Коллекционер вздохов: 10 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:54

Вздох v. I. [имп. & п. п. {Вздохнул}; п. пр. & vb. п. {Вздыхает}.] 1. Вдохнуть большее количество воздуха, чем обычно, и немедленно его выдохнуть; сделать глубокое единичное слышимое дыхание, особенно в результате или в результате непроизвольного выражения усталости, истощения, горя, печали и т.п. [1913 Webster] Описание: Это инструкции по созданию системы домашнего мониторинга, которая измеряет и «собирает» вздохи. Результатом является физическая визуализация количества вздохов для личного использования в домашних условиях. Проект состоит из двух частей. Первая часть представляет собой стационарный агрегат, который при получении соответствующего сигнала надувает большую красную воздушную камеру. Вторая часть - это мобильный блок, который носит пользователь, который контролирует дыхание (через нагрудный ремень) и передает сигнал на стационарный блок по беспроводной связи при обнаружении вздоха. Предположения: 1. У вас есть базовые знания о методах строительства и изготовления, а также доступ к соответствующим инструментам и средствам. 2. У вас есть практические знания в области физических вычислений (чтение принципиальных схем) 3. Вас переполняет тревога, связанная с жизнью в неудачном состоянии, и вас разочаровывает то, что большинство ваших домашних предметов относятся только к физическому, а не к эмоциональному здоровью.

Шаг 1: Необходимый материал

Вот обзор материалов, которые потребуются. На каждой отдельной странице есть более подробная информация и ссылки о том, где вы можете приобрести некоторые из этих материалов. Физические материалы:> 1, 4x8 лист фанеры. Я использовал кусок кленового слоя магазинного качества.> 2, 2x2 для каркаса> ~ 2 ярда красной нейлоновой ткани для ремешка> Немного свободной красной ткани из магазина тканей> Латексная трубка (внутренний диаметр: 1/8 дюйма, внешний: 1/4 ")> Шурупы (5/16, 3", 4 ")> 1 воздушный насос с питанием от аккумуляторной батареи (перезаряжаемый быстродействующий насос Coleman)> 1 однонаправленный« обратный клапан »> кусок садового шланга> жидкость Latex & Red Pigment, или какой-то большой красный шар. Электроника, Разное:> 1, датчик растяжения 20 см> 1 красный кабель RCA, штекерные и женские разъемы> 1 потенциометр 10K с ручкой большого размера> 1 трехпозиционный переключатель> 2 микроконтроллера Arduino (Diecimille или новее)> 2 зажима для батарей 9 В с 5-миллиметровыми (центральный положительный) штекерными гнездами.> 2 беспроводных модуля xBee> 2 экранирования xBee от LadyAda> 1 кабель FTDI для программирования xBee> 1 LMC662, "Rail-to- rail "Микросхема операционного усилителя> Компоненты разной электроники (см. принципиальные схемы).

Шаг 2: Постройте и запрограммируйте схему. Взломать воздушный насос

Мне нравится начинать с того, что сначала заставляют работать электронику, обычно с прототипа того, что я хочу построить (сделанного из дешевой внешней фанеры или даже картона и горячего клея). Электроника разделена на две части. Эта часть - приемный конец. Он будет получать беспроводной сигнал от носимого устройства и использовать этот сигнал для включения воздушного насоса на ~ 2 секунды, а затем его выключения. Между насосом и баллоном находится так называемый обратный клапан, который позволяет воздуху проходить в одном направлении, но не другой. Воздушный насос представляет собой перезаряжаемый «Quickpump» компании Coleman. Мне это нравится из-за перезаряжаемой батареи и носовых приспособлений разного размера. Откройте насос и переделайте тумблер, чтобы он перемыкал между батареей и одной клеммой двигателя. Другой вывод двигателя будет работать на коллекторе транзистора TIP120. Для этого вам придется отпаять черный провод от второй клеммы двигателя, а также отпаять провод, идущий от зарядного устройства к другому концу тумблера. Убедитесь, что аккумулятор двигателя заземлен вместе с источником питания Arduino. Постройте схему, как показано на схеме ниже. Также прилагается PDF-файл с более высоким разрешением. Запрограммируйте Arduino с помощью кода, предоставленного в текстовом файле. Вам необходимо установить эту библиотеку. Если вы не знаете, как работать с Arduino, вот несколько ссылок, чтобы вы могли изучить:> Основной веб-сайт Arduino> Freeduino - Хранилище знаний и ссылок Arduino> NYU, ITP's in- домашний сайт физических вычислений с учебными пособиями и ссылками.

