Treniruojantis širdies ritmo zonos monitorius: 19 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Kolegija yra įtemptas ir chaotiškas laikas gyvenime, todėl labai svarbu išlaikyti žemą streso lygį. Vienas iš būdų, kaip mums tai patinka, yra treniruotės, kurios padeda išlaikyti jūsų protą aiškų ir kūną jaustis sveikai. Štai kodėl mes sukūrėme nešiojamą biosensorių, kuris intensyvios treniruotės metu naudoja žmogaus širdies ritmą, kad vartotojams pateiktų informaciją apie širdies ritmo zoną, kurioje jie yra.

Tai yra būdas padėti vartotojams užtikrinti, kad jie per daug nesistengtų ir nespaustų kūno, viršijančio maksimalų širdies ritmą, iki pavojingo taško. Šis jutiklis taip pat padės vartotojams, kurie bando numesti svorio ar padidinti savo ištvermę, įsitikindami, kad jie palaiko širdies ritmą tam tikrose zonose.

1 žingsnis: širdies ritmo zonos

Šiame paveikslėlyje pavaizduotos skirtingos širdies ritmo zonos. Kiekvieną kartą, kai vartotojas įeina į naują zoną, laikrodis vis labiau užsidega, kad įspėtų vartotoją, kurioje zonoje jis šiuo metu yra. Jei vartotojas viršys maksimalų širdies ritmą, laikrodis taps raudonas ir vibruos. Maksimalus širdies susitraukimų dažnis apskaičiuojamas pagal asmens amžių ir atimant jį iš 220.

2 žingsnis: reikalingos medžiagos

Žemiau yra medžiagų ir įrankių, kurių jums reikės šiam projektui, sąrašas:

Medžiagos

1. „Adafruit“flora
2. Pulso jutiklis
3. Vibruojantis mini variklio diskas
4. „NeoPixel“žiedas - 12 RGBW šviesos diodų - šalta balta
5. Diodas
6. 220 omų rezistorius
7. NPN tranzistorius
8. Aligatoriaus spaustukai
9. Velcro laikrodžio rankogaliai
10. Baterija
11. Laidai
12. Mygtukas (neprivaloma)

Daugelį šių medžiagų galima rasti naudojant šią nuorodą:

Įrankiai

1. Litavimo komplektas/medžiagos
2. Adata ir siūlai
3. „Arduino“programinė įranga
4. Vielos nuėmikliai
5. Jei reikia, klijai
6. Žirklės

3 žingsnis: Paruošimas ir pagrindai

Norint naudotis šiomis medžiagomis, naudinga žinoti ir suprasti, ką kai kurios iš jų daro.

Flora yra nešiojama „Adafruit“elektroninė platforma. Tai labai patogu pradedantiesiems įrenginys, kuris yra mažas ir lengvai naudojamas maitinimo šaltinis. Aukščiau esančiame paveikslėlyje parodyta, kur viskas yra „Flora“.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie „Flora“, apsilankykite šioje svetainėje:

„NeoPixels“taip pat yra „Adafruit“prekės ženklas, skirtas individualiai adresuojamiems RGB spalvų pikseliams ir juostoms. Kitas svarbus dalykas, į kurį reikia atkreipti dėmesį, yra tai, kad jie ne tik užsidega patys, bet ir reikalauja mikrovaldiklio, pvz., „Arduino“, ir kodavimo. Tam, kad „NeoPixels“padarytų tai, ko norite, reikia tam tikros programavimo praktikos, todėl mes turėjome tai išsiaiškinti savo projekte. Programavimas buvo labai svarbus šiam projektui, o patirtis šioje srityje padės.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie „Neopixel“, galite apsilankyti šioje svetainėje:

Jūsų pulsui matuoti taip pat naudojamas „Adafruit“pulso jutiklis. Tada įdiegiame kodą, kad jis galėtų apskaičiuoti šio projekto smūgius per minutę (BPM).

Daugiau informacijos ir impulsų jutiklio informacijos rasite šioje nuorodoje:

Yra bibliotekų, kurias turėsite atsisiųsti į „Arduino“programinę įrangą, kad kodas galėtų perduoti jūsų įrenginiui naudojant tam tikras komandas. Ši nuoroda parodo, kaip atsisiųsti bibliotekas į „Arduino“.

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

Jums reikės šių bibliotekų:

1. „Adafruit NeoPixel“biblioteka

2. „PulseSensor“žaidimų aikštelė

3. „Adafruit Flora Pixel“biblioteka

Spustelėkite „klonuoti arba atsisiųsti“ir vykdykite aukščiau esančias nuorodas, kad įtrauktumėte jas į savo kodą.

Padėkos

Ypatingas ačiū „Adafruit“, kuris suteikė mums kodą, naudojamą mūsų galutiniam produktui!

