Pajisja e frymëmarrjes së lehtë të ankthit me monitorues të rrahjeve të zemrës: 18 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:12

Me botën që po bëhet më e zënë, të gjithë janë në një mjedis gjithnjë e më të stresuar. Studentët e kolegjit janë në një rrezik edhe më të lartë të stresit dhe ankthit. Provimet janë periudha veçanërisht të stresit të lartë për studentët, dhe orët inteligjente me ushtrime të frymëmarrjes zakonisht nuk lejohen të përdoren gjatë provimeve pasi ato gjithashtu mund të shkruajnë dhe lidhen me internetin.

"Breathe Light" është një pajisje e thjeshtëzuar në qendër të ankthit që nuk ka lidhje interneti dhe do të mirëpritet në provime. Kjo pajisje nuk është specifike për përdoruesit, gjë që lejon që ajo të përshtatet lehtësisht për çdo person që ka nevojë për kontroll ankthi. Duke përdorur një seri prej katër LEDs NeoPixel, përdoruesi do të jetë në gjendje të ndjekë hapat për të kryer ushtrime të frymëmarrjes dhe gjithashtu të ndjekë rrahjet e zemrës së tyre para dhe pas ushtrimeve për të përcaktuar nëse nivelet e tyre të stresit po ulen.

Hapi 1: Materialet dhe mjetet e nevojshme

Materiale:

1. Adafruit Flora (14.95 dollarë)
2. Breadboard ($ 5.00)
3. Adafruit NeoPixels (4) (7.95 dollarë)
4. PulseSensor (25,00 dollarë)
5. Kapëse aligatorësh (3.95 dollarë)
6. Telat Jumper Breadboard (3.95 dollarë)
7. Bateri polimer litium-jon ($ 9.95)
8. Rezistencë 220 Ohm ($ 6.28)
9. Butoni Push (5.99 dollarë)
10. Legos të ndryshme (10-40 dollarë) (Shënim: Ju nuk keni nevojë për shumë Lego)

Kostoja totale: ($ 94-$ 124)

Mjetet:

1. Softueri Arduino (FALAS) - Kërkohet
2. Pincë për hundë me gjilpërë (6 dollarë) ose prerës të kutikulave (4 dollarë)- sugjerohen
3. Kompleti/materialet e bashkimit (11 dollarë)- Opsionale

Kostoja totale: (15-17 dollarë)

Hapi 2: Përgatitja

Para fillimit të projektit dhe përdorimit të materialeve të mësipërme, është e rëndësishme të zhvilloni njohuri të mira të asaj që po përdoret.

Adafruit Flora

Adafruit Flora është një mikrokontrollues i vogël, i thjeshtë dhe i fuqishëm që është i dobishëm si për fillestarët ashtu edhe për ekspertët. Veryshtë shumë i vogël (vetëm pak më i madh se një e katërta) dhe i veshshëm! Imazhi i mësipërm tregon diagramin pinout për Adafruit Flora. Për të mësuar më shumë informacion mbi Florën, vizitoni lidhjen e mëposhtme:

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

Neofiksel Adafruit

NeoPixels nga Adafruit janë LED të RGB të adresueshëm individualisht që janë krijuar posaçërisht për veshjet. NeoPixels janë të lidhshëm, që do të thotë se ju nevojitet vetëm një lidhje pin me mikrokontrolluesin për të lidhur sa më shumë LED sipas dëshirës. Ato mund të kodohen në Arduino, por kërkojnë disa praktika, kërkime dhe ndihmë shembull në internet për t'u njohur dhe për t'i bërë NeoPixels të performojnë ashtu siç dëshironi. Hapat e ndryshëm në lidhjen e mëposhtme janë shumë të dobishme pasi ju informojnë se si funksionojnë NeoPixels dhe jep këshilla dhe shembuj të kodimit me Arduino.

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

Sensori i Pulsit

PulseSensor është një sensor i rrahjeve të zemrës plug and play për Arduino për të mbledhur të dhëna të drejtpërdrejta të rrahjeve të zemrës për një sërë projektesh të tilla si ky! Biblioteka që mund të shkarkohet në Arduino (do të shfaqet më poshtë së shpejti) ka shembuj të kodeve për t'ju ndihmuar të bëheni një ekspert i menjëhershëm me zbatimin e PulseSensor në një projekt. Lidhja e mëposhtme tregon informacione të mëtejshme për PulseSensor dhe përshkruan shembuj të mini-projekteve për të filluar personat.

pulsesensor.com/pages/getting-advanced

Bibliotekat Arduino

Në mënyrë që kodi të komunikojë me Florën për funksione dhe komanda të caktuara, bibliotekat e mëposhtme duhet të instalohen në Arduino për komponentët e ndryshëm elektrikë. Përdorni ose këtë lidhje ose atë në seksionin "Hyrje dhe Furnizime" për të shkarkuar softuerin

