Monitoriaus suknelė - prijunkite širdies signalus prie daiktų interneto: 18 žingsnių (su nuotraukomis)

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

„Monitor Dress“yra eksperimentas tiriant įvairius nešiojamojo širdies veiklos skaitmeninimo ir duomenų apdorojimo būdus.

Suknelės viduje esantys trys elektrodai matuoja elektrinius signalus, einančius per naudotojo kūną. Tie analoginiai impulsai, atsirandantys dėl širdies raumenų veiklos, paverčiami skaitmeniniais signalais. Tada mikrovaldiklis suknelės priekyje užsidega šviesos diodų ratu, kuris mirksi purpurine spalva kiekvienu širdies plakimu. Mikrovaldiklis taip pat siunčia duomenis belaidžiu tinklu kitiems tikslams. Belaidžiu tinklu siunčiamus duomenis paima kompiuteris, kuris stebi duomenis, norėdamas juos animuoti. Elektriniai širdies signalai dabar matomi ekrane ir pati suknelė.

„Monitor Dress“sukuria vientisą sąsają tarp žmogaus kūno, drabužių ir elektroninių komponentų - skaitmenina ir įrašo mūsų trumpalaikius biosignalus.

1 žingsnis: projektavimas ir grandinės apžvalga

Viršutinė suknelės dalis pagaminta iš juodų ir skaidrių akrilo gabalėlių - supjaustyta lazeriniu pjaustytuvu. Po skaidriu akrilo apskritimu viduryje klijuojamas „NeoPixel“žiedas. Laidai eina už viršutinės dalies prie audinio juostelės, pritvirtintos prie viršutinės dalies suknelės gale. Audinio juostelė prijungiama prie mažos kišenės, kurioje yra mikrovaldiklis, širdies ritmo monitorius ir baterija. Į suknelės pamušalą įsiūti trys elektroninės tekstilės elektrodai. Laidai, jungiantys elektrodus ir mikrovaldiklį, eina tarp dviejų audinio sluoksnių.

2 žingsnis: reikmenys:

Medžiagos:

• Medžiaga
• Užtrauktukas
• Laidai
• Šilumos susitraukimas
• 1/8 "juodas akrilas
• 1/8 "difuzinis akrilas
• „NeoPixel“žiedas (24 šviesos diodai) („Adafruit“)
• Fotonas (dalelė)
• Širdies ritmo monitorius („Sparkfun“)
• Biomedialinės jutiklių pagalvėlės („Sparkfun“)
• Jutiklio kabelis („Sparkfun“)
• Laidus audinys („Sparkfun“arba „Adafruit“)
• 5 mygtukų fiksatoriai
• „Perma-Proto“lenta („Adafruit“)
• Moteriški + vyriški jungiamieji laidai
• Šilumos susitraukimas
• 5 V maitinimo bankas („Amazon“)

Įrankiai:

• Žirklės
• Adata
• Siūlai
• Pincetai
• Lituoklis
• Lituoklis
• Karštas klijai
• Šilumos pistoletas
• Siuvimo mašina
• Lazerinis pjoviklis
• Plaktukas
• Popierius
• Valdovas
• Pieštukas

3 žingsnis: fotonas - „Wi -Fi“kūrimo rinkinys

„Photon“yra galingas „Wi-Fi“kūrimo rinkinys, jungiantis jūsų projektą su daiktų internetu (IoT). Lenta yra gana maža, todėl puikiai tinka nešiojamiems daiktų interneto projektams.

„Particle“, „Photon“kūrėjas, parengė puikų fotonų duomenų lapą ir labai išsamų darbo pradžios vadovą su visa informacija, kurią reikia žinoti norint pradėti.

Tiesiog atsisiųskite „Particle“programą į savo išmanųjį telefoną ir vykdykite instrukcijas, kad „Photon“būtų prijungtas prie „Wi-Fi“tinklo. Taip pat galite atsisiųsti „Particle Dev“programą savo kompiuteriui arba pradėti programuoti naudodami naršyklę. Grįžtame prie fotono 15 žingsnyje.

4 žingsnis: širdies ritmo monitorius

Paveikslėlyje matote širdies ritmo monitoriaus plokštę, taip pat jutiklio kabelį su 3 elektrodų pagalvėlių jungtimis ir 3 atitinkamas biomedicinos jutiklių pagalvėles. Kadangi savo suknelei gaminsime laidžius audinio elektrodus, nebūtina naudoti jutiklių kabelių ir pagalvėlių. Tačiau jie puikiai tinka prototipų kūrimui ir bandymams.