Шаг 3: Соберите основной блок вздохосборника

Для краткости я не буду подробно описывать каждый шаг в процессе сборки основного блока. Достаточно сказать, что он может быть настолько простым или сложным, насколько вы пожелаете; все, что угодно, от картона и горячего клея до материалов, изготовленных по индивидуальному заказу, или более сложных материалов. Я сконструировал свой таким образом, что не означает, что это единственный способ сделать это. Если вы хотите следовать или уточнить мои инструкции, см. Диаграмму ниже. Опять же, прилагается PDF-файл с более высоким разрешением. На схеме вы найдете точные размеры и спецификации того, как построить блок, изображенный ниже. Как было сказано в Шаге 2, я построил шахту из фанеры кленового сорта. Имеет красивое зерно и хорошо режет. Поверхность оставил сырой. Пара замечаний по дизайну: все винты я решил вкрутить изнутри, чтобы снаружи их не было видно. Проникнуть дрель внутрь агрегата может быть непросто, поэтому я рекомендую собирать его по частям. Я наклонил нижние края рамки 2x2, чтобы они выглядели более гладкими, когда они видны. Верхняя часть со скошенными углами и круглым отверстием снимается для облегчения ремонта внутренних частей. Насос и электроника будут находиться внутри коробки, на полке, которая поддерживается двумя из 2x2 на внутренней раме (см. Диаграмму). Причина, по которой я построил ее на раме, состоит в том, чтобы углы оставались квадратными. В противном случае фанера может покоробиться. Таким образом, все можно скрепить винтами и, следовательно, легко разбить на части.

Шаг 4: сделайте воздушный пузырь

Я хотел, чтобы мой воздушный пузырь был более органичным и мясистым, поэтому я вылил его из жидкого латекса. Жидкий латекс самых разных сортов можно купить в ремесленном магазине, магазине реквизита или просто в Интернете. Я смешал латекс с красным пигментом, чтобы окрасить его, и нарисовал его слоями на внешней стороне большого воздушного шара. Множество слоев образовали большой мягкий воздушный шар с текстурой, которую я создал с помощью кисти. Вместо этого можно было бы использовать простой воздушный шар, пляжный мяч или даже мешок для мусора. Посетите этот веб-сайт, чтобы узнать о различных типах воздушных шаров большого размера.

Шаг 5: объедините электронику с основным блоком. Установите обратный клапан и насос

Поместите воздушный насос и контур внутри основного блока на нижнюю полку. Теперь пришло время соединить воздушный насос и воздушный пузырь / баллон, который будет находиться на поверхности. Мы хотим, чтобы воздух шел только в одном направлении, а не выходил в другом, поэтому мы используем то, что называется «обратным клапаном». Основной принцип заключается в том, что откидная дверь, резиновая диафрагма или шар вытесняются воздухом, идущим в одну сторону, но затем не позволяют воздуху возвращаться обратно. Я купил свой обратный клапан на веб-сайте Макмастера Карра; В частности, это обратный клапан из ПВХ. Я использую шланг диаметром 1 дюйм. Этот был привлекательным для меня из-за очень низкого «давления срабатывания», или давления, необходимого для смещения барьера. <0,1 фунта на квадратный дюйм !! Я использовал простой садовый шланг для запуска от насос, к обратному клапану, затем с другой стороны клапана в баллон. Фитинги соединены и имеют правильный размер, и я использовал немного клея, чтобы закрепить их и предотвратить любые утечки воздуха …

Шаг 6: Соберите футляр для переноски, пришейте ручку

Вздыхание контролируется нагрудным ремнем, который вы будете носить. Чтобы удерживать электронику и блок питания, необходимо соорудить «чехол для переноски». Он будет мобильным и будет крепиться к нагрудному ремню. Вы будете носить его с собой, пока будете выполнять свои повседневные задачи, и он будет контролировать вашу активность вздохов. При обнаружении вздоха мобильное устройство отправит беспроводной сигнал на основной блок. Вы снова можете следовать схеме, которую я предоставил, и найти размеры для того, чтобы построить ящик для переноски. Или вы можете сделать свою собственную уникальную версию или улучшить мою. Я смоделировал свой по образцу различных медицинских устройств для наблюдения за пациентами. Примечания: я проложил кабель RCA между цепью и датчиком / нагрудным ремнем (шаги 7 и 8), чтобы его можно было легко подключать и вынимать из коробки. Я выбрал кабель RCA, потому что это простой способ получить два многожильных провода, красиво упакованных с легко подключаемым / отсоединяемым разъемом. Из эстетических соображений я вставил кабель RCA в отрезок латексной трубки.