4 žingsnis: Saugos informacija

Dirbant su įvairiais projektais, tikrai svarbu visada turėti omenyje savo ir aplinkinių žmonių saugumą. Pirma, svarbu, kad jūs visada atjungtumėte USB nuo kompiuterio, kai judate ir prijungiate laidus prie „Flora“, kad nesukeltumėte šoko.

1. Skysčiai turi būti laikomi atokiau nuo šio prietaiso, jei jie išsilieja, o tai gali sugadinti grandinę

2. Venkite srovės tekėjimo per kūną, tik liesdami laidus ir kitas metalines grandines, kai maitinimas išjungtas

Įspėjimas, kad tai nėra medicinos prietaisas, jis griežtai įspėja, jei jūsų širdies susitraukimų dažnis viršijo maksimalų širdies ritmą, jis neturėtų būti lyginamas su širdies ritmo monitoriumi medicinos pasaulyje. Jei jaučiatės išsekęs/pavargęs ir laikrodis nepranešė, kad jūsų širdies ritmas yra didesnis nei maksimalus, vis tiek turėtumėte nutraukti tai, ką darote dėl laikrodžio, ne visada gali būti tikslus.

5 žingsnis: patarimai ir patarimai

Štai keletas patarimų ir patarimų, jei įstrigote pakeliui:

Trikčių šalinimo patarimai:

• „NeoPixels“gali rodyti įvairius šviesų modelius, kad įsitikintumėte, jog jie veikia, naudokite „NeoPixel“bibliotekos pateiktą pavyzdinį kodą
• Galite naudoti multimetrą, kad išmatuotumėte jungčių tęstinumą po litavimo, kad įsitikintumėte, jog šios jungtys padarytos teisingai
• Įsitikinkite, kad pulso jutiklis yra tvirtai pritvirtintas prie laikrodžio manžetės, kad įsitikintumėte, jog judesio artefaktas neturi įtakos širdies ritmo rodmenims
• Jei prototipų kūrimo etape nėra gerų ryšių, įsitikinkite, kad aligatoriaus spaustukai yra tinkamai pritvirtinti

• Jei kodas netinkamai veikia, nukopijuokite ir įklijuokite savo kodo dalis į atskirą langą

  1. Įkelkite kodą po to, kai kiekviena dalis bus nukopijuota ir įklijuota
  2. Tai parodys, kur jūsų kodas veikia ir neveikia

Įžvalgos:

• Vibruojantį variklį galima prijungti naudojant diodą, rezistorių ir tranzistorių, o ne „Hectic“variklio valdiklį. Mes nustatėme, kad šis metodas yra pigiausias.
• Norėdami sutaupyti laiko ir nusivylimo, būtinai naudokite aligatoriaus spaustukus prototipų kūrimui. Nenorite lituoti prototipo, tada sužinokite, kad ryšys neveikia.

6 žingsnis: 1 surinkimas- „NeoPixel“žiedo prijungimas prie „Flora“

Norėdami pradėti, paimkite „NeoPixel“žiedą ir pritvirtinkite jį naudodami 3 laidus ir aligatoriaus spaustukus. Naudodami aligatoriaus spaustukus sukursite prototipą ir lituosite dalis kartu, kai būsite patenkinti produktu.

1. Prijunkite vieną laidą, einantį nuo „IN“ant „Neopixel“žiedo iki „#6“
2. Prijunkite vieną laidą iš „PWR“ant „NeoPixel“žiedo prie floros „VBATT“
3. Prijunkite vieną laidą iš „GND“ant „NeoPixel Ring“prie floros „GND“

7 žingsnis: Surinkimas- mygtuko prijungimas prie „Flora“

ŠIS ŽINGSNIS NEPRIVALOMAS … jei norite mygtuko, kurį galite pridėti, šiam žingsniui naudojome įjungimo/išjungimo jungiklį, esantį „Flora“, todėl jis nėra įtrauktas į kodą.

Šiame žingsnyje jums reikia padaryti…

1. Prijunkite laidą iš bet kurios iš 4 mygtukų kojelių prie floros „#12“
2. Prijunkite laidą iš bet kurios iš likusių 3 mygtuko kojų prie floros „GND“

8 žingsnis: Surinkite 3- vibracinio variklio prijungimas prie „Flora“

Norėdami prijungti vibracinį variklį prie floros, naudojome diodą, tranzistorių ir rezistorių. Pirmiausia nori…

1. Naudokite aligatoriaus spaustukus, kad pritvirtintumėte raudoną vibracinio variklio laidą prie diodo galo, esančio arčiausiai juostelės
2. Pritvirtinkite mėlyną vibruojančio variklio laidą prie kito diodo galo

9 žingsnis: Vibruojančio variklio prijungimas prie „Flora“(tęsinys)

Dabar pritvirtinkite diodą viename diodo gale (gaunamas iš raudono vibracinio variklio laido) prie „3.3V“„Flora“.