1. Shesh lojërash PulseSensor

   (Shënim: Shembulli i skedarit Arduino "PulseSensor_BPM" ishte i dobishëm në krijimin e kodit për Breathe Light)

2. Biblioteka Adafruit NeoPixel

   (Shënim: Shembulli "Strandtest" skedari Arduino ishte i dobishëm në krijimin e kodit për Breathe Light)

(Shënim: Për ndihmë të mëtejshme në instalimin e bibliotekave, vizitoni lidhjen e mëposhtme:

GitHub

GitHub është një platformë e fuqishme që lejon personat të ndërtojnë dhe ndajnë softuer së bashku. Kodi i krijuar për Breathe Light ndahet përmes GitHub dhe mund të arrihet këtu. Gjithashtu do të referohet më vonë në udhëzuesin nën Hapin 14. Bibliotekat Arduino dhe shembujt e përmendur më sipër që janë të nevojshëm për projektin gjithashtu mund të arrihen përmes lidhjeve të mëposhtme GitHub.

1. Sensori i Pulsit
2. NeoPixel

Për më shumë informacion se çfarë është GitHub dhe pse është i dobishëm, shikoni këtë video.

Hapi 3: Siguria

Kur merreni me ndonjë qark elektrik, përfshirë atë që do të krijoni në këtë projekt, është e rëndësishme të kuptoni dhe ndiqni të gjithë protokollet e sigurisë elektrike për ta mbajtur projektin tuaj të sigurt dhe për të siguruar që të mos tronditeni. Lista e mëposhtme jep hollësi për disa hapa të thjeshtë që duhen ndjekur.

1. NUK keni Flora të kyçur në kompjuter kur lëvizni dhe lidhni telat në qark.
2. Kur prekni telat ose përbërësit e tjerë metalikë në qark, sigurohuni që fuqia të jetë FIKUR për të shmangur çdo rrymë që rrjedh nëpër trupin tuaj.
3. Mbani lëngje, ushqim dhe çdo gjë tjetër që mund të derdhet larg nga qarku juaj.
4. Kontrolloni çdo tela elektrike të prishur çdo herë para se të ndizni energjinë.

KUJDES:

Kjo NUK është një pajisje mjekësore dhe nuk duhet të përdoret në asnjë mjedis klinik për t'u mbështetur në matjet e sakta të rrahjeve të zemrës. Shkoni te mjeku juaj nëse doni të dhëna të sakta të rrahjeve të zemrës. Ky është thjesht një mjet për të ndihmuar personat të lehtësojnë stresin dhe nuk duhet të përdoret për të diagnostikuar ndonjë gjendje.

Hapi 4: Këshilla dhe këshilla

Më poshtë janë disa sugjerime dhe këshilla që duhet të keni parasysh kur po ndërtoni Breathe Light.

Strategjitë për zgjidhjen e problemeve

1. Nëse kodi nuk punon siç duhet, ndani funksionet/seksionet e ndryshme të kodit dhe testoni ato për të përcaktuar se ku është problemi.
2. Para se të filloni me kodin dhe projektin, përdorni shembuj të kodeve të dhëna në Bibliotekat Arduino për PulseSensor dhe NeoPixels për të siguruar që pajisjet të funksionojnë siç duhet.
3. Sigurohuni që PulseSensori të ketë një lidhje të ngushtë dhe të sigurt para se të grumbulloni të dhëna për të hequr artifaktin e mundshëm të lëvizjes.
4. Kur instaloni tela, përdorni telat me të njëjtën ngjyrë kur lidheni me të njëjtat porte për të shmangur konfuzionin.
5. Përdorni kabllo të vegjël kërcyes për të siguruar telat poshtë në mënyrë që ata të mos humbasin lidhjen kur pajisja lëviz.
6. Nëse keni qasje në një hekur bashkues, konsideroni ta përdorni atë për të siguruar lidhjet me tela që mund të mos funksionojnë mirë.

Njohuri

• Për të kursyer kohë, provoni me kapëse aligatori për prototipizim para se të përdorni tela.

• Për të kursyer kohë dhe zhgënjim, shtrini telat fort për të bërë një lidhje të fortë dhe konstante me secilin NeoPixel.

  Lego -të janë gjithashtu shumë të dobishme në sigurimin e Florës dhe baterisë

Hapi 5: Pjesa e Asamblesë 1a

Filloni duke përdorur një kapëse aligatori për të lidhur portën #6 në FLORA. Pastaj përdorni një kapëse tjetër aligatori për të lidhur portën GND. Bëni të njëjtën gjë me portën VBATT në FLORA.

