Cảm biến xung có thể đeo: 10 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Mô tả dự án

Dự án này là về việc thiết kế và tạo ra một thiết bị đeo có tính đến sức khỏe của người dùng sẽ đeo nó.

Mục tiêu của nó là hoạt động giống như một bộ xương ngoài có chức năng là thư giãn và bình tĩnh cho người dùng trong thời gian lo lắng hoặc các tình huống căng thẳng bằng cách phát ra rung động ở những điểm áp lực mà chúng ta có trên cơ thể.

Động cơ rung sẽ hoạt động trong khi cảm biến xung quang học nhận được, trong một thời gian, một loạt các xung cứng được gia tốc tăng lên. Khi nhịp đập giảm, nghĩa là người dùng đã bình tĩnh lại, các rung động sẽ dừng lại.

Một phản ánh ngắn như kết luận

Nhờ dự án này, chúng tôi đã có thể áp dụng một phần kiến thức có được trong các bài tập trên lớp, trong đó chúng tôi làm việc trên một số mạch điện sử dụng các cảm biến và động cơ khác nhau trong trường hợp thực tế: một thiết bị đeo giúp người dùng thư giãn trong thời gian lo lắng hoặc tình huống căng thẳng.

Với dự án này, chúng tôi không chỉ phát triển phần sáng tạo trong khi thiết kế người bảo trợ và may nó, mà còn cả nhánh kỹ thuật, và chúng tôi kết hợp tất cả chúng lại với nhau trong một dự án duy nhất.

Chúng tôi cũng thực hành các kiến thức về điện khi tạo mạch điện trên bảng mạch điện tử và chuyển nó sang LilyPad Arduino để hàn các thành phần.

Quân nhu

Cảm biến xung quang điện tử (Đầu vào tương tự)

Cảm biến xung là một cảm biến nhịp tim plug-and-play cho Arduino. Cảm biến có hai mặt, một bên là đèn LED cùng với cảm biến ánh sáng xung quanh và bên kia là một số mạch điện. Đây là nhiệm vụ cho công việc khuếch đại và khử tiếng ồn. Đèn LED ở mặt trước của cảm biến được đặt trên một tĩnh mạch trong cơ thể con người của chúng ta.

Đèn LED này phát ra ánh sáng chiếu trực tiếp vào tĩnh mạch. Các tĩnh mạch sẽ chỉ có máu chảy vào bên trong khi tim đang bơm máu, vì vậy nếu chúng ta theo dõi dòng chảy của máu, chúng ta cũng có thể theo dõi nhịp đập của tim. Nếu dòng máu được phát hiện thì cảm biến ánh sáng xung quanh sẽ thu nhận nhiều ánh sáng hơn vì chúng sẽ bị phản xạ bởi máu, sự thay đổi nhỏ này trong ánh sáng nhận được sẽ được phân tích theo thời gian để xác định nhịp đập của tim chúng ta.

Nó có ba dây: dây đầu tiên được nối với đất của hệ thống, dây thứ hai cung cấp điện áp + 5V và dây thứ ba là tín hiệu đầu ra xung.

Trong dự án, một cảm biến xung được sử dụng. Nó được đặt bên dưới cổ tay để có thể phát hiện ra các nhịp cứng.

Động cơ rung (Đầu ra tương tự)

Thành phần này là một động cơ DC sẽ rung khi nhận được tín hiệu. Khi nó không nhận được nữa, nó sẽ dừng lại.

Trong dự án, ba động cơ rung được sử dụng để giúp người dùng bình tĩnh thông qua ba điểm thư giãn khác nhau nằm trên cổ tay và bàn tay.

Arduino Uno

Arduino Uno là một vi điều khiển mã nguồn mở và được phát triển bởi Arduino.cc, bo mạch được trang bị các bộ chân đầu vào / ra (I / O) kỹ thuật số và tương tự. Nó cũng có 14 chân Digital, 6 chân Analog và có thể lập trình với Arduino IDE (Môi trường phát triển tích hợp) thông qua cáp USB loại B.

Dây điện

Dây dẫn điện là vật dẫn truyền điện từ nơi này sang nơi khác.

Trong dự án, chúng tôi đã sử dụng chúng để kết nối mạch điện được hàn trên tấm Bakelite với các chân Arduino.

Các vật liệu khác:

- Vòng tay

- Chỉ đen

- Thuốc nhuộm đen

- Sợi vải

Công cụ:

- Thợ hàn

- Cây kéo

- Kim

- Hình nộm bằng tay các tông

Bước 1:

Đầu tiên, chúng tôi đã thực hiện mạch điện bằng cách sử dụng một bảng mạch điện tử để chúng tôi có thể xác định cách chúng tôi muốn mạch điện cũng như các thành phần chúng tôi muốn sử dụng.

