ardu…

Următoarele biblioteci sunt cele de care veți avea nevoie:

1. Biblioteca Adafruit NeoPixel

2. PulseSensor Playground

3. Biblioteca Adafruit Flora Pixel

Faceți clic pe „clonați sau descărcați” și urmați instrucțiunile de mai sus din link pentru a le include în codul dvs.

Mulțumiri

Mulțumim special Adafruit care ne-a furnizat o parte din codul folosit pentru produsul nostru final!

Pasul 4: Informații de siguranță

Este foarte important să țineți întotdeauna cont de siguranța dvs. și a celor din jur atunci când lucrați la diferite proiecte. În primul rând, este important să aveți întotdeauna USB-ul deconectat de la computer atunci când vă deplasați și să atașați firele la Flora, pentru a nu vă șoca.

1. Lichidele trebuie ținute departe de acest dispozitiv în cazul unei scurgeri care ar putea distruge circuitul

2. Evitați fluxul de curent prin corpul dvs. atingând doar firele și alte circuite metalice în timp ce alimentarea este oprită

Atenție, acesta nu este un dispozitiv medical, vă avertizează strict dacă ritmul cardiac a depășit frecvența cardiacă maximă, nu trebuie comparat cu un monitor cardiac din lumea medicală. Dacă vă simțiți epuizați / obosiți și ceasul nu v-a alertat că sunteți peste frecvența cardiacă maximă, ar trebui să opriți tot ceea ce faceți pentru ceas s-ar putea să nu fie întotdeauna corect.

Pasul 5: Sfaturi și sfaturi

Iată câteva sugestii și sfaturi dacă vă blocați pe parcurs:

Sfaturi de depanare:

• NeoPixels poate afișa o varietate de modele diferite de lumini, pentru a vă asigura că funcționează, utilizați codul de eșantion furnizat de Biblioteca NeoPixel
• Puteți utiliza un multimetru pentru a măsura continuitatea între conexiuni după lipire pentru a vă asigura că aceste conexiuni sunt realizate corect
• Asigurați-vă că senzorul de puls este fixat în siguranță la manșeta ceasului pentru a vă asigura că artefactul de mișcare nu afectează citirea ritmului cardiac
• În etapa de prototipare, dacă nu obțineți conexiuni bune, asigurați-vă că clipurile de aligator sunt atașate corect

• Dacă codul nu funcționează corect, copiați și lipiți părți din codul dvs. într-o fereastră separată

  1. Încărcați codul după ce fiecare parte este copiată și lipită
  2. Aceasta vă va arăta unde funcționează și nu funcționează codul dvs.

Perspective:

• Motorul vibrator poate fi conectat folosind o diodă, rezistor și și un tranzistor în locul unui controler de motor hectic. Am considerat că această metodă este cea mai ieftină opțiune.
• Pentru a economisi timp și frustrare, asigurați-vă că utilizați cleme de aligator pentru prototipuri. Nu doriți să lipiți prototipul, apoi aflați că o conexiune nu funcționează.

Pasul 6: Asamblarea 1- Cablarea inelului NeoPixel la Flora

Pentru început, luați inelul NeoPixel și atașați-l folosind 3 fire și cleme de aligator. Veți folosi agrafe de aligator pentru a construi prototipul și veți ajunge să lipiți piesele împreună odată ce sunteți mulțumit de produs.

1. Atașați un fir care merge de la "IN" pe inelul Neopixel la "# 6"
2. Atașați un fir de la "PWR" pe inelul NeoPixel la "VBATT" de pe floră
3. Atașați un fir de la „GND” pe NeoPixel Ring la „GND” de pe floră

Pasul 7: Asamblarea 2- Cablarea butonului la Flora

ACEST PAS ESTE OPȚIONAL … dacă doriți un buton, puteți adăuga unul, am ajuns să folosim comutatorul de pornire / oprire situat pe Flora pentru acest pas, prin urmare nu este inclus în cod.

În acest pas, ceea ce trebuie să faceți este …

1. Conectați un fir de la oricare dintre cele 4 picioare ale butonului la „# 12” din flora
2. Conectați un fir de la oricare dintre cele 3 picioare rămase ale butonului la „GND” din flora

Pasul 8: Asamblarea 3- Cablarea motorului vibrator la Flora

Pentru a conecta motorul vibrant la floră am folosit o diodă, un tranzistor și un rezistor. Mai întâi vrei …

1. Utilizați cleme de aligator pentru a atașa firul roșu al motorului vibrator la capătul diodei cel mai apropiat de banda de pe el
2. Atașați firul albastru al motorului vibrator la celălalt capăt al diodei

Pasul 9: Asamblarea 4- Cablarea motorului vibrator la Flora (Continuare)

Acum atașați dioda la capătul diodei (provine de la firul roșu al motorului care vibrează) la "3.3V" de pe Flora.

