Hingamisärevusseade pulsikellaga: 18 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Kuna maailm muutub kiiremaks, on kõik üha stressirikkamas keskkonnas. Kolledži üliõpilastel on veelgi suurem stressi- ja ärevusrisk. Eksamid on õpilaste jaoks eriti stressirohked perioodid ning hingamisharjutuste seadistustega nutikellasid ei ole tavaliselt lubatud eksamite ajal kasutada, kuna need võivad ka teksti saata ja Interneti-ühenduse luua.

"Breathe Light" on lihtsustatud ärevuskeskne seade, millel puudub Interneti-ühendus ja mis on eksamitel teretulnud. See seade ei ole kasutajapõhine, mis võimaldab seda hõlpsasti kohandada igale ärevuskontrolli vajavale inimesele. Kasutades nelja NeoPixeli LED -i seeriat, saab kasutaja järgida hingamisharjutuste tegemise samme ning jälgida ka oma pulssi enne ja pärast treeningut, et teha kindlaks, kas nende stressitase langeb.

Samm: vajalikud materjalid ja tööriistad

Materjalid:

1. Adafruit Flora (14,95 dollarit)
2. Leivalaud (5,00 dollarit)
3. Adafruit NeoPixels (4) (7,95 dollarit)
4. PulseSensor (25,00 dollarit)
5. Alligaatori klambrid (3,95 dollarit)
6. Leivaplaadi hüppaja juhtmed (3,95 dollarit)
7. Liitium-ioon polümeer aku (9,95 dollarit)
8. 220 oomi takisti (6,28 dollarit)
9. Nupp (5,99 dollarit)
10. Legode assortii (10–40 dollarit) (Märkus: te ei vaja palju Legosid)

Kogumaksumus: (94–124 dollarit)

Tööriistad:

1. Arduino tarkvara (TASUTA) - kohustuslik
2. Nõelatangid (~ 6 dollarit) või küünenaha lõikurid (~ 4 dollarit)- soovitatav
3. Jootekomplekt/materjalid (~ 11 dollarit)- valikuline

Kogumaksumus: (15–17 dollarit)

2. etapp: Ettevalmistus

Enne projekti alustamist ja ülaltoodud materjalide kasutamist on oluline välja töötada head taustateadmised selle kohta, mida kasutatakse.

Adafruit Flora

Adafruit Flora on väike, lihtne ja võimas mikrokontroller, mis on kasulik nii algajatele kui ka asjatundjatele. See on väga väike (vaid veidi suurem kui veerand) ja kantav! Ülaltoodud pilt näitab Adafruit Flora pinout diagrammi. Flora kohta lisateabe saamiseks külastage järgmist linki:

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

Adafruit NeoPixels

Adafruit'i NeoPixels on individuaalselt adresseeritavad RGB LED -id, mis on loodud spetsiaalselt kantavate jaoks. NeoPixelid on aheldatavad, mis tähendab, et vajate ainult ühe kontaktiga ühendust mikrokontrolleriga, et ühendada nii palju LED -e kui soovite. Neid saab Arduinos kodeerida, kuid need nõuavad mõningast praktikat, uurimistööd ja näiteabi veebis tutvumiseks ja NeoPixelite soovitud toimimiseks. Järgmise lingi erinevad sammud on väga kasulikud, kuna see teavitab teid NeoPixelite toimimisest ja annab kodeerimisnõuandeid ja näiteid Arduinoga.

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

PulseSensor

PulseSensor on plug and play pulsiandur Arduino jaoks, et koguda reaalajas pulsiandmeid mitmesuguste projektide jaoks, nagu see! Raamatukogus, mille saab Arduino alla laadida (näidatakse peagi allpool), on näidiskoodid, mis aitavad teil saada koheseks eksperdiks PulseSensori projekti rakendamisel. Järgmine link näitab lisateavet PulseSensori kohta ja kirjeldab näiteid miniprojektidest inimeste alustamiseks.

