Pajisja Fitness Motivator: 22 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Ne jemi studentë të inxhinierisë që kërkojnë të jenë të aftë fizikisht.

Ne e dimë se si është të kesh në dukje shumë punë në shkollë për të dalë dhe stërvitur. Për të nxjerrë dy zogj me një gur, ne vendosëm të përdorim një projekt përfundimtar në një nga klasat tona inxhinierike për të marrë leximet bazë të biosensorit gjatë stërvitjes. Më konkretisht, ky projekt i lejon përdoruesit të marrë lexime nga një akselerometër (ACC) dhe elektromiogramë (EMG) ndërsa përcjell informacionin e daljes në dy LED dhe një ekran të vogël dixhital.

Nëse ju pëlqen qarku, Arduino, përpunimi i drurit, kodimi, inxhinieria biomjekësore ose saldimi, ky projekt mund të jetë për ju!

Shihni Çfarë Po Bëni

Para se të filloni me këtë projekt, ju lutemi merrni një minutë për të parë atë që po bëni në videon e mësipërme.

Në thelb, ky projekt ju lejon të kombinoni aspekte të shumta të asaj që dini. Nëse jeni të rinj në inxhinierinë biomjekësore (BME) ose biosensorët, nuk ka problem. Ekzistojnë dy sensorë kryesorë që përdoren në këtë projekt. Këta sensorë janë një akselerometër dhe një elektromiogram (EMG). Siç mund të sugjerojë emri, një akselerometër është thjesht një sensor që mat përshpejtimin. Më pak intuitivisht, një elektromiogram mat aktivitetin elektrik në muskulin të cilit i janë bashkangjitur elektrodat përkatëse. Në këtë projekt, tre bioelektroda xhel sipërfaqësor u përdorën nga një plumb elektrik që matte sinjalet që vinin nga viçi i subjektit të bashkangjitur.

Materialet dhe Mjetet

Materiale

Për të ndërtuar këtë projekt, do t'ju duhet sa më poshtë:

• një bord Arduino Uno (i cili mund të blihet në
• një furnizim me energji baterie 9V (i cili mund të blihet në
• një çantë me prizë Bitalino (e cila mund të blihet në www.bitalino.com)
• një shpërthim dhe mburojë e ekranit Adafruit 1.8 "TFT përveç një perma-protoboard me madhësi gjysmë (e cila mund të blihet në www.adafruit.com)
• tela të ndryshëm kërcyes, LED, rezistencë 220 Ohm, lidhës dhe fluks (mund të blihen në www.radioshack.com)
• Vida 1/2 "druri, gozhdë përfundimi 5/8", një copë 4 "x4" prej çeliku prej 28 metrash, dy mentesha të vogla dhe një mekanizëm i thjeshtë me shul (mund të blihen në www.lowes.com)

• pesë dërrasa druri

  Shënim: Druri i fortë mund të blihet në www.lowes.com, por ne do të rekomandonim gjetjen e një sharrës lokale dhe përdorimin e drurit nga ai person. Dimensionet e drurit të përdorur në këtë projekt nuk janë jashtëzakonisht të zakonshme, kështu që shanset për të gjetur dru të prerë paraprakisht në dimensionet e trashësisë së nevojshme janë mjaft të pakta

  Mjetet

• një hekur bashkues (i cili mund të blihet nga www.radioshack.com)

• shumë mjete të përpunimit të drurit, të cilat përfshihen në fotot e mësipërme dhe të listuara këtu

  • një sharrë mitre (e cila mund të blihet nga www.lowes.com)
  • një sharrë tavoline dyqanesh ose ekuivalente (e cila mund të blihet në www.shopsmith.com)
  • një planifikues i trashësisë (i cili mund të blihet në www.sears.com)
  • një çekiç, copa stërvitje, një shirit matës dhe një laps (mund të blihen në www.lowes.com)
  • stërvitje dhe bateri pa tela (mund të blihen në www.sears.com)
  • një sharrë brezi (mund të blihet nga www.grizzly.com)

Mjete Opsionale

• një hekur i shkrirjes (mund të blihet nga www.radioshack.com)
• një planifikues bashkues (mund të blihet nga www.sears.com)

Përgatitja

Ndërsa kjo nuk është udhëzimi më sfidues për tu ndërmarrë, nuk është as më i thjeshtë. Njohuritë paraprake në kodim, qarqe instalime elektrike, saldim dhe përpunim druri janë të nevojshme. Për më tepër, puna e mëparshme me Arduino ose Adafruit do të jetë e dobishme.

