Huminga ng Banayad na Device ng Pagkabalisa Sa Monitor ng Rate ng Puso: 18 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Sa pagiging mas abala sa mundo, ang bawat isa ay nasa isang unting mataas na stress na kapaligiran. Ang mga mag-aaral sa kolehiyo ay nasa mas mataas na peligro ng stress at pagkabalisa. Lalo na ang mga pagsusulit ay panahon ng mataas na stress para sa mga mag-aaral, at ang mga smartwatches na may mga setting ng pag-eehersisyo sa paghinga ay hindi karaniwang pinapayagan na magamit sa panahon ng mga pagsusulit dahil maaari rin silang mag-text at kumonekta sa internet.

Ang "Breathe Light" ay isang pinapasimple na aparato na nakasentro sa pagkabalisa na walang koneksyon sa internet at matatanggap sa mga pagsusulit. Ang aparato na ito ay hindi tukoy sa gumagamit na nagbibigay-daan para madali itong maiakma sa sinumang taong nangangailangan ng kontrol sa pagkabalisa. Sa pamamagitan ng paggamit ng isang serye ng apat na NeoPixel LEDs, magagawang sundin ng gumagamit ang mga hakbang upang magsagawa ng mga pagsasanay sa paghinga at subaybayan din ang rate ng kanilang puso bago at pagkatapos ng mga ehersisyo upang matukoy kung ang kanilang mga antas ng stress ay bumababa.

Hakbang 1: Kailangan ng Mga Materyales at Kasangkapan

Mga Materyales:

1. Adafruit Flora ($ 14.95)
2. Breadboard ($ 5.00)
3. Adafruit NeoPixels (4) ($ 7.95)
4. PulseSensor ($ 25.00)
5. Mga Klip ng Alligator ($ 3.95)
6. Breadboard Jumper Wires ($ 3.95)
7. Lithium-Ion Polymer Battery ($ 9.95)
8. 220 Ohm Resistor ($ 6.28)
9. Push Button ($ 5.99)
10. Iba't ibang Legos ($ 10- $ 40) (Tandaan: Hindi mo kailangan ng maraming Lego)

Kabuuang Gastos: ($ 94- $ 124)

Mga tool:

1. Arduino Software (LIBRE) - Kailangan
2. Needle Nose Pliers (~ $ 6) o Cuticle Cutter (~ $ 4) - Iminungkahi
3. Soldering Kit / Mga Materyales (~ $ 11) - Opsyonal

Kabuuang Gastos: ($ 15-17)

Hakbang 2: Paghahanda

Bago simulan ang proyekto at gamitin ang mga materyales sa itaas, mahalagang paunlarin ang mahusay na kaalaman sa background sa kung ano ang ginagamit.

Adafruit Flora

Ang Adafruit Flora ay isang maliit, simple, at malakas na microcontroller na kapaki-pakinabang para sa parehong mga nagsisimula at eksperto. Napakaliit nito (bahagyang mas malaki lamang sa isang isang-kapat) at naisusuot! Ipinapakita ng imahe sa itaas ang diagram ng pinout para sa Adafruit Flora. Upang malaman ang karagdagang impormasyon tungkol sa Flora, bisitahin ang sumusunod na link:

learn.adafruit.com/getting-started-with-fl…

Mga Adafruit NeoPixels

Ang NeoPixels ng Adafruit ay isa-isang natugunan sa mga RGB LED na partikular na idinisenyo para sa mga naisusuot. Ang NeoPixels ay may kadena, nangangahulugan na kailangan mo lamang ng isang koneksyon sa pin sa microcontroller upang kumonekta ng maraming mga LED tulad ng ninanais. Maaari silang naka-code para sa Arduino, ngunit nangangailangan ng ilang kasanayan, pagsasaliksik, at halimbawa ng tulong sa online upang maging pamilyar at upang maisagawa ang mga NeoPixels ayon sa nais mo. Ang iba't ibang mga hakbang sa sumusunod na link ay lubos na kapaki-pakinabang dahil ipinapaalam nito sa iyo tungkol sa kung paano gumagana ang NeoPixels at nagbibigay ng mga tip at halimbawa ng pag-coding kay Arduino.

