Đồng hồ theo dõi vùng nhịp tim tập luyện: 19 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Đại học là khoảng thời gian bận rộn và hỗn loạn trong cuộc đời mỗi người, đó là lý do tại sao điều rất quan trọng là giữ cho mức độ căng thẳng của bạn ở mức thấp. Một cách mà chúng tôi thích làm điều này là tập thể dục, nó giúp giữ cho đầu óc bạn tỉnh táo và cơ thể cảm thấy khỏe mạnh. Đó là lý do tại sao chúng tôi tạo ra một bộ cảm biến sinh học di động sử dụng nhịp tim của con người khi tập luyện cường độ cao để cung cấp thông tin cho người dùng về vùng nhịp tim mà họ đang ở.

Đây là cách giúp người dùng đảm bảo không gắng sức hoặc đẩy cơ thể quá mức nhịp tim tối đa đến mức nguy hiểm. Cảm biến này cũng sẽ giúp những người dùng đang cố gắng giảm cân hoặc tăng sức chịu đựng của họ bằng cách đảm bảo rằng họ đang duy trì nhịp tim của họ ở các khu vực cụ thể.

Bước 1: Vùng nhịp tim

Hình trên cho thấy các vùng nhịp tim khác nhau. Mỗi khi người dùng bước vào một khu vực mới, đồng hồ sẽ ngày càng sáng lên để cảnh báo cho người dùng biết họ hiện đang ở khu vực nào. Nếu người dùng vượt quá nhịp tim tối đa của mình, đồng hồ sẽ chuyển sang màu đỏ và rung. Nhịp tim tối đa được tính bằng cách sử dụng độ tuổi của từng cá nhân và trừ nó cho 220.

Bước 2: Vật liệu bạn sẽ cần

Dưới đây là danh sách các vật liệu và công cụ bạn sẽ cần cho dự án này:

Vật liệu

1. Flora bởi Adafruit
2. Cảm biến xung
3. Đĩa động cơ mini rung
4. Vòng NeoPixel - 12 đèn LED RGBW - Trắng mát
5. Diode
6. Điện trở 220 ohm
7. Transistor NPN
8. Clip cá sấu
9. Vòng bít đồng hồ Velcro
10. Ắc quy
11. Dây điện
12. Nút (tùy chọn)

Nhiều tài liệu trong số này có thể được tìm thấy bằng cách sử dụng liên kết này:

Công cụ

1. Bộ dụng cụ / vật liệu hàn
2. Kim và chỉ
3. Phần mềm Arduino
4. Dụng cụ tuốt dây
5. Chất kết dính nếu cần
6. Cây kéo

Bước 3: Chuẩn bị & Cơ sở

Để có thể sử dụng những tài liệu này, rất hữu ích nếu bạn biết và hiểu những gì một số tài liệu trong số họ làm.

Hệ thực vật là nền tảng điện tử có thể đeo được của Adafruit. Đây là một thiết bị rất thân thiện với người mới bắt đầu, nhỏ gọn với nguồn điện dễ sử dụng. Hình ảnh trên cho thấy mọi thứ nằm ở đâu trên Flora.

Để biết thêm thông tin về Flora's, hãy xem trang web này:

NeoPixels cũng là thương hiệu của Adafruit cho các dải và pixel màu RGB có thể xác định địa chỉ riêng. Một điều quan trọng khác cần lưu ý là chúng không chỉ tự phát sáng mà chúng yêu cầu một bộ điều khiển vi mô như Arduino và mã hóa. Cần một số thực hành lập trình để NeoPixels thực hiện những gì bạn muốn chúng làm, vì vậy chúng tôi đã phải xem xét điều này cho dự án của mình. Lập trình cực kỳ quan trọng đối với dự án này và kinh nghiệm trong lĩnh vực đó sẽ giúp ích cho bạn.

Để biết thêm thông tin về Neopixel, bạn có thể kiểm tra trang web này:

Một cảm biến xung từ Adafruit cũng được sử dụng để lấy mạch của bạn. Sau đó, chúng tôi triển khai mã để nó tính Nhịp đập mỗi phút (BPM) cho dự án này.

Để biết thêm hướng dẫn và thông tin cho cảm biến xung, vui lòng xem liên kết này:

Có những thư viện mà bạn sẽ cần tải xuống phần mềm Arduino để mã giao tiếp với thiết bị của bạn bằng các lệnh nhất định. Liên kết dưới đây hướng dẫn bạn cách tải các thư viện vào Arduino.

learn.adafruit.com/adafruit-all-about-ardu…

Các thư viện sau là những thư viện bạn sẽ cần:

1. Thư viện Adafruit NeoPixel

2. Sân chơi PulseSensor

3. Thư viện điểm ảnh thực vật Adafruit

Nhấp vào "sao chép hoặc tải xuống" và làm theo hướng dẫn ở trên trong liên kết để đưa chúng vào mã của bạn.

