Pulssensor bærbar: 10 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Projekt Beskrivelse

Dette projekt handler om at designe og skabe en bærbar, der tager hensyn til brugerens helbred, der vil bære den.

Dens mål er at fungere som et eksoskelet, som har til formål at slappe af og berolige brugeren i en periode med angst eller stressede situationer ved at udsende vibrationer i de trykpunkter, vi har på kroppen.

Vibrationsmotoren kommer til at være tændt, mens den fotoplethysmografiske pulssensor i løbet af et stykke tid modtager en forhøjet rang af accelererede hårde pulsationer. Når pulsen falder, hvilket betyder, at brugeren er faldet til ro, stopper vibrationerne.

En kort refleksion som konklusion

Takket være dette projekt har vi været i stand til at anvende en del af den viden, der er opnået i klasseøvelserne, hvor vi arbejder på flere elektriske kredsløb ved hjælp af forskellige sensorer og motorer i et ægte tilfælde: en bærbar, der slapper af brugeren i en periode med angst eller stressede situationer.

Med dette projekt har vi ikke kun udviklet den kreative del, mens vi designede protektoren og syede den, men også ingeniørgrenen, og vi blandede dem alle sammen til et enkelt projekt.

Vi praktiserede også den elektriske viden, når vi opretter det elektriske kredsløb på protoboardet og overfører det til LilyPad Arduino lodning af komponenterne.

Forbrugsvarer

Fotoplethysmografisk pulssensor (analog indgang)

Pulssensoren er en plug-and-play pulssensor til Arduino. Sensoren har to sider, på den ene side er LED'en placeret sammen med en omgivende lyssensor, og på den anden side er der noget kredsløb. Dette er ansvarlig for forstærkning og støjreduktion. Lysdioden på forsiden af sensoren er placeret over en vene i vores menneskelige krop.

Denne LED udsender lys, der falder direkte på venen. Venerne vil kun have blodgennemstrømning inde i dem, når hjertet pumper, så hvis vi overvåger blodstrømmen, kan vi også overvåge hjerteslagene. Hvis blodstrømmen registreres, vil sensor for omgivende lys opfange mere lys, da de vil blive reflekteret af blodet, denne mindre ændring i modtaget lys analyseres over tid for at bestemme vores hjerteslag.

Den har tre ledninger: den første er forbundet til systemets jord, den anden +5V forsyningsspænding og den tredje er det pulserende udgangssignal.

I projektet bruges en pulssensor. Det placeres under håndleddet, så det kan registrere de hårde pulsationer.

Vibrationsmotor (analog udgang)

Denne komponent er en jævnstrømsmotor, der vibrerer, når den modtager et signal. Når den ikke længere modtager den, stopper den.

I projektet bruges tre vibrationsmotorer til at berolige brugeren gennem tre forskellige afslappende punkter placeret på håndled og hånd.

Arduino Uno

Arduino Uno er en open-source mikrokontroller og udviklet board af Arduino.cc. Kortet er udstyret med sæt digitale og analoge input/output (I/O) ben. Det har også 14 digitale ben, 6 analoge ben og kan programmeres med Arduino IDE (Integrated Development Environment) via et type B USB -kabel.

Elektrisk ledning

Elektriske ledninger er ledere, der overfører elektricitet fra et sted til et andet.

I projektet brugte vi dem til at forbinde det elektriske kredsløb, der er svejset på bakelitpladen, til Arduino -benene.

Andre materialer:

- Armbånd

- Sort tråd

- Sort farvestof

- Stof

Værktøjer:

- Svejser

- Saks

- Nåle

- Hånd mannequin i pap

Trin 1:

Først lavede vi det elektriske kredsløb ved hjælp af en protoboard, så vi kunne definere, hvordan vi ville have kredsløbet til at være, hvilke komponenter vi ville bruge.

Trin 2:

Derefter lavede vi det sidste kredsløb, vi skulle lægge inde i mannequinen ved at lodde komponenterne ved hjælp af et tinlod. Kredsløbet skal ligne fotograferingen ovenfor.