Një kurs i thjeshtë programimi ose përvojë praktike në lëndë duhet të mjaftojnë për qëllimin e këtij udhëzimi.

Qarqet e saldimit dhe instalimeve elektrike mësohen më së miri duke kryer këto veprime. Ndërsa një kurs i qarqeve teorike mund të jetë i dobishëm në kuptimin teknik të qarqeve, ai është pak i dobishëm nëse nuk ndërtoni disa qarqe në të! Ndërsa instaloni tela, përpiquni t'i bëni instalimet elektrike sa më të drejtpërdrejta të jetë e mundur. Shmangni kalimin e telave ose përdorimin e telave më të gjatë seç është e nevojshme, kurdo që të jetë e mundur. Kjo do t'ju ndihmojë të zgjidhni problemin e qarkut kur duket se është përfunduar dhe nuk funksionon siç duhet. Kur bashkoni, sigurohuni që përdorni fluks të mjaftueshëm për të mbajtur lidhjen të rrjedhë aty ku dëshironi. Përdorimi i një fluksi shumë të vogël thjesht do ta bëjë procesin e bashkimit më zhgënjyes sesa duhet. Sidoqoftë, mos përdorni shumë saldim. Kur bëhet fjalë për bashkimin, shtimi i shumë materialit të saldimit në përgjithësi nuk ndihmon për ta bërë lidhjen e salduar më mirë. Përkundrazi, lidhja e tepërt mund ta bëjë lidhjen tuaj të duket e arsyeshme, edhe nëse është bërë në mënyrë të pahijshme.

Punimet e drurit janë një tregti praktike. Patjetër që kërkon pak praktikë. Sfondi në vetitë materiale të drurit ndihmon, siç është ai i dhënë në Wood nga Eric Meier, veçanërisht nëse do të bëni më shumë projekte të përpunimit të drurit në të ardhmen. Megjithatë, kjo nuk kërkohet. Pasi të keni parë një zejtar duke punuar me dru ose duke bërë disa punime druri vetë, duhet të jetë një sfond i mjaftueshëm për këtë projekt. Njohja e rrugës tuaj rreth një dyqani druri është gjithashtu thelbësore. Të kuptuarit se cilat mjete kryejnë funksionet e dhëna do t'ju ndihmojë të përfundoni projektin më shpejt dhe me siguri sesa mund të bëhet ndryshe.

Faqet e dobishme

• www.github.com; kjo faqe ndihmon në manipulimin e kodit
• www.adafruit.com; kjo faqe ju tregon se si të lidhni ekranin TFT
• www.fritzing.com; kjo faqe ju ndihmon të vizatoni dhe konceptoni qarqe

Siguri

Para se të vazhdojmë, duhet të flasim për sigurinë. Siguria duhet të mbetet para së gjithash në bërjen e udhëzimeve ose pothuajse çdo gjë tjetër në jetë, sepse nëse dikush lëndohet, nuk është kënaqësi për askënd.

Edhe pse ky udhëzues përfshin biosensorë, as pjesët dhe as pajisja e montuar nuk janë pajisje mjekësore. Ato nuk duhet të përdoren për qëllime mjekësore ose të trajtohen si të tilla.

Ky udhëzues përfshin përdorimin e energjisë elektrike, një hekuri bashkues dhe mjeteve elektrike. Me neglizhencë ose mungesë kuptimi, këto gjëra mund të bëhen të rrezikshme.