learn.adafruit.com/flora-rgb-smart-pixels/…

PulseSensor

Ang PulseSensor ay isang plug at i-play ang rate ng rate ng puso para sa Arduino upang makalikom ng data ng rate ng live na puso para sa iba't ibang mga proyekto tulad ng isang ito! Ang library na maaaring ma-download sa Arduino (ipapakita sa ibaba nang ilang sandali) ay may mga halimbawa ng mga code upang matulungan kang maging isang instant na dalubhasa sa pagpapatupad ng PulseSensor sa isang proyekto. Ang sumusunod na link ay nagpapakita ng karagdagang impormasyon para sa PulseSensor at naglalarawan ng mga halimbawa ng mini-proyekto upang makapagsimula ang mga tao.

pulsesensor.com/pages/getting-advanced

Mga Aklatan ng Arduino

Upang ang code ay makipag-usap sa Flora para sa ilang mga pag-andar at utos, ang mga sumusunod na aklatan ay kailangang mai-install sa Arduino para sa iba't ibang mga de-koryenteng sangkap. Gumamit ng alinman sa link na ito o ang isa sa seksyong 'Intro at Mga Panustos' upang mag-download ng software

1. PulseSensor Playground

   (Tandaan: Ang halimbawang "PulseSensor_BPM" na halimbawa ng Arduino file ay kapaki-pakinabang sa paglikha ng code para sa Breathe Light)

2. Adafruit NeoPixel Library

   (Tandaan: Ang halimbawa ng "Strandtest" na Arduino file ay kapaki-pakinabang sa paglikha ng code para sa Breathe Light)

(Tandaan: Para sa karagdagang tulong sa pag-install ng mga aklatan, bisitahin ang sumusunod na link:

GitHub

Ang GitHub ay isang malakas na platform na nagbibigay-daan sa mga tao na bumuo at magbahagi ng software nang sama-sama. Ang code na nilikha para sa Breathe Light ay ibinabahagi sa pamamagitan ng GitHub at maaaring ma-access dito. Magre-refer din ito sa paglaon sa itinuturo sa ilalim ng Hakbang 14. Ang mga aklatan ng Arduino at mga halimbawang nabanggit sa itaas na kinakailangan para sa proyekto ay maaari ring ma-access sa pamamagitan ng mga sumusunod na link ng GitHub.

1. PulseSensor
2. NeoPixel

Para sa karagdagang impormasyon tungkol sa kung ano ang GitHub at kung bakit ito kapaki-pakinabang, panoorin ang video na ito.

Hakbang 3: Kaligtasan

Kapag nakikipag-usap sa anumang de-kuryenteng circuit, kasama ang isa na iyong lilikhain sa proyektong ito, mahalagang maunawaan at sundin ang lahat ng mga protokol ng kaligtasan sa kuryente upang mapanatiling ligtas ang iyong proyekto at matiyak na hindi ka nabigla. Ang sumusunod na listahan ay nagdedetalye ng ilang simpleng mga hakbang upang sundin.

1. HUWAG ipasok ang Flora sa computer kapag lumilipat at nakakabit ang mga wire sa circuit.
2. Kapag hinahawakan ang mga wire o iba pang mga metal na bahagi sa circuit, tiyakin na ang kuryente ay NAKA-OFF upang maiwasan ang anumang kasalukuyang dumadaloy sa iyong katawan.
3. Panatilihin ang mga likido, pagkain, at anupaman na maaaring maubos na malayo sa iyong circuit.
4. Suriin para sa anumang mga nakakutkot na mga wire sa kuryente sa bawat oras bago buksan ang kuryente.

BABALA:

Ito ay HINDI isang aparatong medikal at hindi dapat gamitin sa anumang setting ng klinikal upang umasa sa tumpak na mga sukat sa rate ng puso. Pumunta sa iyong doktor kung nais mo ang tumpak na data ng rate ng puso. Ito ay simpleng tool upang matulungan ang mga tao na mapawi ang stress, at hindi dapat gamitin upang masuri ang anumang kondisyon.

