Bộ sưu tập tiếng thở dài: 10 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Thở dài v. I. [hiển thị & P. P. {Thở dài}; P. pr. & vb. n. {Thở dài}.] 1. Hít vào một lượng không khí lớn hơn bình thường và ngay lập tức thải ra ngoài; để thực hiện một nhịp thở sâu duy nhất có thể nghe được, đặc biệt là do kết quả hoặc biểu hiện không tự chủ của sự mệt mỏi, kiệt sức, đau buồn, phiền muộn hoặc tương tự. [1913 Webster] Mô tả: Đây là những hướng dẫn để xây dựng một hệ thống giám sát tại nhà nhằm đo lường và 'thu thập' những tiếng thở dài. Kết quả là một hình dung vật lý về lượng thở dài, đối với mục đích sử dụng cá nhân trong môi trường gia đình. Dự án gồm hai phần. Phần đầu tiên là một bộ phận cố định, làm phồng một túi khí lớn màu đỏ khi nhận được tín hiệu thích hợp. Phần thứ hai là một thiết bị di động, được người dùng đeo, theo dõi nhịp thở (thông qua dây đeo trước ngực) và truyền tín hiệu không dây đến thiết bị tĩnh khi phát hiện thấy tiếng thở dài. Các giả định: 1. Bạn có hiểu biết cơ bản về kỹ thuật xây dựng và chế tạo, cũng như tiếp cận với các công cụ và phương tiện thích hợp. 2. Bạn có kiến thức về tin học vật lý (đọc sơ đồ mạch điện) 3. Bạn ngập tràn trong nỗi lo lắng khi phải sống trong tình trạng thất bại, và thất vọng vì hầu hết các đồ vật trong nhà của bạn chỉ đề cập đến thể chất chứ không phải tình cảm.

Bước 1: Vật liệu cần thiết

Dưới đây là tổng quan về các vật liệu sẽ cần thiết. Mỗi trang riêng lẻ có thêm chi tiết và liên kết về nơi bạn có thể mua một số vật liệu này. Vật liệu vật lý:> 1, 4x8 Tấm ván ép. Tôi đã sử dụng một mảnh ván thích loại ở cửa hàng.> 2, 2x2 cho khung kết cấu> ~ 2 thước vải dây đeo nylon màu đỏ> Một số loại vải màu đỏ rời từ một cửa hàng vải> Ống cao su (Đường kính bên trong: 1/8 ", bên ngoài: 1/4 ")> Vít gỗ (5/16, 3", 4 ")> 1 Máy bơm không khí chạy bằng pin có thể sạc lại (Máy bơm nhanh có thể sạc lại Coleman)> 1" Van một chiều "> Một đoạn vòi vườn> Chất lỏng Latex & Red Pigment, hoặc một quả bóng lớn màu đỏ. 2 Bộ vi điều khiển Arduino (Diecimille hoặc mới hơn)> 2 kẹp pin 9V với giắc cắm đực 5mm (trung tâm dương).> 2 mô-đun không dây xBee> 2 miếng dán xBee từ LadyAda> 1 cáp FTDI để lập trình xBees> 1 LMC662, "rail-to- rail "Chip OpAmp> Linh kiện Điện tử Khác (xem sơ đồ mạch để biết chi tiết).