Hvert kabel skal tilsluttes korrespondentporten i Arduino Uno, og det anbefales at dække den elektriske del af ledningerne for at undgå kortslutning ved hjælp af isoleringstape.

Trin 3:

Vi programmerede koden ved hjælp af Arduino -softwaren og oplader den til Arduino ved hjælp af et USB -kabel.

// buffer for at filtrere de lave frekvenser#definere BSIZE 50 float buf [BSIZE]; int bPos = 0;

// hjerterytme algoritme

#define THRESHOLD 4 // detektionstærskel usigneret lang t; // sidst opdagede hjerteslag float lastData; int sidsteBpm;

ugyldig opsætning () {

// initialisere seriel kommunikation med 9600 bit pr. sekund: Serial.begin (9600); pinMode (6, OUTPUT); // erklær vibratoren 1 pinMode (11, OUTPUT); // deklarér vibratoren 2 pinMode (9, OUTPUT); // deklarér vibratoren 3}

void loop () {

// læse og behandle input fra sensoren på analog pin 0: float processorData = processData (analogRead (A0));

//Serial.println(processedData); // kommenter dette for at bruge seriel plotter

hvis (processorData> THRESHOLD) // over denne værdi betragtes som et hjerteslag

{hvis (lastData <THRESHOLD) // første gang vi overskrider tærsklen, beregner vi BPM {int bpm = 60000 /(millis () - t); if (abs (bpm - lastBpm) 40 && bpm <240) {Serial.print ("Nyt hjerteslag:"); Seriel.print (bpm); // vis bpms Serial.println ("bpm") på skærmen;

hvis (bpm> = 95) {// hvis bpm er højere end 95 eller 95 …

analogWrite (6, 222); // vibrator 1 vibrerer

analogWrite (11, 222); // vibrator 2 vibrerer analogWrite (9, 222); // vibrator 3 vibrerer} ellers {// hvis ikke (bpm er lavere end 95) … analogWrite (6, 0); // vibrator 1 vibrerer ikke analogWrite (11, 0); // vibrator 2 vibrerer ikke analogWrite (9, 0); // vibrator 3 vibrerer ikke}} lastBpm = bpm; t = millis (); }} lastData = processorData; forsinkelse (10); }

float processData (int val)

{buf [bPos] = (float) val; bPos ++; hvis (bPos> = BSIZE) {bPos = 0; } float -gennemsnit = 0; for (int i = 0; i <BSIZE; i ++) {gennemsnit+= buf ; } return (float) val - gennemsnit / (float) BSIZE; }

Trin 4:

Under designprocessen måtte vi tage hensyn til placeringen af trykpunkterne i kroppen for at vide, hvor vibrationsmotorerne skal placeres, og vi valgte tre af dem.

Trin 5:

For at opnå det bærbare, farvede vi først armbåndet i kødfarve ved hjælp af sort farvestof efter produktets instruktioner.

Trin 6:

Når vi havde armbåndet, lavede vi fire huller i paphånd -mannequinen. Tre af dem blev lavet til at udtrække de tre vibrationsmotorer, vi brugte i det elektriske kredsløb, og den sidste blev udført for at placere pulssensoren på mannequins håndled. Bortset fra det lavede vi også et lille snit på armbåndet for at gøre denne sidste sensor synlig.

Trin 7:

Senere lavede vi et sidste hul på undersiden af paphånden for at tilslutte og afbryde USB -kablet fra computeren til Arduino -kortet for at drive kredsløbet. Vi lavede en sidste test for at kontrollere, at alt fungerede godt.

Trin 8:

For at give vores produkt et mere tilpasseligt design tegner og klipper vi en cirkel i granatfarve, hvori vi derefter syede nogle linjer for at repræsentere de elektriske hjerteslag.

Trin 9:

Endelig, da det sorte armbånd dækkede vibrationsmotorerne, skar vi og syede tre små hjerter på den bærbare for at kende deres placering.