pulsesensor.com/pages/getting-advanced

Arduino raamatukogud

Selleks, et kood saaks teatud funktsioonide ja käskude Floraga suhelda, tuleb erinevate elektriliste komponentide jaoks Arduinosse installida järgmised teegid. Tarkvara allalaadimiseks kasutage seda linki või jaotises „Sissejuhatus ja tarvikud” olevat linki

1. PulseSensori mänguväljak

   (Märkus: "PulseSensor_BPM" näide Arduino failist oli abi Breathe Light'i koodi loomisel)

2. Adafruit NeoPixeli raamatukogu

   (Märkus: "Strandtesti" näide Arduino failist oli abi Breathe Light'i koodi loomisel)

(Märkus. Teekide installimise kohta lisateabe saamiseks külastage järgmist linki:

GitHub

GitHub on võimas platvorm, mis võimaldab inimestel tarkvara koos ehitada ja jagada. Breathe Light jaoks loodud koodi jagatakse GitHubi kaudu ja sellele pääseb juurde siin. Sellele viidatakse ka hiljem juhises 14. etapis. Arduino raamatukogudele ja eespool nimetatud näidetele, mis on projekti jaoks vajalikud, pääseb juurde ka järgmiste GitHubi linkide kaudu.

1. PulseSensor
2. NeoPixel

Lisateavet selle kohta, mis on GitHub ja miks see kasulik on, vaadake sellest videost.

3. samm: ohutus

Mis tahes elektriahelaga tegelemisel, sealhulgas selles, mille te selles projektis loote, on oluline mõista ja järgida kõiki elektriohutuse protokolle, et hoida oma projekt turvalisena ja tagada, et te ei satuks šokki. Järgmises loendis kirjeldatakse mõningaid lihtsaid samme.

1. ÄRGE ühendage Florat arvutiga, kui liigute ja ühendate vooluringi.
2. Juhtmete või muude vooluahela metallosade puudutamisel veenduge, et toide oleks välja lülitatud, et vältida voolu voolamist läbi keha.
3. Hoidke vedelikud, toit ja kõik muu, mis võib välja voolata, ringlusest eemal.
4. Kontrollige iga kord enne toite sisselülitamist, kas elektrijuhtmeid pole kulunud.

HOIATUS:

See EI ole meditsiiniseade ja seda ei tohiks kasutada üheski kliinilises keskkonnas, et tugineda täpsetele südame löögisageduse mõõtmistele. Minge oma arsti juurde, kui soovite täpseid südame löögisageduse andmeid. See on lihtsalt vahend, mis aitab inimestel stressi leevendada ja seda ei tohiks kasutada ühegi seisundi diagnoosimiseks.

4. samm: näpunäited

Allpool on mõned näpunäited, mida Breathe Light'i ehitades silmas pidada.

Tõrkeotsingu strateegiad

1. Kui kood ei tööta korralikult, jagage eri funktsioonid/koodiosad ja katsetage neid, et teha kindlaks, kus probleem on.
2. Enne koodi ja projektiga tutvumist kasutage seadmete nõuetekohase toimimise tagamiseks Arduino raamatukogudes PulseSensor ja NeoPixels näidiskoode.
3. Enne võimalike liikumisartefaktide eemaldamist veenduge, et PulseSensoril on tihe ja turvaline ühendus.
4. Juhtmete kasutamisel kasutage samade portidega ühendamisel sama värvi juhtmeid, et vältida segadust.
5. Kasutage juhtmete kinnitamiseks väikesi hüppajakaableid, et need seadme liikumisel ühendust ei kaotaks.
6. Kui teil on juurdepääs jootekolbile, kaaluge selle kasutamist juhtmete ühenduste kinnitamiseks, mis ei pruugi hästi töötada.

Insights

• Aja säästmiseks katsetage enne juhtmete kasutamist alligaatoriklambrite prototüüpimist.

• Aja ja pettumuse säästmiseks venitage juhtmed tihedalt kokku, et luua iga NeoPixeliga kindel ja pidev ühendus.

  Legod on samuti väga abiks Flora ja aku pakkumisel

5. samm: kokkupanek 1. osa

Alustuseks kasutage alligaatoriklambrit FLORA pesa nr 6 ühendamiseks. Seejärel kasutage GND -pordi ühendamiseks teist alligaatoriklambrit. Tehke sama FLORA VBATT -pordiga.