Bước 2: Xây dựng và lập trình mạch. Hack Into Air Pump

Tôi muốn bắt đầu bằng cách cho thiết bị điện tử hoạt động trước, thường là với nguyên mẫu của thứ tôi muốn chế tạo (làm từ ván ép rẻ tiền bên ngoài, hoặc thậm chí là bìa cứng và keo nóng). Thiết bị điện tử được chia thành hai phần. Phần này là phần cuối nhận. Nó sẽ nhận được tín hiệu không dây từ thiết bị đeo được và sử dụng tín hiệu đó để bật máy bơm không khí trong ~ 2 giây rồi tắt. không phải loại khác. Máy bơm không khí là "Quickpump" có thể sạc lại Coleman. Tôi thích nó vì pin có thể sạc lại và các phụ kiện mũi có kích thước khác nhau. Mở máy bơm và làm lại công tắc bật tắt, để nó là cầu nối giữa pin và một đầu cực của động cơ. Đầu cuối còn lại của động cơ sẽ chạy tới bộ thu của bóng bán dẫn TIP120. Để làm điều này, bạn sẽ phải khử hàn dây đen từ đầu nối động cơ thứ hai, đồng thời khử hàn dây dẫn đến từ bộ sạc pin và đi đến đầu kia của công tắc bật tắt. Đảm bảo nối đất chung pin của động cơ với nguồn điện của arduino. Xây dựng mạch trong sơ đồ bên dưới. Ngoài ra còn có một tệp PDF được đính kèm để có độ phân giải cao hơn. Lập trình arduino với mã được cung cấp trong tệp văn bản. Bạn sẽ cần cài đặt thư viện này. Nếu bạn không biết cách làm việc với Arduino, đây là một số tài liệu tham khảo để bạn có thể tìm hiểu:> Trang web Arduino chính> Freeduino - Kho kiến thức và liên kết về Arduino> NYU, ITP's in- trang web máy tính vật lý nhà với các hướng dẫn và tài liệu tham khảo.

Bước 3: Xây dựng đơn vị chính của Sigh Collector

Vì sự ngắn gọn, tôi sẽ không trình bày chi tiết từng bước trong quá trình xây dựng đơn vị chính. Đủ để nói rằng nó có thể đơn giản hoặc phức tạp như bạn muốn; bất cứ thứ gì từ bìa cứng và keo nóng đến vật liệu chế tạo tùy chỉnh hoặc vật liệu cao cấp hơn. Tôi đã thiết kế mỏ theo cách này, không có nghĩa là đó là cách duy nhất có thể làm được. Nếu bạn quan tâm đến việc làm theo hoặc hiểu rõ hơn về hướng dẫn của tôi, hãy xem sơ đồ bên dưới. Một lần nữa, một tệp PDF có độ phân giải cao hơn được đính kèm. Trên sơ đồ, bạn sẽ tìm thấy các phép đo và thông số kỹ thuật chính xác về cách xây dựng đơn vị như hình bên dưới. Như đã nêu trong Bước 2, tôi đã xây dựng của tôi từ ván ép Maple cấp cửa hàng. Nó có một hạt đẹp và cắt tốt. Tôi để nguyên bề mặt. Việc lén lút khoan bên trong thiết bị có thể rất khó, vì vậy tôi khuyên bạn nên xây dựng nó theo từng phần. Tôi căn góc các cạnh dưới của khung 2x2, để chúng trông đẹp hơn một chút khi nhìn thấy. Phần trên cùng với các góc có rãnh và lỗ tròn có thể tháo rời, để dễ dàng sửa chữa các bộ phận bên trong. Máy bơm và thiết bị điện tử sẽ nằm bên trong hộp, trên một giá đỡ được giữ bởi hai trong số 2x2 trên khung bên trong (xem sơ đồ). Lý do tôi xây dựng nó trên khung là để các góc luôn vuông. Nếu không, ván ép có thể có xu hướng cong vênh. Bằng cách này, mọi thứ có thể được giữ với nhau bằng vít và do đó dễ dàng chia thành nhiều mảnh.

Bước 4: Làm thoáng khí

Tôi muốn có một kết cấu thịt, hữu cơ hơn của bàng quang, vì vậy tôi đã đúc nó ra khỏi mủ lỏng. Cao su lỏng có nhiều loại khác nhau có thể được mua ở cửa hàng thủ công, cửa hàng phụ kiện hoặc dễ dàng trên internet. Tôi trộn mủ cao su với sắc tố đỏ để tạo màu, và sơn nó thành từng lớp lên bên ngoài một quả bóng bay lớn. Nhiều lớp được tạo thành một quả bóng lớn bằng thịt mềm, với kết cấu mà tôi đã tạo ra bằng bút vẽ. Một quả bóng bay đơn giản, quả bóng bãi biển hoặc thậm chí một túi rác đều có thể thay thế. Hãy xem trang web này để biết các loại bóng bay có kích thước lớn khác nhau.