Hapi 6: Pjesa e montimit 1b

Tani, lidhni kapësen e aligatorit të lidhur me portën 6 me shigjetën nga ana e brendshme në NeoPixel. Lidhni kapësen e portës GND me (-) në NeoPixel dhe kapësin e portës VBATT me (+) në NeoPixel.

Ne e përdorëm këtë sistem për të testuar secilin NeoPixel për të parë nëse po funksiononte duke përdorur udhëzimet nga faqja NeoPixel Adafruit.

Hapi 7: Asambleja Pjesa 2

Pasi të keni konfirmuar se secili prej NeoPixels është funksional, mund të filloni të ndërtoni Breathe Light!

Filloni duke lidhur telat me FLORA në VBATT, #12, #6, GND dhe #10. Për të shmangur konfuzionin, zgjidhni ngjyrat që do të korrespondojnë me secilën nga portet. Ne do t'i lidhim ato me tabelën e bukës në hapat pasues.

Hapi 8: Asambleja Pjesa 3

Tjetra, ne do të fillojmë të bëjmë zinxhirin e NeoPixels. Ashtu si në hapin e parë, ne përfundimisht do të lidhim (+) me portën VBATT, (-) me portën GND, dhe shigjetat do të tregojnë drejtimin e rrjedhës së sinjalit në vijën e NeoPixels. Fillova me të fundit dhe punova lart.

Së pari, thjesht shtoni telat në NeoPixels në ngjyrat përkatëse. Në foto, ju mund të shihni që ne përdorëm të bardhë për VBATT, jeshile për GND dhe të verdhë për sinjalin që vjen nga porti #6. Përdorni pincat e hundës me gjilpërë për të mbështjellë me të vërtetë tela rreth vrimave të vogla. Ju gjithashtu mund të përdorni hapëse të kutikulave nëse nuk keni pincë të hundës me gjilpërë në dispozicion.

(Telat e vegjël të kuq në sfond do të shpjegohen në hapat pasues. Mos u shqetësoni për to tani.)

Hapi 9: Asambleja Pjesa 4

Shtoni tela te NeoPixel -et e tjerë ashtu si i pari. Sigurohuni që vija e shigjetave të drejtohet nga porti #6 në FLORA në fund të zinxhirit.

Pastaj, lidhni secilën prej telave të bardhë me kunjat (+) në dërrasën e bukës dhe telat e gjelbër me kunjat (-) në dërrasën e bukës. Sigurohuni që lidhjet të kenë njëfarë tensioni për të siguruar telat.

Hapi 10: Pjesa e Asamblesë 5

Tani, lidhni tela të gjelbër nga GND në krye të kunjave (-). Lidhni tela të bardhë nga porta VBATT në kunjat (+) në tabelën e bukës dhe lidhni telin e verdhë #6 në fillim të zinxhirit tuaj NeoPixel.

Teli vjollcë dhe teli i kuq do të lidhen më vonë.

(Telat e kuq pranë pjesës së poshtme ndihmojnë në krijimin e tensionit midis telave të sinjalit të verdhë midis NeoPixels, por ju mund të mos keni nevojë për to në varësi të lidhjeve të ngushta)

Hapi 11: Pjesa e Kuvendit 6

Tjetra, ne do ta lidhim butonin me tabelën tonë të bukës. Kjo do të fillojë matjet e rrahjeve të zemrës dhe ushtrimet e frymëmarrjes me ankth!

Vendoseni butonin siç shihet në figurë. Pastaj përdorni një tel të bardhë për të lidhur kunjin e butonit të sipërm me (+). Vendosni rezistencën 220 ohm midis kunjës së poshtme në të njëjtën anë dhe kunjave (-). Së fundi, lidhni telin e kuq #10 në kunjin e butonit të poshtëm të djathtë.

Hapi 12: Kuvendi Hapi 7

Tani, ne do të lidhim sensorin e pulsit! Lidhni telin e sensorit të kuq me kunjat (+) në dërrasën e bukës dhe tela e sensorit të zi me kunjat (-). Tjetra, vendosni telin e sensorit të purpurt dhe telin e purpurt që vjen nga porti #12 në të njëjtën rresht për t'i lidhur ato.

Hapi 13: Asambleja Hapi 8

Me Legos të ndryshme, krijoni një platformë që FLORA të ulet dhe një zgavër të vogël për paketën e baterisë litium. Sigurohuni që FLORA ka një tension mbi të që telat e verdhë të lidhen siç duhet. Për ta bërë këtë, ne përdorëm Legos e verdhë të parë në foton e mësipërme.