6. etapp: kokkupanek osa 1b

Nüüd ühendage 6 -pordiga ühendatud alligaatoriklamber NeoPixeli sissepoole suunatud noolega. Ühendage GND-pordiklamber NeoPixeli (-) -ga ja VBATT-pordiklamber NeoPixeli (+) -ga.

Kasutasime seda seadet iga NeoPixeli testimiseks, et näha, kas see töötab, kasutades NeoPixel Adafruit lehe juhiseid.

Samm: monteerige 2. osa

Kui olete veendunud, et kõik NeoPixelid on funktsionaalsed, võite alustada Breathe Light'i loomist!

Alustuseks ühendage juhtmed VBATT, #12, #6, GND ja #10 FLORA -ga. Segaduste vältimiseks valige värvid, mis vastavad igale pordile. Järgmistes etappides ühendame need leivalauaga.

8. samm: kokkupanek 3. osa

Järgmisena alustame NeoPixelite ahela tegemist. Nagu esimeses etapis, ühendame lõpuks (+) VBATT-pordiga, (-) GND-pordiga ja nooled näitavad signaali voolu suunda NeoPixelite reas. Alustasin viimasest ja liikusin edasi.

Kõigepealt lisage lihtsalt juhtmed NeoPixelitele vastavate värvidega. Pildil näete, et kasutasime valget VBATT, rohelist GND ja kollast pordi nr 6 signaali jaoks. Kasutage nõelatangide abil traati tõesti väikeste aukude ümber. Võite kasutada ka küünenaha lõikureid, kui teil pole nõelatangid kergesti kättesaadavad.

(Väikseid punaseid juhtmeid taustal selgitatakse järgnevates sammudes. Ärge muretsege nende pärast praegu.)

9. samm: kokkupanek 4. osa

Lisage juhtmed teistele NeoPixelitele nagu esimene. Veenduge, et noolejoon on suunatud FLORA pordist nr 6 keti põhja.

Seejärel ühendage kõik valged juhtmed leivalaua (+) tihvtidega ja rohelised juhtmed leivaplaadi (-) tihvtidega. Veenduge, et juhtmete kinnitamiseks oleks ühendustel pinge.

Samm: kokkupanek 5. osa

Nüüd ühendage roheline juhe GND-st (-) tihvtide ülaosaga. Ühendage VBATT -pordi valge traat leivaplaadil olevate (+) tihvtidega ja kollane juhe nr 6 oma NeoPixeli keti algusesse.

Lilla ja punane juhe ühendatakse hiljem.

(Punased juhtmed põhja lähedal aitavad luua pinget NeoPixelite vahel olevate kollaste signaalijuhtmete vahel, kuid sõltuvalt ühenduste tihedusest ei pruugi te neid vaja minna)

11. samm: kokkupanek 6. osa

Järgmisena ühendame nupu oma leivalauaga. Sellega alustatakse südame löögisageduse mõõtmist ja ärevushingamist!

Asetage nupp nagu pildil näha. Seejärel ühendage valge juhtmega ülemise nupu tihvt (+) külge. Asetage 220 oomi takisti samal küljel asuva alumise tihvti ja (-) tihvtide vahele. Lõpuks ühendage punane juhe nr 10 parema alumise nupuga.

12. samm: kokkupanek 7. samm

Nüüd ühendame pulsianduri! Ühendage punane anduritraat leivalaua (+) tihvtidega ja must anduritraat (-) tihvtidega. Seejärel pange nende ühendamiseks lilla anduritraat ja lilla traat, mis tulevad #12 pordist.

13. samm: kokkupanek 8. samm

Erinevate Legodega ehitage platvorm FLORAle istumiseks ja väike õõnsus liitiumaku jaoks. Veenduge, et FLORA -l on pinge, et kollased juhtmed saaksid korralikult ühenduda. Selleks kasutasime ülaltoodud pildil nähtavaid kollaseid Legosid.