Bước 5: Kết hợp thiết bị điện tử với thiết bị chính. Lắp đặt van kiểm tra và máy bơm

Đặt máy bơm không khí và mạch điện bên trong thiết bị chính, trên giá dưới. Bây giờ đã đến lúc tạo kết nối giữa máy bơm khí và bọng khí / bóng khí, sẽ nằm trên bề mặt. Chúng tôi chỉ muốn không khí đi theo một chiều, và không đi ra theo hướng khác, vì vậy chúng tôi sử dụng một thứ gọi là "van một chiều". Nguyên tắc cơ bản là cửa có bản lề, màng ngăn cao su hoặc quả bóng được dịch chuyển bằng không khí đi theo một chiều, nhưng sau đó ngăn không khí quay trở lại. Tôi đã mua van một chiều trên trang web của McMaster Carr; Cụ thể hơn, nó được gọi là van một chiều PVC. Tôi đang sử dụng ống có đường kính 1 ". Cái này hấp dẫn tôi vì nó có" áp suất nứt "cực kỳ thấp, hoặc áp suất cần thiết để dịch chuyển rào cản. <0,1 psi !! Tôi đã sử dụng một vòi làm vườn đơn giản để chạy từ bơm, đến van một chiều, sau đó từ phía bên kia của van vào quả bóng. Các phụ kiện được ghép nối và có kích thước phù hợp, và tôi đã sử dụng một số keo để cố định chúng thêm và ngăn chặn bất kỳ rò rỉ khí nào…

Bước 6: Làm Hộp Đựng, Tay Cầm May

Thở dài được theo dõi bằng dây đeo ngực mà bạn sẽ đeo. Để chứa các thiết bị điện tử và nguồn điện, bạn phải chế tạo một "hộp đựng". Cái này sẽ di động và sẽ gắn vào dây đeo ngực. Bạn sẽ mang theo bên mình trong khi thực hiện các công việc hàng ngày và nó sẽ theo dõi hoạt động thở dài của bạn. Khi phát hiện thấy tiếng thở dài, thiết bị di động sẽ gửi tín hiệu không dây đến thiết bị chính. Ngoài ra, bạn có thể làm theo sơ đồ tôi đã cung cấp và tìm các phép đo về cách xây dựng hộp đựng. Hoặc bạn có thể chọn tạo phiên bản của riêng bạn, độc nhất hoặc cải tiến của riêng tôi. Tôi đã tạo mô hình của mình theo nhiều loại thiết bị theo dõi bệnh nhân, y tế khác nhau. Tôi chọn cáp RCA vì nó là một cách đơn giản để có hai dây bện, được đóng gói độc đáo với đầu cắm dễ cắm / rút phích cắm. Tôi đã trượt cáp RCA vào một chiều dài của ống cao su, vì lý do thẩm mỹ.

Bước 7: Xây dựng và lập trình mạch để phát hiện tiếng thở dài. Lắp ráp đồ điện tử vào hộp đựng