Prieš pradėdamas, taip pat rekomenduoju perskaityti „Sparkfun“širdies ritmo monitoriaus prijungimo vadovą. Jame yra daug informacijos apie tai, kaip veikia širdies ritmo monitorius ir kaip reikia išdėstyti elektrodus.

5 žingsnis: nupjaukite viršutinį gabalą lazeriu

Pirmiausia suprojektavau 2D viršutinę dalį naudodami „Illustrator“, kurią iškirpiau iš 1/8 colio juodo akrilo lakšto lazeriniu pjaustytuvu. Kadangi apskritimas dizaino viduryje užsidegs, iš 1 iškirpiau atitinkamus žiedlapius. /8 difuzinis akrilo lakštas. Taip pat iškirpiau tris skirtingo dydžio išsklaidytus akrilo apskritimus. Mes klijuosime juos tarp žiedlapių ir „NeoPixel“žiedo, kad šviesa būtų labiau išsklaidyta. Priešingu atveju ant žiedo matysite atskirus šviesos diodus.

6 žingsnis: akrilo formavimas

Nupjovus akrilą, atėjo laikas jį suformuoti ir suteikti trimatę formą. Galite naudoti šilumos pistoletą, plaukų džiovintuvą ar bet kokį kitą greičiausią darbą, pavyzdžiui, dujinę viryklę. Šildydami būkite atsargūs ir visada palieskite karštas dalis rankšluosčiu. Kai jis pradeda tapti lankstus, suformuokite jį taip, kaip norite, ir palaukite, kol jis atšals ir vėl sukietės.

7 žingsnis: permatomų žiedlapių pridėjimas

Dabar klijuokite skaidrius akrilo žiedlapius atitinkamų išpjovų viduje. Jei akrilo žiedlapių kraštuose yra nudegimo žymių, galite juos nušlifuoti švitriniu popieriumi. Sumaišykite dviejų dalių epoksidą ir atsargiai klijuokite žiedlapių kraštus. Tai padeda laikyti gabalus lipnia juostele, kai jie yra viršutinėje dalyje.

8 žingsnis: sukurkite suknelę

Kituose žingsniuose mes suprojektuosime ir pasiūsime juodą odinę suknelę.

Dirbdamas su „Illustrator“failu, aš jau turėjau apytikslę idėją apie dizainą. Apsivilkusi audinį ir viršutinę dalį aplink manekeną supratau tinkamą modelį: suknelė su kaklo laikikliu su dviem smiginiais priekyje ir gale, taip pat skirianti juosmens siūlė, baterijos kišenė gale ir nematomas užtrauktukas kairės pusės siūlės viduje. Prieš kirpdami gražų audinį, visada verta suknelę pasiūti pigesniu audiniu (dar vadinamu muslinu). Tai suteikia jums galimybę pakoreguoti modelį ir atlikti nedidelius pakeitimus.

9 žingsnis: Siuvinėkite suknelę

Dabar atsekite modelius ir siūkite tikrąją suknelę. Pirmiausia siūkite smiginį suknelės priekyje ir gale. Tada siūkite dvi priekines ir dvi galines dalis, taip pat pamušalą, kaklo laikiklį ir nematomą užtrauktuką. Pabaigoje pritvirtinsime akumuliatoriaus kišenę ir dirželius (10 ir 11 veiksmai). Dar kartą aš panaudojau lazerinį pjaustytuvą šešiems audinio diržams nupjauti. Tai nėra būtina, tačiau suteikia tikrai švarius kraštus, kuriuos lengviau siūti ir daug greičiau nupjauti!

10 žingsnis: pritvirtinkite galinę kišenę

Iš viršutinio audinio iškirpkite kvadratą ir viršuje kairiojo ir dešiniojo krašto siuvkite mažas Velcro juosteles. Sulenkite Velcro kraštus ir prisiūkite juos prie kišenės kvadrato vidinės pusės. Raskite gerą vietą akumuliatoriaus kišenei (geriausia ant juosmens siūlės) ir prisekite ją prie suknelės. Siuvinėkite kišenės apačią prie suknelės ir atitinkamą Velcro juostelę kairėje ir dešinėje.

11 žingsnis: Paruoškite audinio juosteles

Užpakalinės audinio juostelės naudojamos viršutinei daliai sujungti su suknele ir visiems laidams, einantiems iš akumuliatoriaus kišenės į priekyje esančius šviesos diodus, paslėpti. Prieš siuvant ilgus kraštus, į vieną iš juostelių įdėkite kilpą. Tai suknelei suteiks švaresnę išvaizdą stumiant laidus per ir iš juostos. Tada eikite siūti audinių tunelius ir pasukite juosteles į išorę. Tai lengviau naudoti pincetu.

