Сделай сам датчик дыхания с Arduino (проводящий вязаный датчик растяжения): 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Этот датчик, сделанный своими руками, будет представлять собой вязаный токопроводящий датчик растяжения. Он будет обволакивать вашу грудь / живот, и когда ваша грудь / живот расширяется и сжимается, то вместе с датчиком и, следовательно, входными данными, которые передаются на Arduino. Так что имейте в виду, что это не совсем точный способ отслеживать каждое дыхание, и иногда движения тела могут влиять на датчик, поскольку все дело в том, как он растягивается. Кроме того, что касается стабильности, я обнаружил, что диапазон чисел может довольно сильно колебаться, если датчик не сохраняет постоянную герметичность вокруг тела, но если вы просто стоите и дышите, он довольно точен / чувствителен на улавливая легкое расширение грудной клетки при каждом вдохе.

Во время исследования в Интернете я нашел довольно много датчиков дыхания, сделанных своими руками, но у них нет всей конкретной информации, необходимой для того, чтобы сделать один и самостоятельно подключить к Arduino. Вот некоторые из этих источников, которые я собрал вместе, чтобы дать вам полную историю этого урока:

www.kobakant.at/DIY/?p=1762

cargocollective.com/nelramon/i-Breathe

hackingthebody.wordpress.com/2014/01/03/bluetooth-stretch-breath-sensor/

itp.nyu.edu/~ek1669/blog/?p=769

Обратите внимание: я только новичок в электричестве / схемах / ардуино / кодировании, поэтому я приветствую любые предложения или исправления, если вы их найдете!

Шаг 1. Материалы и инструменты

Материалы / Инструменты:

• Катушка с проводящей пряжей (я купил ее у Sparkfun: https://www.sparkfun.com/products/12806) (ОБНОВЛЕНИЕ: похоже, они списали ее, так что это должно работать от Adafruit: https://www.adafruit.com / product / 603)
• Катушка эластичной пряжи, я использовал марку HiKoo CoBaSi (я обнаружил, что пряжа с некоторым растяжением лучше, потому что этот датчик зависит от способности расширяться и сжиматься. Если вы используете жесткую пряжу, датчик также не будет расширяться и сжиматься.)
• Застежка-липучка (около 6 дюймов… может состоять из нескольких частей меньшего размера, она используется для фиксации датчика вокруг себя) ИЛИ ЗАЖИМ-ЗАЖИМ! (На самом деле я обнаружил, что зажим для папки лучше всего подходит для плотной посадки)
• Обычная швейная нить (~ 1 ярд)
• Спицы (я использовала размер: 5)
• Швейная иголка
• Комплект резисторов (x1) (Требуется ряд различных резисторов, тот, который вам нужен, зависит от длины вашей полосы и плотности швов. Я не думаю, что вам понадобится резистор меньше 10 кОм. уровни сопротивления изменяют выходные числа, найденные в последовательном мониторе)
• Зажимы-крокодилы (2 шт.)
• Кабели-перемычки (7 шт.)
• Ардуино Уно
• Компьютер (ПК или MAC)
• Кабель USB A - B
• Вольтметр
• Хлебная доска

Шаг 2: вязать

Начните с вязания ленты шириной 2 дюйма, сочетающей проводящую и эластичную пряжу.

Вяжите проводящей и эластичной пряжей, как если бы это была одна пряжа!

Можно использовать стандартную строчку. У меня было 10 петель в поперечнике и около 30 дюймов в длину.

Если вы не умеете вязать, Youtube - ваш друг.:) ** Совет: найдите видео, которые относятся к вашей доминирующей руке. Этот мне помог:

Шаг 3. Пришейте липучку к трикотажной ленте (ДОПОЛНИТЕЛЬНО)

На одном конце трикотажной ленты пришейте несколько дюймов липучки (я рекомендую использовать жесткую половину липучки).

** ДОПОЛНИТЕЛЬНО: если у вас нет застежки-липучки, пропустите этот шаг и просто используйте ЗАЖИМ, чтобы закрепить ремешок вокруг себя. Я обнаружил, что зажим для папок может работать лучше, чтобы плотно прилегать!

