Часы с монитором зоны сердечного ритма: 19 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Колледж - это беспокойное и хаотичное время в жизни, поэтому очень важно поддерживать низкий уровень стресса. Один из способов, которым нам нравится делать это, - это тренировки, они помогают сохранять ясность ума и чувствовать себя здоровым. Вот почему мы создали портативный биосенсор, который использует частоту сердечных сокращений человека во время интенсивной тренировки, чтобы предоставлять пользователям информацию о зоне сердечного ритма, в которой они находятся.

Это способ помочь пользователям убедиться, что они не напрягают и не толкают свое тело слишком сильно, превышая максимальную частоту сердечных сокращений, до опасной точки. Этот датчик также поможет пользователям, которые пытаются похудеть или повысить свою выносливость, убедившись, что они поддерживают частоту сердечных сокращений в определенных зонах.

Шаг 1. Зоны частоты пульса

На этом изображении выше показаны различные зоны частоты пульса. Каждый раз, когда пользователь входит в новую зону, часы загораются все чаще, чтобы предупредить пользователя о том, в какой зоне он сейчас находится. Если пользователь превысит максимальную частоту пульса, часы станут красными и начнут вибрировать. Максимальная частота пульса рассчитывается с учетом возраста человека и вычитанием его из 220.

Шаг 2: материалы, которые вам понадобятся

Ниже приведен список материалов и инструментов, которые вам понадобятся для этого проекта:

Материалы

1. Флора от Adafruit
2. Датчик пульса
3. Вибрационный мини-моторный диск
4. Кольцо NeoPixel - 12 светодиодов RGBW - Холодный белый
5. Диод
6. Резистор 220 ом
7. NPN транзистор
8. Зажимы из кожи аллигатора
9. Манжета для часов на липучке
10. Аккумулятор
11. Провода
12. Кнопка (необязательно)

Многие из этих материалов можно найти по этой ссылке:

Инструменты

1. Комплект для пайки / материалы
2. Иголка и нитка
3. Программное обеспечение Arduino
4. Инструмент для зачистки проводов
5. При необходимости клей
6. Ножницы

Шаг 3: подготовка и предыстория

Чтобы иметь возможность использовать эти материалы, полезно знать и понимать, что некоторые из них делают.

Флора - это носимая электронная платформа Adafruit. Это очень удобное для новичков устройство, небольшое с блоком питания, которое легко использовать. На изображении выше показано, где все находится на Флоре.

Для получения дополнительной информации о Flora's посетите этот веб-сайт:

NeoPixels также является брендом Adafruit для цветных пикселей и полосок RGB с индивидуальной адресацией. Еще одна важная вещь, которую следует отметить, заключается в том, что они не просто загораются сами по себе, для них требуется микроконтроллер, такой как Arduino, и кодирование. Чтобы NeoPixels могли делать то, что вы хотите, требуется некоторая практика программирования, поэтому нам пришлось изучить это для нашего проекта. Программирование было чрезвычайно важным для этого проекта, и опыт в этой области поможет.

Для получения дополнительной информации о Neopixel вы можете посетить этот веб-сайт:

Датчик пульса от Adafruit также используется для измерения вашего пульса. Затем мы реализуем код, чтобы он вычислял количество ударов в минуту (BPM) для этого проекта.

Для получения дополнительных инструкций и информации по датчику пульса перейдите по этой ссылке:

Существуют библиотеки, которые вам нужно будет загрузить в программное обеспечение Arduino, чтобы код мог взаимодействовать с вашим устройством с помощью определенных команд. По этой ссылке ниже показано, как загружать библиотеки в Arduino.

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

Вам понадобятся следующие библиотеки:

1. Библиотека Adafruit NeoPixel

2. Игровая площадка для датчика пульса

3. Пиксельная библиотека Adafruit Flora

Нажмите «клонировать или загрузить» и следуйте инструкциям по ссылке выше, чтобы включить их в свой код.

Благодарности

Особое спасибо Adafruit, который предоставил нам часть кода, используемого для нашего конечного продукта!

Шаг 4: Информация о безопасности

При работе над различными проектами действительно важно всегда помнить о безопасности вас и окружающих. Во-первых, важно всегда отсоединять USB от компьютера, когда вы перемещаете и подключаете провода к Flora, чтобы вы не ударили себя током.

1. Храните жидкости подальше от этого устройства в случае разлива, который может повредить контур.

2. Избегайте протекания тока через ваше тело, касаясь только проводов и других металлических цепей при выключенном питании.

Предупреждение: это не медицинское устройство, оно строго предупреждает вас, если ваша частота пульса превысила максимальную частоту пульса, его не следует сравнивать с пульсометром в мире медицины. Если вы чувствуете себя истощенным / утомленным, и часы не предупреждают вас о том, что ваша частота пульса превышает максимальную, вам все равно следует прекратить то, что вы делаете, поскольку часы не всегда могут быть точными.

Шаг 5: Подсказки и подсказки

Вот несколько советов, если вы застряли в пути:

Советы по устранению неполадок:

• NeoPixels может отображать множество различных узоров света, чтобы убедиться, что это работает, используйте образец кода, предоставленный библиотекой NeoPixel.
• Вы можете использовать мультиметр для измерения непрерывности между соединениями после пайки, чтобы убедиться, что эти соединения выполнены правильно.
• Убедитесь, что датчик пульса надежно закреплен на манжете, чтобы артефакт движения не влиял на показания пульса.
• На этапе прототипирования, если у вас не получается хорошее соединение, убедитесь, что зажимы типа «крокодил» прикреплены правильно.

• Если код не работает должным образом, скопируйте и вставьте части кода в отдельное окно.

  1. Загрузите код после копирования и вставки каждой части
  2. Это покажет вам, где ваш код работает, а где не работает.