Kitame žingsnyje per kilpos juostelę įveskite tris ilgus laidus (pakankamai ilgus, kad jie eitų nuo akumuliatoriaus kišenės iki priekyje esančių šviesos diodų), nukreipdami laidus per kilpą iš tunelio. Pažymėkite kiekvieną vielą abiejuose galuose tam tikra juostele, kad žinotumėte, kuri yra kuri. Tada siūkite juosteles ant viršutinės dalies, kaip parodyta paveikslėliuose.

12 žingsnis: Užbaikite viršutinę dalį

Dabar lituokite vieną iš trijų laidų prie GND kaiščio (įžeminimo), vieną prie duomenų įvesties kaiščio ir paskutinį laidą prie +5 V kaiščio (maitinimas). Įsitikinkite, kad žinote, kuri viela yra prilituota prie kokio kaiščio, nes negalite jo atsekti per vamzdelį. Lituokite kištukinį kištuką prie kiekvieno iš trijų laidų. Nepamirškite naudoti terminio susitraukimo, kad būtų užtikrintos lengvai lūžiančios litavimo jungtys. Šilumos pistoletu arba epoksidiniu klijuokite tris pieno akrilo apskritimus vienas ant kito ir palaukite, kol išdžius. Tada centruokite apskritimus ant akrilo žiedlapių vidinės pusės ir klijuokite juos kartu. Po to, kai klijai išdžiūsta, centre pritvirtinkite „NeoPixel“žiedą ir aplink jį užtepkite klijų. Nepamirškite pritvirtinti laidų, einančių aplink žiedą, prie gabalo galo.

13 žingsnis: prie suknelės prisiūkite audinio juosteles

Dabar uždėkite suknelę ir viršutinę dalį ant manekeno ir išsiaiškinkite, kur norite išdėstyti juosteles. Atsargiai atidarykite siūles pažymėtoje vietoje ir juosmens siūles už akumuliatoriaus maišelio (pamušalas ir viršutinis sluoksnis). Dabar maitinkite audinio juosteles per pamušalą ir viršutinį sluoksnį, kad juostelės išeitų per juosmens siūlę. Pritvirtinkite norimo ilgio juosteles tinkamoje padėtyje ir kol kas uždarykite tik viršutinę siūlę.

14 žingsnis: integruokite elektrodus

Iš laidžios medžiagos iškirpkite tris kvadratus. Pirmajame paveikslėlyje parodyta, kur jūs turite įdėti elektrodus suknelės viduje. Aš naudoju zigzago dygsnį, siuvdamas kvadratus ant pamušalo. Norint pagreitinti širdies plakimą, elektrodus reikia tvirtai prispausti prie nuogos odos. Priešingu atveju laidus audinys negali sugauti per kūną tekančių elektros signalų. Dabar lituokite vielą (rekomenduoju lanksčią silicio vielą) ant mygtuko. Iš viso paruoškite tris laidus, po vieną kiekvienam elektrodui. Siuvinėkite tuos sagų užsegimus už pamušalo laidžiu audinio pleistru - tarp pamušalo ir viršutinio sluoksnio. Svarbu naudoti laidų sriegį, kad elektrodai būtų prijungti prie laido, o vėliau - prie mikrovaldiklio. Tada perveskite visus tris laidus per suknelę, kol išeis iš atviros vietos juosmens siūlėje už akumuliatoriaus maišelio. Kad šiek tiek labiau apsaugotų laidus, įdėjau juos į nedidelį audinio vamzdelio likučio gabalėlį ten, kur aš juos siuvau, kad uždarytumėte atvirą juosmens siūlę. Nupjaukite tris norimo ilgio laidus ir ant kiekvieno galo prilituokite jungiamąjį laidą. Tai būtina norint prijungti elektrodus prie Hart Rate Monitor Board. Atminkite, kad svarbu žinoti, koks laidas jungiasi prie kokio elektrodo.

Kol kas viskas gerai. Suknelė beveik paruošta.

15 veiksmas: modifikuokite ir įkelkite kodą

Dabar grįžkime prie programinės ir techninės įrangos:

Nustatę „Photon“ir įdiegę „Particle Dev“(3 veiksmas), atsisiųskite širdies ritmo monitoriaus kodą. Jei atidarysite failą, pamatysite du aplankus, vieną - fotoną, kitą - apdorojimą.