Bước 2:

Sau đó, chúng tôi thực hiện mạch cuối cùng mà chúng tôi sẽ đưa vào bên trong ma-nơ-canh bằng cách hàn các thành phần bằng cách sử dụng hàn thiếc. Mạch sẽ giống như hình chụp ở trên.

Mỗi cáp phải được kết nối với cổng tương ứng trong Arduino Uno và bạn nên che phần điện của dây để tránh đoản mạch bằng cách sử dụng băng cách điện.

Bước 3:

Chúng tôi đã lập trình mã bằng phần mềm Arduino và sạc nó vào Arduino bằng cáp USB.

// bộ đệm để lọc các tần số thấp # xác định BSIZE 50 float buf [BSIZE]; int bPos = 0;

// thuật toán nhịp tim

#define THRESHOLD 4 // ngưỡng phát hiện unsigned long t; // nhịp tim được phát hiện gần đây nhất float lastData; int lastBpm;

void setup () {

// khởi tạo giao tiếp nối tiếp với tốc độ 9600 bit / giây: Serial.begin (9600); pinMode (6, OUTPUT); // khai báo bộ rung 1 pinMode (11, OUTPUT); // khai báo bộ rung 2 pinMode (9, OUTPUT); // khai báo bộ rung 3}

void loop () {

// đọc và xử lý đầu vào từ cảm biến trên chân analog 0: float processingData = processData (analogRead (A0));

//Serial.println(processedData); // bỏ ghi chú này để sử dụng máy vẽ nối tiếp

if (Xử lý dữ liệu> THRESHOLD) // trên giá trị này được coi là nhịp tim

{if (lastData <THRESHOLD) // lần đầu tiên chúng ta vượt qua ngưỡng, chúng ta tính BPM {int bpm = 60000 / (millis () - t); if (abs (bpm - lastBpm) 40 && bpm <240) {Serial.print ("Nhịp tim mới:"); Serial.print (bpm); // hiển thị trên màn hình bpms Serial.println ("bpm");

if (bpm> = 95) {// nếu bpm cao hơn 95 hoặc 95…

analogWrite (6, 222); // bộ rung 1 rung

analogWrite (11, 222); // bộ rung 2 rung analogWrite (9, 222); // bộ rung 3 rung} else {// nếu không (bpm thấp hơn 95)… analogWrite (6, 0); // bộ rung 1 không rung analogWrite (11, 0); // bộ rung 2 không rung analogWrite (9, 0); // bộ rung 3 không rung}} lastBpm = bpm; t = mili (); }} lastData = ManagedData; chậm trễ (10); }

float processData (int val)

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

Bước 4:

Trong quá trình thiết kế, chúng tôi phải xem xét vị trí của các điểm áp suất trong cơ thể để biết vị trí các động cơ rung phải được đặt, và chúng tôi đã chọn ba trong số chúng.

Bước 5:

Để có được thiết bị đeo được, trước tiên chúng tôi nhuộm dây đeo cổ tay màu da thịt bằng thuốc nhuộm đen theo hướng dẫn của sản phẩm.

Bước 6:

Khi chúng tôi đã có dây đeo cổ tay, chúng tôi đã đục bốn lỗ trên hình nộm tay bằng bìa cứng. Ba trong số chúng được tạo ra để trích xuất ba động cơ rung mà chúng tôi sử dụng trong mạch điện và động cơ cuối cùng được thực hiện để đặt cảm biến xung trên cổ tay của ma-nơ-canh. Ngoài ra, chúng tôi cũng đã thực hiện một vết cắt nhỏ trên dây đeo cổ tay để làm cho cảm biến cuối cùng này có thể nhìn thấy được.

Bước 7:

Sau đó, chúng tôi đã khoét một lỗ cuối cùng ở mặt dưới của tay bìa cứng để kết nối và ngắt kết nối cáp USB từ máy tính với bảng Arduino để cấp nguồn cho mạch. Chúng tôi đã thực hiện một bài kiểm tra cuối cùng để kiểm tra mọi thứ hoạt động tốt.

Bước 8:

Để cung cấp cho sản phẩm của chúng tôi một thiết kế tùy chỉnh hơn, chúng tôi vẽ và cắt một vòng tròn bằng màu ngọc hồng lựu, sau đó chúng tôi khâu một số đường để thể hiện nhịp đập của trái tim điện.

Bước 9:

Cuối cùng, khi dây đeo cổ tay màu đen che các động cơ rung, chúng tôi cắt và khâu ba trái tim nhỏ trên thiết bị đeo để biết vị trí của chúng.