Sự nhìn nhận

Đặc biệt cảm ơn Adafruit đã cung cấp cho chúng tôi một số mã được sử dụng cho sản phẩm cuối cùng của chúng tôi!

Bước 4: Thông tin an toàn

Điều thực sự quan trọng là luôn ghi nhớ sự an toàn của bạn và những người xung quanh khi làm việc trong các dự án khác nhau. Đầu tiên, điều quan trọng là luôn rút USB khỏi máy tính khi bạn đang di chuyển và gắn dây vào Flora, điều này để bạn không bị giật mình.

1. Các chất lỏng nên tránh xa thiết bị này đề phòng sự cố tràn có thể làm hỏng mạch

2. Tránh dòng điện chạy qua cơ thể bạn bằng cách chỉ chạm vào dây dẫn và mạch điện bằng kim loại khác khi nguồn điện đang TẮT

Cảnh báo đây không phải là một thiết bị y tế, nó cảnh báo nghiêm ngặt cho bạn nếu nhịp tim của bạn đã vượt quá nhịp tim tối đa, nó không nên được so sánh với máy đo nhịp tim trong thế giới y tế. Nếu bạn cảm thấy kiệt sức / mệt mỏi và đồng hồ không cảnh báo rằng bạn đang ở trên nhịp tim tối đa, bạn vẫn nên dừng những gì bạn đang làm vì đồng hồ có thể không phải lúc nào cũng chính xác.

Bước 5: Gợi ý và Mẹo

Dưới đây là một số gợi ý và mẹo nếu bạn gặp khó khăn trong quá trình thực hiện:

Những mẹo xử lí sự cố:

• NeoPixels có thể hiển thị nhiều mẫu đèn khác nhau, để đảm bảo đèn hoạt động, hãy sử dụng mã mẫu do Thư viện NeoPixel cung cấp
• Bạn có thể sử dụng đồng hồ vạn năng để đo tính liên tục giữa các kết nối sau khi hàn để đảm bảo các kết nối này được thực hiện chính xác
• Đảm bảo rằng cảm biến xung được gắn chặt vào vòng bít đồng hồ để đảm bảo rằng tạo tác chuyển động không ảnh hưởng đến việc đọc nhịp tim
• Trong giai đoạn tạo mẫu nếu bạn không nhận được kết nối tốt, hãy đảm bảo rằng các kẹp cá sấu được gắn đúng cách

• Nếu mã không hoạt động bình thường, hãy sao chép và dán các phần mã của bạn vào một cửa sổ riêng

  1. Tải lên mã sau khi mỗi phần được sao chép và dán
  2. Điều này sẽ cho bạn biết mã của bạn đang hoạt động và không hoạt động ở đâu

Thông tin chi tiết:

• Động cơ rung có thể được kết nối bằng điốt, điện trở và bóng bán dẫn thay vì Bộ điều khiển động cơ Hectic. Chúng tôi thấy phương pháp này là lựa chọn rẻ nhất.
• Để tiết kiệm thời gian và sự thất vọng, hãy đảm bảo bạn sử dụng kẹp cá sấu để tạo mẫu. Bạn không muốn hàn nguyên mẫu sau đó phát hiện ra một kết nối không hoạt động.

Bước 6: Lắp ráp 1- Nối vòng NeoPixel đến Flora

Để bắt đầu, lấy vòng NeoPixel và gắn nó bằng 3 dây và kẹp cá sấu. Bạn sẽ sử dụng kẹp cá sấu để xây dựng nguyên mẫu và kết thúc hàn các bộ phận với nhau khi bạn hài lòng với sản phẩm.

1. Gắn một dây đi từ "IN" trên vòng Neopixel đến "# 6"
2. Gắn một dây từ "PWR" trên vòng NeoPixel vào "VBATT" trên hệ thực vật
3. Gắn một dây từ "GND" trên NeoPixel Ring vào "GND" trên hệ thực vật

Bước 7: Lắp ráp 2- Nối nút với Flora

BƯỚC NÀY LÀ TÙY CHỌN… nếu bạn muốn có một nút, bạn có thể thêm một nút, chúng tôi đã sử dụng nút bật / tắt trên Flora cho bước này, do đó nó không được bao gồm trong mã.

Trong bước này, điều bạn cần làm là…

1. Kết nối dây từ bất kỳ một trong 4 chân của nút với "# 12" trên hệ thực vật
2. Nối dây từ bất kỳ chân nào trong 3 chân còn lại của nút với "GND" trên hệ thực vật

Bước 8: Lắp ráp 3- Nối dây động cơ rung tới hệ thực vật

Để kết nối động cơ rung với hệ thực vật, chúng tôi sử dụng một diode, bóng bán dẫn và một điện trở. Trước tiên bạn muốn…

1. Sử dụng kẹp cá sấu để gắn dây màu đỏ của động cơ rung vào đầu của diode gần vạch trên nó nhất
2. Gắn dây màu xanh lam của động cơ rung vào đầu kia của diode

Bước 9: Lắp ráp 4- Nối dây động cơ rung tới hệ thực vật (Tiếp theo)

Bây giờ, hãy gắn một đầu diode vào một đầu của diode (đến từ dây đỏ của động cơ rung) vào "3.3V" trên Flora.

