Носимый датчик пульса: 10 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Описание Проекта

Этот проект посвящен разработке и созданию носимого устройства, которое будет учитывать здоровье пользователя, который будет его носить.

Его цель - действовать как экзоскелет, функция которого состоит в том, чтобы расслабить и успокоить пользователя в период тревоги или стрессовых ситуаций, излучая вибрацию в тех точках давления, которые мы имеем на теле.

Вибромотор будет включен, в то время как фотоплетизмографический датчик пульса получит в течение некоторого времени повышенный диапазон ускоренных жестких пульсаций. Когда частота пульса уменьшается, что означает, что пользователь успокоился, вибрации прекращаются.

Краткое размышление как заключение

Благодаря этому проекту мы смогли применить часть знаний, полученных в классных упражнениях, в которых мы работаем над несколькими электрическими цепями, используя разные датчики и двигатели в реальном случае: носимое устройство, которое расслабляет пользователя в период беспокойства или стрессовые ситуации.

В этом проекте мы разработали не только творческую часть при проектировании и пошиве патрона, но и инженерное направление, и мы смешали их все вместе в одном проекте.

Мы также применяем на практике электрические знания при создании электрической схемы на макетной плате и передаче ее на LilyPad Arduino при пайке компонентов.

Запасы

Фотоплетизмографический датчик пульса (аналоговый вход)

Датчик пульса - это датчик пульса для Arduino, работающий по принципу plug-and-play. Датчик имеет две стороны, на одной стороне размещен светодиод вместе с датчиком внешней освещенности, а на другой стороне - какие-то схемы. Он отвечает за работу по усилению и шумоподавлению. Светодиод на передней панели датчика расположен над веной человеческого тела.

Этот светодиод излучает свет, который падает прямо на вену. В венах кровь течет только тогда, когда сердце работает, поэтому, если мы будем следить за потоком крови, мы сможем также контролировать сердцебиение. Если поток крови обнаружен, то датчик внешней освещенности улавливает больше света, поскольку они будут отражаться кровью, это незначительное изменение принимаемого света анализируется с течением времени, чтобы определить наше сердцебиение.

Он состоит из трех проводов: первый подключен к земле системы, второй - + 5В, а третий - пульсирующий выходной сигнал.

В проекте используется один датчик пульса. Он расположен ниже запястья, чтобы он мог обнаруживать резкую пульсацию.

Вибрационный двигатель (аналоговый выход)

Этот компонент представляет собой двигатель постоянного тока, который вибрирует при получении сигнала. Когда он больше не получает его, он останавливается.

В проекте используются три вибромотора, чтобы успокоить пользователя с помощью трех различных точек расслабления, расположенных на запястье и руке.

Ардуино Уно

Arduino Uno - это микроконтроллер с открытым исходным кодом и плата, разработанная Arduino.cc. Плата оснащена наборами цифровых и аналоговых контактов ввода / вывода (I / O). Он также имеет 14 цифровых контактов, 6 аналоговых контактов и программируется с помощью Arduino IDE (интегрированная среда разработки) через USB-кабель типа B.

Электропровод

Электрические провода - это проводники, передающие электричество из одного места в другое.

В проекте мы использовали их для подключения электрической цепи, приваренной к бакелитовой пластине, к контактам Arduino.

Другие материалы:

- браслет

- Черная нить

- Черный краситель

- ткань

Инструменты:

- Сварщик

- Ножницы

- Иглы

- Картонный манекен для рук

Шаг 1:

Во-первых, мы создали электрическую схему, используя прототипную плату, чтобы мы могли определить, какой должна быть схема и какие компоненты мы хотим использовать.

Шаг 2:

Затем мы сделали последнюю схему, которую собирались вставить внутрь манекена, припаяв компоненты оловянным припоем. Схема должна выглядеть как на фотографии выше.

Каждый кабель должен быть подключен к соответствующему порту в Arduino Uno, и рекомендуется закрыть электрическую часть проводки, чтобы избежать короткого замыкания изолентой.

Шаг 3:

Мы запрограммировали код с помощью программного обеспечения Arduino и зарядили его в Arduino с помощью USB-кабеля.

// буфер для фильтрации низких частот # define BSIZE 50 float buf [BSIZE]; int bPos = 0;

// алгоритм сердцебиения

#define THRESHOLD 4 // порог обнаружения unsigned long t; // последнее обнаруженное сердцебиение float lastData; int lastBpm;

void setup () {

// инициализируем последовательную связь со скоростью 9600 бит в секунду: Serial.begin (9600); pinMode (6, ВЫХОД); // объявляем вибратор 1 pinMode (11, OUTPUT); // объявляем вибратор 2 pinMode (9, OUTPUT); // объявляем вибратор 3}

void loop () {

// считываем и обрабатываем входные данные датчика на аналоговом выводе 0: float loadedData = processData (analogRead (A0));

//Serial.println(processedData); // раскомментируйте это, чтобы использовать серийный плоттер

if (processingData> THRESHOLD) // выше этого значения считается тактом

{if (lastData <THRESHOLD) // при первом превышении порога мы вычисляем BPM {int bpm = 60000 / (millis () - t); if (abs (bpm - lastBpm) 40 && bpm <240) {Serial.print ("Новое сердцебиение:"); Последовательная печать (уд / мин); // показать на экране биты в минуту Serial.println ("bpm");

if (bpm> = 95) {// если bpm выше 95 или 95…

analogWrite (6, 222); // вибратор 1 вибрирует

analogWrite (11, 222); // вибратор 2 вибрирует analogWrite (9, 222); // вибратор 3 вибрирует} else {// если нет (ударов в минуту ниже 95)… analogWrite (6, 0); // вибратор 1 не вибрирует analogWrite (11, 0); // вибратор 2 не вибрирует analogWrite (9, 0); // вибратор 3 не вибрирует}} lastBpm = bpm; t = миллис (); }} lastData = processingData; задержка (10); }

float processData (int val)

{buf [bPos] = (float) val; bPos ++; если (bPos> = BSIZE) {bPos = 0; } среднее значение с плавающей запятой = 0; для (int я = 0; я <BSIZE; я ++) {среднее + = buf [я]; } return (float) val - среднее значение / (float) BSIZE; }

Шаг 4:

В процессе проектирования мы должны были учитывать расположение точек давления в теле, чтобы знать, где должны быть размещены вибромоторы, и мы выбрали три из них.

Шаг 5:

Чтобы получить носимое устройство, сначала мы покрасили браслет телесного цвета с помощью черного красителя, следуя инструкции к продукту.

Шаг 6:

Получив браслет, мы проделали четыре отверстия в картонном манекене. Три из них были сделаны для извлечения трех вибромоторов, которые мы использовали в электрической цепи, а последний был сделан для размещения датчика пульса на запястье манекена. Кроме того, мы сделали небольшой разрез на браслете, чтобы последний датчик был виден.

Шаг 7:

Позже мы проделали последнее отверстие в нижней части картонной руки, чтобы подключить и отсоединить USB-кабель от компьютера к плате Arduino для питания схемы. Мы сделали последний тест, чтобы убедиться, что все работает хорошо.

Шаг 8:

Чтобы придать нашему продукту более настраиваемый дизайн, мы рисуем и вырезаем круг гранатового цвета, в который затем вышили несколько линий, изображающих удары электрического сердца.

Шаг 9:

Наконец, когда черный браслет накрывал вибромоторы, мы вырезали и сшили три маленьких сердца на носителе, чтобы узнать их местонахождение.