Theo sơ đồ mạch điện dưới đây. Một tệp PDF có độ phân giải cao hơn cũng được đính kèm. Lập trình Arduino bằng mã được cung cấp Để theo dõi nhịp thở, chúng tôi sẽ chế tạo một dây đeo ngực được trang bị cảm biến kéo giãn. Sự giãn nở và co lại của lồng ngực sẽ cung cấp cho chúng ta dữ liệu mà chúng ta có thể sử dụng, trong mã lệnh, để ngoại suy nhịp thở bình thường là gì, và do đó xác định mức hít vào lớn hơn bình thường (tiếp theo là thở ra lớn). Một chiết áp 10 hoặc 20K sẽ được sử dụng để quay số giá trị ngưỡng, giá trị này sẽ thể hiện mức độ lớn của một lần hít vào có liên quan đến một tiếng thở dài. Tôi đã mua cảm biến độ giãn của mình từ Merlin Robotics, một công ty ở Anh. Họ có nhiều kích cỡ khác nhau. Tôi đang sử dụng cảm biến 20cm. Trong mạch của tôi, tôi đang khuếch đại tín hiệu từ cảm biến bằng cầu điện trở và chip OpAmp (xem sơ đồ). Đây là phương pháp do nhà sản xuất gợi ý. Bạn có thể tìm thấy bảng dữ liệu trên internet. Lưu ý: Tôi tưởng tượng một ý tưởng tương tự có thể được thực hiện với cảm biến áp suất thay vì cảm biến căng. Bạn có thể gắn điểm áp suất trên cảm biến vào một số loại ống và quấn ống đó quanh ngực. Khoan các lỗ ở mặt trước của hộp đựng và gắn chiết áp, đèn LED báo, công tắc nguồn và phần đính kèm cảm biến căng (RCA, cái) vào nó từ phía sau trước khi vặn hộp lại với nhau. Tôi đang cấp nguồn cho Arduino bằng pin 9V. Tôi có 2 trong số chúng được đấu dây song song vì vậy tôi sẽ nhận được cùng một điện áp, nhưng tăng gấp đôi cường độ dòng điện (nó sẽ tồn tại lâu hơn).

Bước 8: Cắt và may Dây đeo ngực và gắn Cảm biến độ giãn

Ý tưởng cơ bản ở đây là một dây đeo bằng vải được quấn quanh ngực bởi các xương sườn phía dưới (nơi xảy ra nhiều chuyển động nhất). Cảm biến kéo giãn tạo ra một khoảng trống nhỏ trên dây đeo ngực, phần còn lại của dây đeo này không co giãn, do đó, hơi thở, sau đó làm biến dạng cảm biến khi cần thiết. Bạn sẽ phải đo chiều dài của dây đeo cho từng loại cơ thể của mình. Tôi may thêm một dải vải xung quanh dây đeo, để dây có thể nằm bên trong một cách an toàn. Ở phía trước, nơi kết nối cảm biến độ giãn, tôi đã may một 'ống tay áo' bằng vải có thể che phủ một cách lỏng lẻo cảm biến để nó không bị cọ xát hoặc hư hỏng. Ở mặt sau của dây đeo ngực, tôi tạo một hình đơn giản (như trên ba lô) để thắt chặt và nới lỏng dây đeo. Tôi đã có hình dạng được cắt bằng laser từ acrylic trong suốt (xem hình ảnh), nhưng bạn có thể tạo nó theo bất kỳ cách nào bạn có thể.

Bước 9: Một từ trên mạng không dây

Một điều tôi chưa nói đến, đó là cách thức giao tiếp không dây đang đạt được. Tôi đang sử dụng modem không dây xBee. xBee là một cách dễ dàng để tạo kết nối điểm-điểm không dây hoặc tạo mạng lưới. Để giao tiếp với bảng Arduino của tôi, tôi đã sử dụng bộ điều hợp xBee của LadyAda. Nó không tốn kém, dễ dàng kết hợp lại với nhau và có một trang web hướng dẫn chi tiết giải thích cách cấu hình nó. Thông qua sự kết hợp của trang web này và một chương về đài phát thanh xBee trong cuốn sách "Making Things Talk" (Tom Igoe), tôi đã triển khai, có thể là cách sử dụng đơn giản nhất của những chiếc radio này, thực sự khá mạnh mẽ. Tôi đã nhận được bộ điều hợp và xBees (+ cáp thích hợp) từ đây. Hướng dẫn cấu hình xBees ở đây. Điều duy nhất tôi không đi sâu vào là cách cấu hình xBees. Tôi đã làm điều đó rất dễ dàng (trên máy mac) bằng cách sao chép một số mã từ cuốn sách của Igoe sử dụng Xử lý để tạo một thiết bị đầu cuối đơn giản để lập trình xBee. Mã đó ở trang 198.

Bước 10: Hoàn thành

Chúc mừng! Bạn đã hoàn thành. Giờ đây, bạn có thể sử dụng Bộ sưu tập tiếng thở dài để theo dõi sức khỏe cảm xúc của mình.