Шаг 4: Пришейте больше липучки (ДОПОЛНИТЕЛЬНО)

Переверните ленту и пришейте другую подходящую по цвету липучку (мягкую половину, если вы использовали твердую половину с другой стороны) на другой конец трикотажной ленты. Вам нужно, чтобы длина этой липучки была немного длиннее, прибл. 7 дюймов.

*** Перед тем, как начать шить, убедитесь, что когда вы оборачиваете ленту вокруг себя, половинки застежки-липучки совпадают!

** ДОПОЛНИТЕЛЬНО: если у вас нет застежки-липучки, пропустите этот шаг и просто используйте ЗАЖИМ, чтобы закрепить ремешок вокруг себя. Я обнаружил, что зажим для папок может работать лучше, чтобы плотно прилегать!

Шаг 5: Постройте схему

Используйте фотографии на этом шаге, чтобы подключить Arduino к датчику.

Прикрепите к вязанной ленте 2 зажима из кожи аллигатора, по одной с каждого конца. Степень растяжения будет измеряться только между этими двумя точками. ** Обязательно надежно закрепите ленту и выберите место, где большая часть токопроводящей пряжи обнажена, важно, чтобы токопроводящая пряжа и металлический зажим соприкасались (я пытался проверить это соединение с помощью вольтметра, но я обнаружил, что даже если он работает, это не обязательно показывает, что он на вольтметре, я рекомендую подключить всю схему, а затем посмотреть, как выглядят числа на вашем последовательном мониторе, чтобы увидеть, работает ли он) **

Используйте это руководство по аналоговому входу, предоставленное Arduino, чтобы помочь подключить вашу схему. (Просто замените светочувствительный резистор вязанной лентой + зажимы из крокодиловой кожи, и это точная диаграмма / схема, которая вам нужна).

Шаг 6: загрузите код Arduino в Arduino

Если вы никогда раньше не использовали Arduino, перейдите на эту страницу «Начало работы» и загрузите программное обеспечение Arduino (это бесплатно!).

После загрузки программного обеспечения на свой компьютер откройте программу и выполните следующие действия:

1. Откройте скетч «AnalogReadSerial». (Файл> Примеры> Основы> ReadAnalogSerial).
2. Подключите Arduino Uno (и подключенную схему) к компьютеру через кабель USB A - B.
3. Щелкните значок «Загрузить» (выглядит как стрелка) в окне эскиза (убедитесь, что в разделе «Инструменты» выбраны правильная плата (Arduino Uno) и последовательный порт).
4. Оставьте Arduino подключенным к компьютеру, а затем щелкните значок «Serial Monitor» (выглядит как увеличительное стекло)
5. Это должно открыть окно, называемое последовательным монитором, и вы должны увидеть поток чисел. Растяните сенсор и смотрите, как меняются числа!

СОВЕТЫ ПО УСТРАНЕНИЮ НЕИСПРАВНОСТЕЙ, ЕСЛИ ВЫ НЕ ВИДИТЕ ПОТОК ЦИФРОВ:

• Если вы не видите никаких цифр или видите серию странных символов, убедитесь, что скорость передачи данных установлена на 9600 в раскрывающемся меню монитора последовательного порта.
• Убедитесь, что все ваши соединения безопасны
• Попробуйте другой уровень резистора
• Попробуйте закрепить зажимы из кожи аллигатора на меньшем участке вязаной ленты. Если токопроводящая пряжа порвется в каком-то месте между зажимами из крокодиловой кожи, это не сработает.

Шаг 7: Проверьте это

Оберните его вокруг себя и следите за числами, пока дышите! Возможно, вам придется попробовать разные резисторы, чтобы получить правильный диапазон чисел, который подходит для вашего конкретного проекта.

Поэкспериментируйте, надев браслет на разные области груди / живота. Вам, вероятно, понадобятся более длинные провода, чем зажимы из крокодиловой кожи, когда они будут окружать вас. Думаю, он лучше всего смотрится под одеждой или поверх небрежной одежды.

Теперь вы можете взять этот код и датчик, изменить его, как хотите, и применить множеством разных способов!

Пример идеи: сделайте так, чтобы светодиод менял яркость с каждым вдохом.