TfCD - AmbiHeart: 6 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Prezantimi

Ndërgjegjësimi për funksionet vitale të trupit tonë mund të ndihmojë në zbulimin e problemeve shëndetësore. Teknologjia aktuale siguron mjete për marrjen e matjeve të Ritmit të Zemrës në mjedisin shtëpiak. Si pjesë e kursit master Design Advanced Concept Design (nën-kurs TfCD) në Universitetin Teknik të Delft, ne krijuam një pajisje bio-feedback.

Cfare te nevojitet?

1 sensor pulsi

1 LED RGB

3 rezistente (220 Ohm)

Arduino Uno

Bateri 9V

Breadboard

Mbulesa të printuara 3D

Pikat e forta

Paraqitja e matjes me një ngjyrë të lehtë është më e thjeshtë për tu kuptuar dhe interpretuar sesa numrat e papërpunuar. Gjithashtu mund të bëhet portativ. Përdorimi i mikro-kontrolluesit më të vegjël dhe dërrasës së bukës do të lejojë rritjen e madhësisë së rrethimit. Kodi ynë përdor vlerat mesatare të rrahjeve të zemrës, por me ndryshime të vogla në kod, ju mund t'i rregulloni reagimet në vlera më specifike për grupmoshën tuaj dhe gjendjen tuaj shëndetësore.

Dobësitë

Dobësia kryesore është përgjegjshmëria e sensorit të rrahjeve të zemrës. Duhet pak kohë për të zbuluar rrahjet e zemrës dhe për të treguar reagimet e dëshiruara. Kjo vonesë mund të jetë e rëndësishme ndonjëherë dhe mund të çojë në performancë të gabuar.

Hapi 1: Përgatitja e pajisjeve elektronike

Sensori i rrahjeve të zemrës bazohet në parimin e plletizmografisë fotografike. Ai mat ndryshimin e vëllimit të gjakut përmes çdo organi të trupit i cili shkakton një ndryshim në intensitetin e dritës përmes atij organi (një zonë vaskulare). Në këtë projekt, koha e pulseve është më e rëndësishme. Rrjedha e vëllimit të gjakut vendoset nga shkalla e pulsit të zemrës dhe meqenëse drita absorbohet nga gjaku, pulset e sinjalit janë ekuivalente me rrahjet e zemrës.

Së pari, sensori i pulsit duhet të lidhet me Arduino për të zbuluar BPM (rrahjet në minutë). Lidhni sensorin e pulsit me A1. Led në bordin Arduino duhet të pulsojë në sinkron me zbulimin e BPM.

Së dyti, vendosni një LED RGB së bashku me 3 rezistorë 220 Ohm të lidhur siç tregohet në diagramin skematik. lidhni Kunjin e Kuq në 10, Kunjin e Gjelbër në 6 dhe Kunjin e Gjelbër në 9.

Hapi 2: Programimi

Përdorni matjen e rrahjeve të zemrës për të pulsuar LED në frekuencën e llogaritur. Ritmi i pushimit të zemrës është rreth 70 rrahje në minutë për shumicën e njerëzve. Pasi të keni punuar një LED, mund të përdorni një tjetër që venitet me IBI. Një normë normale e pushimit të zemrës për të rriturit varion nga 60 në 100 rrahje në minutë. Ju mund të kategorizoni BPM në këtë gamë sipas subjektit tuaj të testimit.

Këtu ne donim të testonim mbi personat që pushonin dhe kështu e kategorizuam BPM mbi dhe poshtë këtij diapazoni në pesë kategori në përputhje me rrethanat

Alarmuese (nën 40) - (blu)

Paralajmërim (40 në 60) - (gradient nga blu në të gjelbër)

Mirë (60 deri 100) - (jeshile)

Paralajmërim (100 në 120) - (gradient nga e gjelbër në të kuqe)

Alarmuese (mbi 120) - (e kuqe)

Logjika për kategorizimin e BPM në këto kategori është:

nëse (BPM <40)

R = 0

G = 0

B = 0

nëse (40 <BPM <60)

R = 0

G = (((BPM-40)/20)*255)

B = (((60-BPM)/20)*255)

nëse (60 <BPM <100)

R = 0

G = 255

B = 0

nëse (100 <BPM <120)

R = ((((BPM-100)/20)*255)

G = (((120-BPM)/20)*255)

B = 0

nëse (120 <BPM)

R = 255

G = 0

B = 0

Ju mund të përdorni Aplikacionin Processing Visualizer për të vërtetuar sensorin e pulsit dhe për të parë se si ndryshon BPM dhe IBI. Përdorimi i vizualizuesit ka nevojë për biblioteka të veçanta, nëse mendoni se komploti serik nuk është i dobishëm, mund ta përdorni këtë program, në të cilin përpunon të dhënat BPM në një hyrje të lexueshme për Visualizer.