Bước 10: Lắp ráp 5- Nối dây động cơ rung tới hệ thực vật (Tiếp theo)

Lấy mặt còn lại của diode và lấy bóng bán dẫn của bạn, kết nối nó với bộ thu bóng bán dẫn (chân phải của bóng bán dẫn).

Bước 11: Lắp ráp 6- Nối dây động cơ rung tới hệ thực vật (Tiếp)

Xác định vị trí của bộ phát bóng bán dẫn (chân trái của bóng bán dẫn) tiếp đất.

Bước 12: Lắp ráp 7- Nối dây động cơ rung tới hệ thực vật (Tiếp theo)

Bước cuối cùng trong quá trình kết nối động cơ rung với Flora là xác định vị trí chân đế của bóng bán dẫn (chân giữa của bóng bán dẫn) và kết nối nó với một điện trở và sau đó là điện trở "GND" trên Flora.

Bước 13: Lắp ráp 8- Đi dây cảm biến xung tới Flora

Có ba kết nối dây bạn cần thực hiện trong bước này.

1. Kết nối dây màu tím của cảm biến xung với "# 10" trên Flora
2. Kết nối dây màu đỏ của cảm biến xung với "3.3V" trên Flora
3. Kết nối dây đen của cảm biến xung với "GND" trên Flora

Bước 14: Lắp ráp 9- Gắn pin vào Flora

Xác định vị trí các dây của pin có kết nối màu trắng ở đầu, cắm phần đó vào thành phần pin nằm trên Flora.

Bước 15: Lắp ráp 10- Hoàn thành Sơ đồ mạch

Bây giờ mạch với tất cả các clip cá sấu đã hoàn thành. Nó có thể trông giống như một mớ hỗn độn nhưng tất cả các kết nối bây giờ đã được thực hiện! Giờ đây, các kết nối riêng lẻ có thể được hàn lại với nhau để làm cho đồng hồ nhỏ gọn hơn.

Bước 16: Cuối cùng… Mã

Sau khi hoàn thành mạch, lắp ráp sẽ cần một mã để làm cho nó thực hiện những gì chúng ta muốn. Mã github thu thập dữ liệu nhịp tim từ Cảm biến nhịp tim Adafruit và phân loại chúng thành 5 vùng nhịp tim. Khi nhịp tim của cá nhân rơi vào các vùng cụ thể, nó sẽ làm cho vòng Neopixel sáng lên theo vùng mà họ đang ở. Khi nhịp độ của cá nhân gần với nhịp độ tối đa, Neopixel sẽ xóa màu đỏ và động cơ rung sẽ được kích hoạt cho biết HR đang ở trong vùng nguy hiểm và cá nhân cần giảm tốc độ.

Bước 17: Xem hội

Sau khi hàn các bộ phận lại với nhau như trong sơ đồ mạch, đã đến lúc lắp ráp đồng hồ!

Vòng NeoPixel được đặt bên trên Flora và có thể được gắn bằng keo hoặc khâu cố định bằng cách sử dụng lỗ mở trên NeoPixel chưa được hàn. đồng hồ theo hướng có ý nghĩa đối với bạn. Đảm bảo bạn KHÔNG che công tắc bật / tắt khi thực hiện bước này. Flora cũng được khâu vào vòng bít qua các lỗ còn lại ở bên ngoài.

Pin có thể được đặt dưới vòng Flora / NeoPixel cùng với bộ rung (và các phần đính kèm).

Sau đó, cảm biến Xung được khâu cố định vào phần của đồng hồ sẽ được gắn chặt vào mặt dưới cổ tay của bạn. Đảm bảo rằng bạn có mặt phải hướng lên trên khi thực hiện động tác này.

Hãy tự do lắp ráp khác nhau tùy theo vật liệu có sẵn cho bạn!

Bước 18: Kết thúc sản phẩm

Đây là sản phẩm cuối cùng sẽ trông như thế nào. Chức năng và nhà tạo mẫu!

Bước 19: Ý tưởng thêm

Một cách để thực hiện ý tưởng này xa hơn là thêm nút đã được hiển thị dưới dạng tùy chọn trước đó trong hướng dẫn.

Một cách khác là thêm một mã riêng biệt có thể được sử dụng khi bạn không làm việc. Đây có thể là đồng hồ thời gian thực, trong đó một pixel hiển thị kim giờ và pixel còn lại hiển thị kim phút. Để biết thêm thông tin về điều này, hãy xem liên kết này để biết tính năng Đồng hồ thời gian thực.