10 veiksmas: 5 surinkimas- vibracinio variklio prijungimas prie floros (tęsinys)

Paimkite kitą diodo pusę ir paimkite tranzistorių, prijunkite jį prie tranzistoriaus kolektoriaus (dešiniojo tranzistoriaus kaiščio).

11 veiksmas: 6 surinkimas- vibracinio variklio prijungimas prie floros (tęsinys)

Suraskite tranzistoriaus emiterį (kairįjį tranzistoriaus kaištį) prie žemės.

12 žingsnis: 7 surinkimas- vibracinio variklio prijungimas prie floros (tęsinys)

Paskutinis vibracinio variklio prijungimo prie „Flora“žingsnis yra tranzistoriaus pagrindo (centrinio tranzistoriaus kaiščio) nustatymas ir prijungimas prie rezistoriaus, o paskui rezistorius prie „GND“Flora.

13 žingsnis: Surinkite 8- laidų impulsų jutiklio prijungimą prie „Flora“

Šiame žingsnyje turite atlikti tris laidų jungtis.

1. Prijunkite purpurinį pulso jutiklio laidą prie „#10“„Flora“
2. Prijunkite raudoną pulso jutiklio laidą prie „3.3V“„Flora“
3. Prijunkite juodą pulso jutiklio laidą prie „GND“„Flora“

14 žingsnis: Surinkimas 9- Baterijos prijungimas prie „Flora“

Suraskite akumuliatoriaus laidus, kurių gale yra balta jungtis, prijunkite tą dalį prie akumuliatoriaus komponento, esančio „Flora“.

15 žingsnis: Surinkimas 10- užpildykite grandinės schemą

Dabar grandinė su visais aligatoriaus spaustukais baigta. Tai gali atrodyti kaip netvarka, bet visi ryšiai dabar yra sukurti! Dabar atskiros jungtys gali būti lituojamos kartu, kad laikrodis būtų kompaktiškesnis.

16 žingsnis: Pagaliau … Kodas

Kai grandinė bus baigta, surinkimui reikės kodo, kuris privers jį daryti tai, ko mes norime. „Github“kodas renka širdies ritmo duomenis iš „Adafruit“pulso jutiklio ir suskirsto juos į 5 širdies ritmo zonas. Kai žmogaus širdies ritmas patenka į konkrečias zonas, Neopikselio žiedas įsižiebs pagal zoną, kurioje jis yra. Kai asmens ŠSD yra artimas maksimaliam ŠSD, Neopikselis nuspalvins raudonai, o vibruojantis variklis būti įjungtas, nurodant, kad HR yra pavojingoje zonoje ir individualiai reikia sulėtinti greitį.

17 žingsnis: stebėkite surinkimą

Lituodami dalis kartu, kaip parodyta schemoje, laikas surinkti laikrodį!

„NeoPixel“žiedas dedamas ant „Flora“viršaus ir gali būti pritvirtintas klijais arba tvirtai siuvamas, naudojant „NeoPixel“atvirą skylę, kuri nebuvo lituota. Šiuo metu paleiskite kodą, kad pamatytumėte, kur užsidega pirmasis neoPixel, kad būtų galima įdėti laikrodis jums suprantama kryptimi. Atlikdami šį veiksmą, neuždenkite įjungimo/išjungimo jungiklio. „Flora“taip pat yra prisiūta prie manžetės per likusias skylutes išorėje.

Akumuliatorių galima pakišti po „Flora“/„NeoPixel“žiedu kartu su vibratoriumi (ir priedais).

Tada pulso jutiklis tvirtai prisiūtas prie laikrodžio dalies, kuri bus pritvirtinta prie riešo apačios. Tai darydami įsitikinkite, kad dešinė pusė nukreipta į viršų.

Nesivaržykite surinkti kitaip pagal jums prieinamas medžiagas!

18 žingsnis: galutinis produktas

Taip turėtų atrodyti galutinis produktas. Funkcionalus ir stilistas!

19 žingsnis: Kitos idėjos

Vienas iš būdų išplėsti šią idėją yra pridėti mygtuką, kuris anksčiau buvo nurodytas kaip neprivalomas instrukcijoje.

Kitas būdas yra pridėti atskirą kodą, kurį galima naudoti, kai nedirbate. Tai gali būti realaus laiko laikrodis, kai vienas pikselis rodo valandos rodyklę, o kitas - minutinę rodyklę. Norėdami gauti daugiau informacijos apie tai, peržiūrėkite šią nuorodą, skirtą realiojo laiko laikrodžiui.