Выводы:

• Вибрационный двигатель можно подключить с помощью диода, резистора и транзистора вместо контроллера двигателя Hectic. Мы нашли этот метод самым дешевым вариантом.
• Чтобы сэкономить время и нервы, обязательно используйте зажимы из крокодиловой кожи для создания прототипов. Вы не хотите паять прототип, а затем обнаружите, что соединение не работает.

Шаг 6: Сборка 1. Подключение NeoPixel Ring к Flora

Для начала возьмите кольцо NeoPixel и прикрепите его с помощью 3 проводов и зажимов из крокодиловой кожи. Вы будете использовать зажимы из крокодиловой кожи для создания прототипа и в конечном итоге спаяете детали вместе, как только вы будете удовлетворены продуктом.

1. Подключите один провод, идущий от «IN» на кольце Neopixel к «# 6».
2. Присоедините один провод от «PWR» на кольце NeoPixel к «VBATT» на флоре.
3. Подключите один провод от «GND» на кольце NeoPixel Ring к «GND» на флоре.

Шаг 7: Сборка 2 - Подключение кнопки к Flora

ЭТОТ ШАГ НЕОБЯЗАТЕЛЬНЫЙ … если вам нужна кнопка, вы можете добавить ее, мы закончили тем, что для этого шага использовали переключатель включения / выключения, расположенный на Flora, поэтому он не включен в код.

На этом этапе вам нужно…

1. Подключите провод от любой из 4 ножек кнопки к "# 12" на флоре.
2. Подключите провод от любой из оставшихся 3 ножек кнопки к "GND" на флоре.

Шаг 8: Сборка 3- Подключение вибромотора к Flora

Для подключения вибромотора к флоре мы использовали диод, транзистор и резистор. Вы хотите сначала…

1. Используйте зажимы из крокодиловой кожи, чтобы прикрепить красный провод вибромотора к концу диода, ближайшему к полосе на нем.
2. Присоедините синий провод вибромотора к другому концу диода.

Шаг 9: Сборка 4- Подключение вибромотора к Flora (продолжение)

Теперь подключите диод на одном конце диода (идёт от красного провода вибромотора) к "3.3V" на Flora.

Шаг 10: Сборка 5- Подключение вибромотора к Flora (продолжение)

Возьмите другую сторону диода и, схватив свой транзистор, подключите его к коллектору транзистора (правый вывод транзистора).

Шаг 11: Сборка 6- Подключение вибромотора к Flora (продолжение)

Найдите эмиттер транзистора (левый вывод транзистора) на массу.

Шаг 12: Сборка 7- Подключение вибромотора к Flora (продолжение)

Последний шаг в подключении вибродвигателя к Flora - найти базу транзистора (центральный контакт транзистора) и подключить его к резистору, а затем резистор к "GND" на Flora.

Шаг 13: Сборка 8- Подключение датчика пульса к Flora

На этом этапе вам необходимо выполнить три проводных соединения.

1. Подключите фиолетовый провод датчика пульса к «# 10» на Flora.
2. Подключите красный провод датчика пульса к «3.3V» на Flora.
3. Подключите черный провод датчика пульса к "GND" на Flora.

Шаг 14: Сборка 9- Присоединение батареи к Flora

Найдите провода батареи с белым соединением на конце, подключите эту часть к компоненту батареи, расположенному на Flora.

Шаг 15: Сборка 10 - Полная принципиальная схема

На этом схема со всеми зажимами типа «крокодил» завершена. Это может показаться беспорядком, но теперь все соединения установлены! Теперь отдельные соединения можно спаять, чтобы часы стали более компактными.

Шаг 16: Наконец… Код

Как только схема будет завершена, сборке потребуется код, который заставит ее делать то, что мы хотим. Код github собирает данные о частоте пульса от датчика пульса Adafruit и классифицирует их по 5 зонам частоты пульса. Когда ЧСС человека попадает в определенные зоны, кольцо Neopixel загорается в соответствии с зоной, в которой он / она находится. Когда ЧСС человека приближается к максимальной ЧСС, Neopixel окрашивается в красный цвет, а вибрирующий двигатель начинает работать. быть активированным, указывая на то, что ЧСС находится в опасной зоне и человеку необходимо замедлить темп.

Шаг 17: сборка часов

После спайки частей вместе, как показано на принципиальной схеме, пора собирать часы!

Кольцо NeoPixel помещается поверх Flora и может быть прикреплено с помощью клея или надежно пришито, используя открытое отверстие в NeoPixel, которое не было припаяно. Запустите свой код на этом этапе, чтобы увидеть, где загорается первый neoPixel, чтобы положить часы в удобной для вас ориентации. Убедитесь, что вы НЕ закрываете переключатель включения / выключения при выполнении этого шага. Флора также пришивается к манжете через оставшиеся отверстия снаружи.

Аккумулятор можно спрятать под кольцо Flora / NeoPixel вместе с вибратором (и насадками).

Затем датчик пульса надежно пришивается к той части часов, которая будет прикреплена к нижней части вашего запястья. При этом убедитесь, что ваша правая сторона обращена вверх.

Не стесняйтесь собирать по-разному в зависимости от доступных вам материалов!

Шаг 18: конечный продукт

Вот так должен выглядеть конечный продукт. Функционал и стилист!

Шаг 19: Дальнейшие идеи

Один из способов развить эту идею - добавить кнопку, которая ранее была показана в инструкции как необязательная.

Другой способ - добавить отдельный код, который можно использовать, когда вы не занимаетесь. Это могут быть часы реального времени, где один пиксель показывает часовую стрелку, а другой - минутную. Для получения дополнительной информации по этой ссылке для функции часов реального времени.