Platforma Lego do të ndryshojë në madhësi në varësi të madhësisë së bordit tuaj të bukës, por sigurohuni që FLORA mund të ulet e sheshtë, se ka një tension me telat e sinjalit të verdhë dhe se ka një zgavër për të futur baterinë.

Hapi 14: Asambleja Hapi 9

Për të përfunduar montimin, shtoni platformën Lego me FLORA pranë bordit të bukës. Lidhni paketën e baterisë me FLORA.

Hapi 15: Kuvendi Hapi 10: Ngarko kodin dhe përfundo asamblenë

Hapi i fundit është ngarkimi i këtij kodi në Breathe Light. Pasi të jetë ngarkuar kodi, Breathe Light duhet të punojë në mënyrë portative kur çelësi ON aktivizohet në mes të FLORA -s!

Si të merrni kodin nga GitHub në Flora

1. Përdorni lidhjen e mësipërme për të arritur në faqen e internetit të GitHub.

2. Klikoni në "Klononi ose Shkarkoni"

   Klikoni "Shkarkoni ZIP"

3. Ruani skedarin zip të shkarkuar në vendin e dëshiruar në kompjuterin tuaj.
4. Hapni skedarin "Breathe_Light_V3.0" në Arduino.
5. Nën "Mjetet" në shiritin e sipërm Arduino, shkoni te "Bordi:" dhe zgjidhni "Adafruit Flora"
6. Së fundi (me Flora të kyçur në kompjuterin tuaj), klikoni "Ngarko" (Shigjeta e djathtë në krye të ekranit tuaj)

Pasi të përfundojnë hapat e mësipërm, kodi duhet të ngarkohet në Flora. Flora mund të shkëputet nga kompjuteri dhe Breathe Light është gati për përdorim!

Hapi 16: Asambleja Hapi 11: Shpjegimi i Kodit

Kjo është ajo që bën kodi:

Së pari, kodi mbledh rrahjet fillestare të zemrës së subjektit duke përdorur një PulseSensor dhe e shfaq atë përmes katër NeoPixels individualë që janë në një linjë. Bazuar në atë që zbulohet rrahja e zemrës, do të shfaqet një seri e caktuar e LEDs/ngjyrave. Për shembull, nëse rrahjet e zemrës janë 76, do të ketë 3 NeoPixel që ndriçohen me ngjyrë blu. Këto ngjyra/pragje i jepen subjektit përmes një afisheje në pajisje (e parë më lart) në mënyrë që ata të dinë se cili është rrahja e zemrës së tyre.

Pastaj, pasi të zbulohet rrahja e zemrës, kalon përmes një ushtrimi ankthi i cili ndihmon në thithjen dhe nxjerrjen e thellë, të ngadaltë. Në fillim të këtij ushtrimi, të katër LED janë të gjelbërta. Ndërsa ushtrimi vazhdon, LED -të bëhen blu një nga një që korrespondon me kohën kur subjekti duhet të marrë frymë. Pasi të jenë ndezur të katër LED -të, subjekti duhet të mbajë frymën, dhe ndërsa LED -të kthehen në të gjelbër ato mund të nxjerrin ngadalë. Pasi të kryhet ushtrimi i ankthit, kodi përsëri do të zbulojë dhe shfaq përsëri rrahjet e zemrës së personit për të përcaktuar nëse ata ishin në gjendje të qetësoheshin.

Hapi 17: Diagrami i Qarkut

Ky diagram qark është bërë në EAGLE. Çdo gjë brenda drejtkëndëshit të madh është mikroprocesori Adafruit FLORA. Ai ka shumë detaje, por në tërësi, ai gjendet brenda drejtkëndëshit. Të gjithë përbërësit që shtuam në FLORA janë nën drejtkëndëshin e madh.

4 Neopixelët mund të shihen të lidhur me daljen D6* FLORA. Butoni është i lidhur me IO10*, dhe Sensori i Pulsit është i lidhur me FLORA përmes portës IO12*.

Hapi 18: Ide të mëtejshme

Ka shumë mënyra në të cilat Breathe Light mund të merret më tej, dhe këtu janë disa sugjerime.

• Bëni atë të vishet: Përdorni një shirit për kokë ose pranga për orë (si kjo) dhe përdorni fije përçuese për të bërë të gjitha lidhjet me tela.
• Shtojini funksionit ankthExercise () për të krijuar një ushtrim më tërheqës të frymëmarrjes vizualisht (si shtimi i më shumë ngjyrave).
• Zëvendësoni NeoPixels individual me një Unazë NeoPixel ose një Array NeoPixel për të shtuar më shumë LED dhe për të rritur aftësitë e të dy funksioneve heartRateDisplay () dhe anxExercise ().