Eikite į priekį ir atidarykite „Particle Dev“ir išskleidžiamajame meniu pasirinkite „File“> „Open…“. Eikite į savo fotonų aplanką ir spustelėkite Atidaryti. Kairėje pusėje spustelėkite „WorkingPhotonHeartRateMonitor.ino“, kad atidarytumėte kodą. Dabar pakeiskite kode nurodytų šviesos diodų skaičių į projekte naudojamų šviesos diodų skaičių.

#define NUM_LEDS 24

Suknelei naudojau 24 šviesos diodus. Jei naudojate skirtingus kaiščius, taip pat galite pakeisti kitų kaiščių skaičių. Mažoje diagramoje pateikiama apžvalga. Jei norite pakeisti režimo mygtuko smeigtuką, spustelėkite mygtuką files.h ir pakeiskite skaičių 6 į naudojamą smeigtuką.

#define MODEBUTTON 6

Jei norite, prie šio kaiščio galite pridėti nedidelį mygtuką, kad perjungtumėte tiesioginį režimą į kai kuriuos įrašytus širdies plakimo duomenis. Tai graži savybė, jei suknelė yra ant manekeno. Prijungę elektrodus prie savo kūno (kitame žingsnyje), galite tiesiog atidaryti nuoseklųjį monitorių, įrašyti savo duomenis ir pakeisti skaičius širdies plakimais įrašytame Data.h faile.

16 žingsnis: Surinkite aparatūrą

Prieš lituodami visus elektroninius komponentus ant „Perma-Proto Half-Size Breadboard“, naudokite įprastą duonos lentą, kad išbandytumėte savo elektroniką. Prijunkite širdies ritmo monitorių, mygtuką ir šviesos diodus prie kode nurodytų fotonų kaiščių. Priklijuokite elektrodus prie savo kūno, kaip parodyta paveikslėlyje, ir įsitikinkite, kad elektrodai atitinka tinkamus kaiščius. Dabar galite atidaryti fotonų serijinį monitorių ir gauti širdies plakimo duomenis per vietinį „WiFi“.

Jei norite matyti EKG diagramą savo monitoriuje, turite atsisiųsti „Processing“. Apdorojant atidarykite eskizą apdorojimo aplanke ir paleiskite eskizą spustelėdami rodyklę kairiajame kampe. Jei viskas teisingai nustatyta, atsidarys langas ir galėsite matyti savo širdies veiklą. Tai padeda judėti kuo mažiau ir užtrunka, kol biosignalas yra pakankamai stabilus, kad būtų galima aiškiai matyti. Norėdami gauti daugiau informacijos ir (arba) trikčių šalinimo, skaitykite „Sparkfun“širdies ritmo monitoriaus vadovą. Gali tekti pakeisti eskizo eilutę, kurioje yra Serial.list () [3], ir pakeisti numerį į bet kurį prievadą, kuriame yra jūsų serijinis monitorius. Jei nesate tikri dėl skaičiaus, pabandykite nuo 0 iki 6.

17 žingsnis: Lituokite „Perma-Proto“

Norėdami prijungti mūsų pasirinktinius integruotus elektroninius tekstilės elektrodus prie plokštės, o ne didelių gabaritų lipnių elektrodų, lituokite antraštę ant kiekvienos plokštės RA (dešinės rankos), LA (kairės rankos) ir RL (dešinės kojos) kaiščių.

Jei viskas veikia, komponentus galite lituoti perma-proto plokštėje. Pradėjau nuo fotono, paskui laidus, po to širdies ritmo monitorių. Užuot nuolat litavęs tris šviesos diodų laidus ant plokštės, aš prijungiau tris („Data“, „VCC“ir „GND“) trumpiklius su jungiamaisiais laidais.

5 V maitinimo bankas kaip maitinimo šaltinis puikiai tinka fotonui, nes yra įkraunamas. Taip pat galite jį naudoti kitų elektroninių prietaisų, pvz., Išmaniojo telefono, įkrovimui.

18 veiksmas: prijunkite širdies signalus prie interneto

Dabar esate pasiruošę ir galite prijungti savo širdies veiklą prie daiktų interneto.

Atminkite, kad fotonas visada turi būti prijungtas prie belaidžio tinklo, kitaip jis nenustos ieškoti ir jūsų kodas nebus paleistas. Būsimame atnaujinime galiu jį patobulinti, kad interneto ryšys būtų neprivalomas.

Jei turite klausimų, nedvejodami klauskite. Laimingas kūrimas.

Antrasis prizas „pasidaryk pats“suknelių konkurse