Energjia elektrike kërkohet për të fuqizuar ekranin Arduino, Adafruit dhe LED. Furnizohet nga një bateri 9V. Në përgjithësi, kur ndërveproni me energjinë elektrike, është e vështirë të jesh shumë i sigurt.

Sidoqoftë, disa këshilla të dobishme të sigurisë elektrike vijojnë:

• Mbani duart tuaja të thata dhe sigurohuni që lëkura në to të jetë e pandërprerë.
• Nëse një rrymë duhet të kalojë përmes jush, përpiquni t'i mbani pikat e hyrjes dhe daljes në të njëjtin skaj.
• Siguroni mjete tokëzimi, ndërprerës dhe ndërprerës të defektit për të gjitha qarqet. Këto ndihmojnë për të parandaluar mbingarkesën e qarqeve ose rrjedhjen aktuale, nëse diçka nuk shkon mirë me pajisjen ose rrugën e elektrikut.
• Mos përdorni pajisje elektrike gjatë stuhive ose në raste të tjera kur rritjet e energjisë kanë një shkallë incidence më të lartë se normale.
• Mos i zhyt pajisjet elektrike ose mos u përpiqni t'i përdorni ato kur jeni në një mjedis ujor.
• Ndryshoni qarqet vetëm kur energjia është shkëputur.

Një hekur bashkues është një pajisje elektrike. Këtu, zbatohen të gjitha masat paraprake të sigurisë për pajisjet elektrike. Sidoqoftë, maja e hekurit gjithashtu nxehet shumë. Për të mos u djegur, shmangni kontaktin me majën e hekurit. Mbajeni hekurin dhe lidhësin në mënyrë të tillë që nëse një prej artikujve rrëshqet nga doreza juaj, duart tuaja nuk do të kontaktojnë me majën e hekurit.

Veglat elektrike gjithashtu kërkojnë energji elektrike. Këtu, respektoni masat paraprake të sigurisë elektrike të treguara më lart. Për më tepër, dijeni që mjetet elektrike kanë shumë pjesë lëvizëse. Si i tillë, mbajeni trupin tuaj dhe çdo gjë tjetër që ju intereson larg këtyre pjesëve kur mjetet janë në përdorim. Mos harroni se mjeti nuk e di se çfarë po pret ose përpunon. Si operator, ju jeni përgjegjës për funksionimin e sigurt të veglave elektrike. Mbani rojet e sigurisë dhe mburojat në vend gjatë përdorimit të veglave elektrike.

Këshilla dhe Këshilla

Informacioni i mëposhtëm mund të jetë i dobishëm gjatë këtij udhëzimi. Jo çdo sugjerim ose këshillë vlen për çdo hap, por sensi i shëndoshë duhet të jetë një udhëzues se cilat sugjerime dhe këshilla zbatohen në secilin rast.