Шаг 7: Постройте и запрограммируйте схему для обнаружения вздохов. Поместите электронику в футляр для переноски

Следуйте приведенной ниже схеме. Также прилагается PDF-файл с более высоким разрешением. Запрограммируйте Arduino с помощью предоставленного кода. Чтобы контролировать дыхание, мы будем делать нагрудный ремень, оснащенный датчиком растяжения. Расширение и сжатие грудной клетки предоставит нам данные, которые мы можем использовать в коде, чтобы экстраполировать, что такое нормальное дыхание, и, следовательно, определить с помощью большего, чем обычно, вдоха (с последующим большим выдохом). Потенциометр 10 или 20 кОм будет использоваться для набора порогового значения, которое будет отображать, насколько большой вдох связан со вздохом. Я купил свой датчик растяжения у компании Merlin Robotics, компании в Великобритании. У них есть разные размеры. Я использую датчик 20см. В своей схеме я усиливаю сигнал от датчика с помощью резистивного моста и микросхемы операционного усилителя (см. Схему). Это метод, предложенный производителем. Вы можете найти техническое описание в Интернете. Примечание: я предполагаю, что аналогичная идея может быть реализована с датчиком давления вместо датчика растяжения. Вы можете прикрепить точку давления на датчике к какой-нибудь трубке и обернуть эту трубку вокруг груди. Просверлите отверстия в передней части футляра для переноски и прикрепите к нему потенциометр, светодиодный индикатор, выключатель питания и датчик растяжения (RCA, розетка) с задней стороны, прежде чем снова скручивать коробку. Я питаю Arduino от батареи 9 В. У меня два из них подключены параллельно, так что я получу то же напряжение, но удвоенную силу тока (это прослужит дольше).

Шаг 8: Отрежьте и сшейте нагрудный ремень и прикрепите датчик растяжения

Основная идея здесь в том, что тканевый ремешок оборачивается вокруг груди за нижние ребра (там, где происходит наибольшее движение). Датчик растяжения закрывает небольшой промежуток в нагрудном ремне, остальная часть которого не растягивается, поэтому дыхание впоследствии деформирует датчик по мере необходимости. Вам нужно будет измерить длину ремешка в соответствии с вашим индивидуальным телосложением. Я пришила дополнительную полоску ткани вокруг ремешка, чтобы провода могли спокойно сидеть внутри. Спереди, где находится разъем датчика растяжения, я сшил «рукав» из ткани, который неплотно закрывает датчик, чтобы он не царапался и не повредился. На задней части нагрудного ремня я сделал простую форму (например, на рюкзаке) для затягивания и ослабления ремня. У меня была форма, вырезанная лазером из прозрачного акрила (см. Изображение), но вы можете сделать ее как угодно.

Шаг 9. Несколько слов о беспроводной связи

Одна вещь, о которой я еще не говорил, - это то, как достигается беспроводная связь. Я использую беспроводные модемы xBee. xBee - это простой способ установить беспроводное двухточечное соединение или создать ячеистую сеть. Для взаимодействия с моей платой Arduino я использовал адаптер xBee от LadyAda. Он недорогой, его легко собрать, и есть подробный веб-сайт с инструкциями, объясняющий, как его настроить. С помощью комбинации этого веб-сайта и главы о радио xBee в книге «Making Things Talk» (Tom Igoe) я реализовал, возможно, самое простое использование этих радио, которые на самом деле довольно мощные. Я получил свои адаптеры и xBee (+ соответствующий кабель) отсюда. Инструкции по настройке xBee здесь. Единственное, о чем я не собираюсь говорить, так это о том, как настроить xBee. Я сделал это очень легко (на Mac), переписав некоторый код из книги Иго, в котором используется обработка для создания простого терминала для программирования xBee. Этот код находится на странице 198.

Шаг 10: Готово

Поздравляю! Вы закончили. Теперь вы можете использовать свой сборщик вздохов, чтобы следить за своим эмоциональным здоровьем.