Ka disa mënyra për të matur rrahjet e zemrës duke përdorur sensorin e pulsit pa biblioteka të para-ngarkuara. Ne përdorëm logjikën e mëposhtme, e cila u përdor në një nga aplikimet e ngjashme, duke përdorur pesë pulse për të llogaritur rrahjet e zemrës.

Pesë_pusle_kohë = kohë2-kohë1;

Single_pulse_time = Five_pusle_time /5;

norma = 60000/ Koha_pulse e vetme;

ku koha1 është vlera e parë e kundërpulsit

time2 është vlera e numëruesit të pulsit të listës

Shkalla është shkalla përfundimtare e zemrës.

Hapi 3: Modelimi dhe printimi 3D

Për komoditetin e matjes dhe sigurisë së pajisjeve elektronike, këshillohet të bëni një rrethim. Për më tepër parandalon qarkullimin e shkurtër të përbërësve gjatë përdorimit. Ne krijuam një formë të thjeshtë të qëndrueshme, e cila ndjek estetikën organike. Isshtë i ndarë në dy pjesë: fundi me vrimë për sensorin e pulsit dhe brinjë mbajtëse për Arduino dhe dërrasë buke, dhe një sipër me një udhëzues të lehtë për të dhënë një reagim të këndshëm vizual.

Hapi 4: Prototipi elektro-mekanik

Pasi të keni gati rrethimet, vendosni sensorin e pulsit në brinjët drejtuese para vrimës. Sigurohuni që gishti të arrijë te sensori dhe të mbulojë sipërfaqen plotësisht. Për të rritur efektin e reagimit vizual, mbuloni sipërfaqen e brendshme të rrethimit të sipërm me një film të errët (ne përdorëm fletë alumini) duke lënë jashtë një hapje në mes. Do ta kufizojë dritën në një hapje të veçantë. Shkëputeni Arduino nga laptopi dhe lidhni një bateri më shumë se 5V (ne përdorëm këtu 9V) për ta bërë atë të lëvizshëm. Tani vendosni të gjithë pajisjet elektronike në rrethimin e poshtëm dhe mbylleni me rrethimin e sipërm.

Hapi 5: Testimi dhe zgjidhja e problemeve

Tani është koha për të kontrolluar rezultatet! meqenëse sensori është vendosur brenda, pak para hapjes së rrethimit, mund të ketë pak ndryshim në ndjeshmërinë e sensorit. Sigurohuni që të gjitha lidhjet e tjera janë të paprekura. Nëse duket se është diçka e gabuar, këtu ne paraqesim disa raste për t'ju ndihmuar të merreni me të.

Gabimet e mundshme mund të jenë ose me hyrje nga sensori ose dalje për RGB LED. Për të zgjidhur problemet me sensorin, ka disa gjëra që duhet të vëzhgoni. Nëse sensori po zbulon BPM, duhet të ketë një LED në tabelë (L) pulson në sinkron me BPM tuaj. Nëse nuk shihni një pulsim, kontrolloni terminalin hyrës në A1. Nëse drita në sensorin e pulsit nuk shkëlqen, duhet të kontrolloni dy terminalet e tjerë (5V dhe GND). Komploti serik ose monitori serik gjithashtu mund t'ju ndihmojnë të siguroheni që sensori punon.

Nëse nuk shihni ndonjë dritë në RGB, së pari duhet të kontrolloni terminalin hyrës (A1) sepse kodi funksionon vetëm nëse zbulohet një BPM. Nëse gjithçka nga sensorët duket mirë, kërkoni qarqet e shkurtra të anashkaluara në dërrasën e bukës.

Hapi 6: Testimi i përdoruesit

Tani kur keni një prototip gati mund të matni rrahjet e zemrës tuaj për të marrë reagime të lehta. Përkundër marrjes së informacionit për shëndetin tuaj, ju mund të luani me emocione të ndryshme dhe të kontrolloni përgjigjen e pajisjes. Mund të përdoret gjithashtu si mjet meditimi.