Hakbang 4: Mga Pahiwatig at Tip

Nasa ibaba ang ilang mga pahiwatig at tip na dapat tandaan habang nagtatayo ka ng Breathe Light.

Mga Istratehiya sa Pag-troubleshoot

1. Kung ang code ay hindi gumagana nang maayos, paghiwalayin ang iba't ibang mga function / seksyon ng code at subukan ang mga iyon upang matukoy kung saan ang problema.
2. Bago tumalon gamit ang code at proyekto, gumamit ng mga halimbawang code na ibinigay sa Arduino Library para sa PulseSensor at NeoPixels upang matiyak na gumagana nang maayos ang mga aparato.
3. Tiyaking ang PulseSensor ay may masikip at ligtas na koneksyon bago mangolekta ng data upang alisin ang potensyal na artipact ng paggalaw.
4. Kapag ang mga kable, gumamit ng parehong kulay na mga wire kapag kumokonekta sa parehong mga port upang maiwasan ang pagkalito.
5. Gumamit ng maliliit na kable ng jumper upang ma-secure ang mga wire pababa upang hindi sila mawalan ng koneksyon kapag gumalaw ang aparato.
6. Kung mayroon kang access sa isang soldering iron, isaalang-alang ang paggamit nito upang ma-secure ang mga koneksyon sa kawad na maaaring hindi gumana nang maayos.

Mga Pananaw

• Upang makatipid ng oras, subukan sa mga alligator clip para sa prototyping bago gamitin ang mga wire.

• Upang makatipid ng oras at pagkabigo, iunat ang mga wire nang mahigpit upang makagawa ng isang solid at pare-pareho na koneksyon sa bawat NeoPixel.

  Ang Lego's ay kapaki-pakinabang din sa pag-secure ng Flora at baterya pack

Hakbang 5: Bahagi ng Assembly 1a

Magsimula sa pamamagitan ng paggamit ng isang alligator clip upang ikonekta ang # 6 port sa FLORA. Pagkatapos ay gumamit ng isa pang clip ng buaya upang ikonekta ang port ng GND. Gawin ang pareho sa port ng VBATT sa FLORA.

Hakbang 6: Bahagi ng Assembly 1b

Ngayon, ikonekta ang clip ng buaya na konektado sa 6 port sa papasok na papasok na arrow sa NeoPixel. Ikonekta ang port ng GND port sa (-) sa NeoPixel at ang VBATT port clip sa (+) sa NeoPixel.

Ginamit namin ang set up na ito upang subukan ang bawat NeoPixel upang makita kung gumagana ito gamit ang mga tagubilin mula sa pahina ng NeoPixel Adafruit.

Hakbang 7: Bahagi ng Assembly 2

Kapag nakumpirma mo na ang bawat NeoPixels ay gumagana, maaari mong simulan ang pagbuo ng Breathe Light!

Magsimula sa pamamagitan ng pagkonekta ng mga wire sa FLORA sa VBATT, # 12, # 6, GND, at # 10. Upang maiwasan ang pagkalito, pumili ng mga kulay na tumutugma sa bawat isa sa mga port. Ikonekta namin ang mga ito sa breadboard sa mga kasunod na hakbang.

Hakbang 8: Bahagi ng Assembly 3

Susunod, magsisimula kaming gumawa ng kadena ng NeoPixels. Tulad ng sa unang hakbang, sa paglaon ay ikonekta namin ang (+) sa port ng VBATT, ang (-) sa port ng GND, at ipapakita ng mga arrow ang direksyon ng daloy ng signal sa linya ng NeoPixels. Nagsimula ako sa huli at nagtrabaho na ako.

Una, idagdag lamang ang mga wire sa NeoPixels sa mga kaukulang kulay. Sa larawan, makikita mong gumamit kami ng puti para sa VBATT, berde para sa GND, at dilaw para sa signal na nagmumula sa port # 6. Gamitin ang mga karayom na ilong ng ilong upang talagang ibalot ang kawad sa mga maliit na butas. Maaari mo ring gamitin ang mga cutter cutter kung wala kang karayom na mga plato ng ilong na madaling magagamit.