Lego platvormi suurus sõltub teie leivaplaadi suurusest, kuid veenduge, et FLORA saaks istuda tasaselt, et kollased signaaltraadid oleksid pinges ja et akupesa jaoks oleks õõnsus.

14. samm: kokkupanek 9. samm

Kokkupanemise lõpetamiseks lisage leivaplaadi kõrvale Lego platvorm koos FLORA -ga. Ühendage aku FLORA -ga.

15. samm: kokkupanek 10. samm: laadige kood üles ja lõpetage kokkupanek

Viimane samm on selle koodi üleslaadimine Breathe Light'i. Pärast koodi üleslaadimist peaks hingamistuli töötama kaasaskantavalt, kui FLORA keskel on sisse lülitatud ON -lüliti!

Kuidas saada koodi GitHubist Florasse

1. GitHubi veebisaidile pääsemiseks kasutage ülaltoodud linki.

2. Klõpsake "Kloonige või laadige alla"

   Klõpsake "Laadi alla ZIP"

3. Salvestage allalaaditud zip -fail oma arvutis soovitud kohta.
4. Avage Arduinos fail "Breathe_Light_V3.0".
5. Avage Arduino ülemise baari "Tööriistad" alt jaotis "Board:" ja valige "Adafruit Flora"
6. Lõpuks (kui Flora on teie arvutisse ühendatud) klõpsake "Laadi üles" (paremnool ekraani ülaosas)

Pärast ülaltoodud toimingute tegemist tuleks kood Florasse üles laadida. Flora saab arvutist lahti ühendada ja Breathe Light on kasutamiseks valmis!

16. samm: kokkupanek 11. samm: koodi selgitus

Seda teeb kood:

Esiteks kogub kood PulseSensori abil subjekti esialgse südame löögisageduse ja kuvab selle nelja reas oleva NeoPikseli kaudu. Südame löögisageduse tuvastamise põhjal kuvatakse teatud LED -de/värvide seeria. Näiteks kui südame löögisagedus on 76, on 3 NeoPikslit, mis põlevad siniselt. Need värvid/künnised antakse subjektile seadme kleebise kaudu (vaadatud ülalpool), et nad teaksid, milline on nende pulss.

Pärast südame löögisageduse tuvastamist läbib see ärevusharjutuse, mis aitab sügavalt ja aeglaselt sisse ja välja hingata. Selle harjutuse alguses on kõik neli LED -i rohelised. Harjutuse jätkudes muutuvad LED -id ükshaaval siniseks, mis vastab sellele, millal subjekt peaks sisse hingama. Pärast kõigi nelja valgusdioodi süttimist peab objekt hinge kinni hoidma ja kui LED -id muutuvad roheliseks, võivad nad aeglaselt välja hingata. Pärast ärevusharjutuse tegemist tuvastab ja kuvab kood uuesti inimese pulsi, et teha kindlaks, kas ta suutis rahuneda.

17. samm: vooluahela skeem

See vooluahela skeem koostati EAGLE -is. Kõik suure ristküliku piires on Adafruit FLORA mikroprotsessor. Sellel on palju üksikasju, kuid tervikuna on see ristkülikus. Kõik FLORA -le lisatud komponendid on suure ristküliku all.

4 neopikslit on näha ühendatud D6* FLORA väljundiga. Nupp on ühendatud IO10* -ga ja pulsiandur on ühendatud FLORA -ga IO12* pordi kaudu.

18. samm: täiendavad ideed

Hingamisvalgust saab edasi viia mitmel viisil ja siin on mõned soovitused.

• Muutke see kantavaks: kasutage peapaela või kella mansetti (näiteks seda) ja kasutage juhtmete kõikide juhtmete ühendamiseks juhtivat niiti.
• Lisage ärevusharjutuse () funktsioon, et luua visuaalselt atraktiivsem hingamisharjutus (näiteks lisada rohkem värve).
• Asendage üksikud NeoPikslid NeoPixeli rõnga või NeoPixeli massiiviga, et lisada rohkem LED -e ja suurendada nii funktsiooni HeartRateDisplay () kui ärevusharjutuse () võimalusi.