• Kur lidheni, ngjyra e telit nuk ka rëndësi. Sidoqoftë, mund të jetë e dobishme të krijoni një skemë ngjyrash dhe të jeni në përputhje me të gjatë gjithë projektit tuaj. Për shembull, përdorimi i telit të kuq për një tension pozitiv të furnizuar në qark mund të jetë i dobishëm.
• Bioelektrodat duhet të vendosen në një pjesë të rruar të pastër të trupit. Flokët çojnë në zhurmë të tepërt dhe artifakt të lëvizjes në sinjalet e mbledhura.
• Telat e ngjitur në bioelektroda duhet të parandalohen që të lëvizin më shumë seç është e nevojshme për të shmangur artifaktin e lëvizjes. Një çorap ose shirit ngjeshës funksionon mirë në sigurimin e këtyre telave.
• Saldoni në mënyrë të përshtatshme. Sigurohuni që çdo lidhje e bashkuar është e mjaftueshme dhe kontrolloni këto lidhje nëse qarku duket se është i plotë, por nuk funksionon siç duhet.
• Kur planifikoni, copa të rrafshëta të materialit jo më pak se gjashtë centimetra në gjatësi. Planifikimi i pjesëve më të vogla se kjo gjatësi mund të shkaktojë thikë, ose goditje të tepërt të pjesëve të punës.
• Në mënyrë të ngjashme, mos qëndroni drejtpërdrejt para planifikuesit. Përkundrazi, qëndroni pranë tij ndërsa pjesët e punës ushqehen dhe merren nga planifikuesi.
• Kur përdorni sharra, sigurohuni që pjesët e punës të qëndrojnë kundër rojeve ose gardheve të përshtatshme. Kjo ndihmon për të siguruar prerje të sigurt dhe të saktë.
• Siguroni vrima pilot kur fiksoheni me vida ose gozhdë. Biti pilot duhet të jetë një diametër më i vogël se fiksuesi i synuar, por jo më pak se gjysma e diametrit të fiksuesit. Kjo ndihmon për të shmangur ndarjen dhe copëtimin e drurit që fiksohet duke lehtësuar stresin e tepërt për shkak të pranisë së fiksuesit.
• Nëse shponi vrima pilot për thonjtë, përpiquni ta mbani vrimën e pilotit një të tetë inç më të cekët se gjatësia e gozhdës së synuar. Kjo ndihmon për t'i dhënë gozhdës diçka për t'u zhytur dhe siguron fërkime të shumta për të ndihmuar në mbajtjen e gozhdës në vend kur është mbytur.
• Kur çekiçoni, drejtojeni drejt kokës së gozhdës me qendrën e kokës së çekiçit. Merrni lëkundje të moderuara në krahasim me lëkundjet vetëm konservatore, pasi lëkundjet konservatore në përgjithësi nuk japin energji të mjaftueshme për të ngulur gozhdën, por përkundrazi furnizojnë vetëm energji të mjaftueshme për të bërë që gozhda të dridhet dhe të përkulet në mënyra të padëshiruara.
• Përdorni thua të çekiçit për të hequr gozhdët që nuk ngasin ashtu siç është menduar.
• . Mbani duart larg linjës së prerjes së teheve të sharrës. Nëse diçka shkon keq, ju nuk doni që dora juaj të pritet.
• Për të kursyer kohë, matni dy herë dhe prerë një herë. Dështimi për ta bërë këtë do të bëjë që ju të keni për të bërë disa pjesë më shumë se një herë.
• Përdorni tehe të mprehta në planifikuesin e trashësisë dhe sharrat. Në sharrat, tehet me numërim më të lartë të dhëmbëve janë të mira për të siguruar një prerje të qetë pranë cilësisë së përfundimit. Në bërjen e këtij projekti, ne përdorëm një teh të prerë me 96 dhëmbë 12 "me prerje precize Dewalt dhe një teh me të paktën 6 dhëmbë për inç linear në sharrën e brezit.
• Mbani motorin e Dyqanxhiut në intervalin e rekomanduar të shpejtësisë për konfigurimin e sharrës së tavolinës. Sigurohuni që tabela të jetë e rregulluar në një lartësi të përshtatshme, duke mos ekspozuar më shumë tehun sesa është e nevojshme për të bërë çdo prerje.

Hapi 1: Le të Fillojmë

Ndërtoni së pari përbërësin e qarkut. Filloni duke instaluar energji elektrike dhe tokëzuar në perma-protoboard.

Hapi 2: Shtimi i Biosensorëve

Lidhni biosensorët në perma-protoboard dhe vini re se cili sensor është cili. Ne përdorëm sinjalin në të majtë në diagram si përshpejtues.

Hapi 3: Përfshirja e LED -ve

Tjetra, shtoni LED. Mbani në mend se drejtimi i LED ka rëndësi.