Pasul 10: Asamblarea 5- Cablarea motorului vibrator la Flora (Continuare)

Luați cealaltă parte a diodei și apucați tranzistorul, conectați-l la colectorul tranzistorului (pinul drept al tranzistorului).

Pasul 11: Asamblarea 6- Cablarea motorului vibrator la Flora (Continuare)

Localizați emițătorul tranzistorului (pinul stâng al tranzistorului) la masă.

Pasul 12: Asamblarea 7- Cablarea motorului vibrator la Flora (Continuare)

Ultimul pas în conectarea motorului vibrator la Flora este localizarea bazei tranzistorului (pinul central al tranzistorului) și conectarea la un rezistor și apoi la rezistorul „GND” de pe Flora.

Pasul 13: Asamblarea 8- Cablarea senzorului de impuls la Flora

Există trei conexiuni prin cablu pe care trebuie să le faceți în acest pas.

1. Conectați firul violet al senzorului de impuls la „# 10” de pe Flora
2. Conectați firul roșu al senzorului de impuls la „3.3V” de pe Flora
3. Conectați firul negru al senzorului de impuls la „GND” de pe Flora

Pasul 14: Asamblarea 9 - Atașarea bateriei la Flora

Localizați firele bateriei cu conexiunea albă de la capăt, conectați acea parte la componenta bateriei situată pe Flora.

Pasul 15: Asamblarea 10- Schema completă a circuitului

Acum circuitul cu toate clipurile de aligator este complet. Poate arăta ca o mizerie, dar toate conexiunile sunt făcute acum! Acum conexiunile individuale pot fi lipite împreună pentru a face ceasul mai compact.

Pasul 16: În cele din urmă … Codul

Odată ce circuitul este finalizat, ansamblul va avea nevoie de un cod care îl va face să facă ceea ce dorim să facă. Codul github colectează date despre ritmul cardiac de la senzorul de impuls Adafruit și le clasifică în 5 zone de ritm cardiac. Când HR-ul individului se încadrează în zonele specifice, acesta va face ca inelul Neopixel să se lumineze în funcție de zona în care se află. Când HR-ul individului este aproape de HR maxim, Neopixel va șterge în roșu culoarea și motorul vibrator să fie activat indicând că HR este într-o zonă periculoasă și individul trebuie să încetinească.

Pasul 17: Urmăriți asamblarea

După lipirea pieselor împreună așa cum se arată în schema circuitului, este timpul să asamblați ceasul!

Inelul NeoPixel este plasat deasupra Florei și poate fi atașat cu adeziv sau cusut în siguranță folosind orificiul deschis din NeoPixel care nu a fost lipit. Aveți codul care rulează în acest moment pentru a vedea unde se aprinde primul neoPixel pentru a pune ceasul într-o orientare care are sens pentru tine. Asigurați-vă că NU acoperiți comutatorul de pornire / oprire atunci când faceți acest pas. Flora este, de asemenea, cusută pe manșetă prin orificiile rămase din exterior.

Bateria poate fi introdusă sub inelul Flora / NeoPixel împreună cu vibratorul (și accesoriile).

Senzorul de impulsuri este apoi cusut în siguranță pe partea ceasului care va fi fixată pe partea inferioară a încheieturii mâinii. Asigurați-vă că aveți partea dreaptă orientată în sus atunci când faceți acest lucru.

Simțiți-vă liber să vă asamblați diferit în funcție de materialele disponibile!

Pasul 18: Produsul final

Așa ar trebui să arate produsul final. Funcțional și stilist!

Pasul 19: Idei suplimentare

O modalitate de a duce mai departe această idee este adăugarea butonului care a fost afișat ca opțional anterior în instrucabil.

O altă modalitate este să adăugați un cod separat care poate fi utilizat atunci când nu vă antrenați. Acesta ar putea fi un ceas în timp real, în care un pixel afișează acul orelor și celălalt acul minutelor. Pentru mai multe informații despre acest lucru, consultați acest link pentru caracteristica Ceas în timp real.