(Ang maliit na pulang mga wire sa background ay ipapaliwanag sa mga kasunod na hakbang. Huwag mag-alala tungkol sa kanila sa ngayon.)

Hakbang 9: Bahagi ng Assembly 4

Magdagdag ng mga wire sa iba pang NeoPixels tulad ng una. Tiyaking ang linya ng mga arrow ay nakaturo mula sa port # 6 sa FLORA hanggang sa ilalim ng kadena.

Pagkatapos, ikonekta ang bawat puting wires sa (+) mga pin sa breadboard at ang berdeng mga wire sa (-) mga pin sa breadboard. Tiyaking ang mga koneksyon ay may ilang pag-igting upang ma-secure ang mga wire.

Hakbang 10: Bahagi ng Assembly 5

Ngayon, ikonekta ang berdeng kawad mula sa GND hanggang sa tuktok ng (-) mga pin. Ikonekta ang puting kawad mula sa port ng VBATT sa (+) mga pin sa breadboard, at ikonekta ang # 6 dilaw na kawad sa simula ng iyong NeoPixel chain.

Ang lila na kawad at ang pulang kawad ay makakonekta sa paglaon.

(Ang mga pulang wires na malapit sa ilalim ay nakakatulong na lumikha ng pag-igting sa pagitan ng mga dilaw na signal wires sa pagitan ng NeoPixels, ngunit maaaring hindi mo kailangan ang mga ito depende sa kung gaano masikip ang mga koneksyon)

Hakbang 11: Bahagi ng Assembly 6

Susunod, ikonekta namin ang pindutan sa aming breadboard. Sisimulan nito ang mga sukat sa rate ng puso at pag-eehersisyo sa paghinga ng pagkabalisa!

Ilagay ang pindutan tulad ng nakikita sa larawan. Pagkatapos ay gumamit ng isang puting kawad upang ikonekta ang tuktok na pindutan ng pin sa (+). Ilagay ang resistor na 220 ohm sa pagitan ng ilalim na pin sa parehong gilid at ang (-) mga pin. Panghuli, ikonekta ang # 10 pulang wire sa ibabang kanang pindutan ng pin.

Hakbang 12: Assembly Hakbang 7

Ngayon, ikonekta namin ang Pulse Sensor! Ikonekta ang pulang sensor wire sa (+) mga pin sa breadboard at ang itim na sensor wire sa mga (-) pin. Susunod, ilagay ang purple sensor wire at ang purple wire na nagmumula sa # 12 port sa parehong hilera upang ikonekta ang mga ito.

Hakbang 13: Assembly Hakbang 8

Sa magkakaibang Legos, bumuo ng isang platform para makaupo ang FLORA at isang maliit na lukab para sa pack ng baterya ng lithium. Siguraduhin na ang FLORA ay may ilang pag-igting dito para sa mga dilaw na wires upang makakonekta nang maayos. Upang magawa ito, ginamit namin ang dilaw na Legos na nakikita sa larawan sa itaas.

Ang Lego platform ay magkakaiba sa laki depende sa laki ng iyong breadboard, ngunit siguraduhin na ang FLORA ay maaaring umupo nang patag, na mayroong ilang pag-igting sa mga dilaw na signal wires, at mayroong isang lukab upang ipasok ang baterya pack.

Hakbang 14: Assembly Hakbang 9

Upang tapusin ang pagpupulong, idagdag ang Lego platform kasama ang FLORA sa tabi ng breadboard. Ikonekta ang pack ng baterya sa FLORA.

Hakbang 15: Assembly Hakbang 10: I-upload ang Code at Tapusin ang Assembly

Ang huling hakbang ay ang pag-upload ng code na ito sa Breathe Light. Matapos ma-upload ang code, ang Breathe Light ay dapat na gumana nang portable kapag ang ON switch ay naaktibo sa gitna ng FLORA!