Hapi 4: Shtimi i ekranit

Shtoni ekranin dixhital. Përdorni telat e dhënë në këtë faqe në internet për të ndihmuar:

Hapi 5: Koha e kodimit

Meqenëse qarku tani është i plotë, ngarkoni kodin në të. Kodi i bashkangjitur është kodi që kemi përdorur në përfundimin e këtij projekti. Fotografia është një shembull i asaj se si duhet të duket kodi kur hapet siç duhet. Kjo është ajo ku zgjidhja e problemeve mund të fillojë plotësisht. Nëse gjërat po funksionojnë siç duhet, së pari lexohen sinjalet nga akselerometri. Nëse sinjali është nën prag, LED i kuq ndizet, LED i gjelbër mbetet i pa ndezur dhe ekrani lexon "Çohu!". Ndërkohë, nëse sinjali i përshpejtuesit është mbi pragun, LED i kuq fiket, LED i gjelbër ndizet dhe ekrani lexon "Hajde!". Për më tepër, një sinjal EMG lexohet më pas. Nëse sinjali EMG është mbi një prag të caktuar, ekrani dixhital lexon "Punë e shkëlqyeshme!" Sidoqoftë, nëse sinjali EMG është nën prag, ekrani lexon "Shkoni!". Kjo përsëritet me kalimin e kohës, dhe gjendja e LED -ve dhe ekranit ndryshojnë pasi hyrjet nga akcelerometri dhe EMG e kërkojnë këtë. Pragjet e vendosura për përshpejtuesin dhe EMG duhet të vendosen bazuar në kalibrimin me subjektin e veçantë në dispozicion gjatë gjendjeve të pushimit dhe stërvitje.

Për të hyrë në këtë kod në GitHub, ju lutemi klikoni KERTU!

Hapi 6: Planifikimi

Filloni të bëni kutitë që përmbajnë qarkun dhe baterinë.

Vini re se të gjitha vizatimet e paraqitura më poshtë kanë dimensione të specifikuara në inç, përveç nëse shënohet ndryshe.

Filloni duke planifikuar drurin e nevojshëm për projektin deri në trashësinë e duhur me planifikuesin e trashësisë. Rreth tre këmbë e gjysmë bordi duhet të planifikohen në 1/2 "trashësi. Gjysma e një këmbe bordi duhet të planifikohen në 3/8" trashësi. Një gjysmë këmbë tjetër e bordit duhet të planifikohet në trashësi 1/4 ". Gjysma e fundit e një këmbe bordi duhet të jetë e tillë që një kanal u që formon trupin e kutisë së baterisë mund të bëhet siç përshkruhet në një hap të mëvonshëm.

Hapi 7: Fundi i Kutisë Parësore

Bëni pjesën e poshtme të kutisë parësore në dimensionet e treguara dhe lidhni tabelën e qarkut dhe Arduino në të. Klikoni mbi imazhin për të zbuluar këto dimensione.

Hapi 8: Fundet e Kutisë Parësore

Bëni skajet e kutisë parësore në dimensionet e treguara dhe lidhini ato në fund të kutisë parësore.

Hapi 9: Anët e Kutisë Parësore- Ana e Sensorit

Vazhdoni duke e bërë anën e sensorit të kutisë parësore në dimensionet e treguara dhe ngjiteni atë në pjesën tjetër të kutisë me thonjtë e mbarimit.

Hapi 10: Anët e Kutisë Parësore- Ana e ekranit

Bëni anën e ekranit të kutisë kryesore në dimensionet e specifikuara dhe bashkëngjiteni atë në pjesën tjetër të kutisë.

Hapi 11: Kontrolloni atë që keni

Në këtë pikë, kontrolloni për t'u siguruar që forma e përgjithshme e kutisë parësore është si ajo e treguar këtu, edhe nëse disa nga dimensionet duhet të ndryshojnë për shkak të zgjedhjes suaj të vendosjes së harduerit ose harduerit.

Hapi 12: Në krye të Kutisë Parësore

Bëni pjesën e sipërme të kutisë kryesore siç tregohet. Klikoni imazhin e treguar për ta zgjeruar atë në madhësi të plotë dhe shihni dimensionet e lidhura.