Paano makakuha ng code mula sa GitHub patungong Flora

1. Gamitin ang link sa itaas upang makapunta sa website ng GitHub.

2. Mag-click sa "I-clone o I-download"

   I-click ang "I-download ang ZIP"

3. I-save ang na-download na zip file sa nais na lokasyon sa iyong computer.
4. Buksan ang file na "Breathe_Light_V3.0" sa Arduino.
5. Sa ilalim ng "Mga Tool" sa tuktok ng Arduino bar, pumunta sa "Board:" at piliin ang "Adafruit Flora"
6. Sa wakas (na naka-plug ang Flora sa iyong computer), i-click ang "I-upload" (Ang kanang arrow sa tuktok ng iyong screen)

Matapos makumpleto ang mga hakbang sa itaas, dapat i-upload ang code sa Flora. Ang Flora ay maaaring ma-disconnect mula sa computer at ang Breathe Light ay handa na para magamit!

Hakbang 16: Assembly Hakbang 11: Pagpapaliwanag ng Code

Ito ang ginagawa ng code:

Una, kinokolekta ng code ang paunang rate ng puso ng paksa gamit ang isang PulseSensor at ipinapakita ito sa pamamagitan ng apat na indibidwal na NeoPixels na nasa isang linya. Batay sa kung anong rate ng puso ang nakita, isang tiyak na serye ng mga LED / kulay ang ipapakita. Halimbawa, kung ang rate ng puso ay 76, magkakaroon ng 3 NeoPixels na naiilawan sa asul. Ang mga kulay / threshold na ito ay ibinibigay sa paksa sa pamamagitan ng isang sticker sa aparato (nakikita sa itaas) upang malaman nila kung ano ang rate ng kanilang puso.

Pagkatapos, pagkatapos makita ang rate ng puso, dumadaan ito sa isang pag-eehersisyo ng pagkabalisa na tumutulong sa malalim, mabagal na paghinga at paghinga. Sa simula ng ehersisyo na ito, ang lahat ng apat na LEDs ay berde. Habang nagpapatuloy ang ehersisyo, ang mga LED ay nagiging asul nang paisa-isa na tumutugma sa kung kailan dapat na lumanghap ang paksa. Matapos ang lahat ng apat na LEDs ay naiilawan, ang paksa ay upang pigilan ang kanilang paghinga, at habang ang mga LEDs bumalik sa berde maaari nilang dahan-dahang huminga. Matapos maisagawa ang pag-eehersisyo ng pagkabalisa, muling makikita ng code at ipapakita muli ang rate ng puso ng tao upang matukoy kung nakapagpakalma sila.

Hakbang 17: Diagram ng Circuit

Ang circuit diagram na ito ay ginawa sa EAGLE. Ang lahat sa loob ng malaking rektanggulo ay ang microprocessor ng Adafruit FLORA. Mayroon itong maraming detalye, ngunit bilang isang kabuuan, nilalaman ito sa loob ng rektanggulo. Ang lahat ng mga sangkap na idinagdag namin sa FLORA ay nasa ilalim ng malaking rektanggulo.

Ang 4 Neopixels ay maaaring makitang konektado sa output ng D6 * FLORA. Ang pindutan ay konektado sa IO10 *, at ang Pulse Sensor ay konektado sa FLORA sa pamamagitan ng IO12 * port.

Hakbang 18: Karagdagang Mga Ideya

Maraming mga paraan kung saan ang Breathe Light ay maaaring madala nang higit pa, at narito ang ilang mga mungkahi.

• Gawin itong naisusuot: Gumamit ng isang headband o relo ng cuff (tulad ng isang ito) at gumamit ng conductive thread upang gawin ang lahat ng mga koneksyon sa kawad.
• Idagdag sa pag-andar ng pagkabalisaExercise () upang lumikha ng isang mas biswal na nakakaakit na ehersisyo sa paghinga (tulad ng pagdaragdag ng higit pang mga kulay).
• Palitan ang mga indibidwal na NeoPixels ng isang NeoPixel Ring o isang NeoPixel Array upang magdagdag ng higit pang mga LED at upang madagdagan ang mga kakayahan ng parehong function ng heartRateDisplay () at pagkabalisa ().