Hapi 13: E gjitha varet nga kjo

Mbërtheni pjesën e sipërme të kutisë parësore në pjesën tjetër të kutisë parësore duke përdorur varen në fund me LED. Sigurohuni që pjesa e sipërme e kutisë të jetë katrore me pjesën tjetër të kutisë para se të lidhni një nga menteshat e vogla.

Hapi 14: Kapeni atë

Instaloni një shul të vogël në anën e përparme të kutisë, në fund përballë menteshës. Kjo parandalon hapjen e kutisë parësore përveç kur është e nevojshme.

Hapi 15: Shtrëngoni lart

Për ta bërë këtë pajisje të lëvizshme, përkulni copën e hollë të fletës së çelikut përgjatë një prej dimensioneve të saj në mënyrë që një rrip të përshtatet midis tij dhe pjesës së poshtme të kutisë kryesore. Pas lakimit, bashkojeni atë në fund të kutisë parësore me vida druri.

Hapi 16: Baza e Kutisë së Baterisë

Tani është koha për të bërë kutinë e baterisë. Bëni bazën e kësaj kutie në dimensionet e treguara.

Hapi 17: Përfundon Kutia e Baterisë

Ndërsa bënim skajet e kutisë së baterisë, përdorëm material 3/8 . Përdorni dimensionet e specifikuara për të bërë skajet dhe fiksojini ato në bazën e kutisë së baterisë.

Hapi 18: Pjesa e sipërme e kutisë së baterisë

Ne e bëmë pjesën e sipërme të kutisë së baterisë duke prerë një material 1/4 në gjatësi me sharrën e mitrës dhe në gjerësinë e duhur duke përdorur një sharrë brezi. Për të parë dimensionet klikoni mbi imazhin për ta zgjeruar atë.

Hapi 19: Vendoseni kapakun në kutinë e baterisë

Duke përdorur të njëjtën procedurë të përdorur për të vënë kapakun në kutinë kryesore, ngjiteni kapakun e kutisë së baterisë në trupin e kutisë së baterisë.

Hapi 20: Kontrolloni Kutinë e Baterisë

Në këtë pikë, shikoni kutinë e baterisë për t'u siguruar që duket disi si imazhi i treguar këtu. Nëse jo, tani do të ishte një kohë e shkëlqyeshme për të rishqyrtuar disa nga hapat e mëparshëm!

Hapi 21: Mbërtheni Kutinë e Baterisë në Kutinë Parësore

Vendoseni kutinë e baterisë në krye të kutisë kryesore. Përdorni vida druri ose gozhdë përfundimi për të përfunduar fiksimin e kutisë së baterisë në kutinë kryesore.

Hapi 22: Ide të Mëtejshme

Nëse i keni ndjekur këto hapa, e keni bërë! Pas zbatimit të harduerit dhe softuerit, ne ishim në gjendje të përdorim pajisjen. Në formën e tij aktuale, pajisja ka aplikim të kufizuar, por është ende një kombinim interesant i aspekteve të ndryshme të dizajnit. Daljet bëjnë gjithçka që synonim pas marrjes së sinjaleve nga hyrjet e biosensorit. Në përgjithësi, pajisja peshon disa kilogramë.

Në interpretimet e ardhshme, do të ishte interesante ta bëni pajisjen të peshojë më pak dhe të zërë më pak hapësirë. Nëse kjo do të ishte e mundur, pajisja do të bëhej më e dobishme dhe mund të vishej më lehtë gjatë stërvitjes. Për ta bërë këtë të arritshme, ne rekomandojmë të eksperimentoni me përdorimin e një mikro Arduino dhe shtypjen 3-D të kutive. Për të ndihmuar në kursimin e hapësirës, do të ishte mirë të eksperimentoni me përdorimin e një baterie të rimbushshme që merr më pak hapësirë sesa një bateri e thjeshtë 9V. Madhësia e kutisë së baterisë mund të ulet në përputhje me rrethanat.