Attachment ng Pressure Sensing Sock: 18 Hakbang (na may Mga Larawan)

2025 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2025-01-13 06:58

Pagdating sa pagpili ng mga pasadyang orthotics, walang maraming maaasahang mga pagpipilian sa pagsubok doon na maaaring makatulong sa iyo na magpasya kung anong uri ng insert ang pinakamahusay para sa mga pangangailangan ng iyong mga paa. At ang mga pagpipilian na umiiral halos palaging partikular na tiyak na subukan ang hindi timbang ng mga puwersa sa iyong mga paa habang nakatayo pa rin. Sa katotohanan, kailangan mo ang iyong mga insole upang magbigay ng ginhawa at katatagan sa panahon ng mga kondisyon sa paglalakad din, hindi lamang habang nakatigil. Nagtataka tungkol sa kung paano kami maaaring magsimulang magtrabaho patungo sa pag-aayos ng isyung ito, nagpasya kaming mag-disenyo ng isang simple, abot-kayang, presyon ng sensor ng sock attachment na inaasahan, sa sandaling napabuti sa hinaharap, ay maaaring magamit upang matulungan ang pag-diagnose ng anumang imbalances sa paa ng isang pasyente habang naglalakad. Ang diagnosis na ito ay maaaring potensyal na ginamit, kasabay ng umiiral na dokumentasyong medikal, upang lumikha ng mga pasadyang sol para sa pasyente (o inirerekumenda ang mayroon na).

Ang aming kasalukuyang disenyo (ang maaari mong gawin sa pagtuturo na ito) ay may tatlong mga sensor na nakakabit sa ilalim ng anumang medyas, at nagreresulta sa mga neopixel (maliliit na ilaw) na ilaw kapag pinindot ang mga ito. Ang lahat ng mga elektronikong sangkap ay nakalagay sa isang bukung-bukong banda, at pinapayagan na maipadala ang data ng presyon sa iyong computer sa pamamagitan ng bluetooth at pagkatapos ay balak sa real time. Inaasahan naming i-update ang disenyo na ito sa hinaharap, ngunit sa ngayon narito kung paano mabuo ang aming kasalukuyang prototype!

(Suriin ang video sa itaas upang makita kung ano ang gagawin nito kapag tapos ka na.)

Paghahanda

Upang matagumpay na magawa ang aparatong ito, maraming mga bagay na kakailanganin mong malaman. Ang code na ginamit para sa proyekto ay isinama, ngunit ang isang pangunahing kaalaman sa kasangkot na lohika ay maaaring maging kapaki-pakinabang kung nagkakaroon ka ng anumang mga problema. Kung mayroon kang problema, mayroon ding mga forum na magagamit sa internet kung saan maaari mong mai-post ang iyong problema o maghanap ng isa na katulad sa iyong problema na napagtagunan na. Pangunahing kaalaman sa mga kable ng kuryente, kahit na hindi masyadong kumplikado, ay maaaring gawing mas mabilis ang proyekto. Sa wakas, kakailanganin mong maghinang ng ilang mga fastener papunta sa Flora. Magsipilyo sa mga pangunahing kaalaman bago magsimula!

Kaligtasan

Bago ka magsimula sa proyekto, mayroong ilang mga alalahanin sa kaligtasan na kailangang matugunan. Ang natapos na produkto mismo ay hindi makakasakit sa iyo, ngunit ang kaligtasan sa elektrisidad ay hindi palaging karaniwang kaalaman. Upang maiwasan ang pagpapaikli ng anuman sa iyong kagamitan, tiyaking nakakonekta ang ground sa iyong aparato bago magdagdag ng lakas. Siguraduhin din na wala sa iyong kondaktibong thread ang tumatawid sa ibang kondaktibo na thread. Ang paggawa nito ay maaaring maikli ang circuit at magsimula ng sunog. Dapat ding mag-ingat kapag naghihinang ng mga fastener papunta sa Flora. Ang mga tool sa paghihinang ay hindi kapani-paniwalang mainit at magiging sanhi ng sobrang sakit na pagkasunog kung hindi mo sinasadya na mahawakan ang tip. Tiyaking alam mo kung ano ang ginagawa mo upang hindi mo masunog ang iyong sarili o mapinsala ang iyong circuitry.

Mga Pahiwatig at Tip

• Suriin upang matiyak na gumagana ang circuit bago gumawa ng anumang pagtahi o pagtatayo!
• Kung tila hindi ka makakakuha ng anumang output ng data mula sa isang sensor ng presyon, suriin upang matiyak na ang nauugnay na pin sa Flora ay gumagana (ang isa sa aming mga pin ay nasira at kailangan naming makakuha ng isang bagong Flora).
• Planuhin kung paano mo magkakasya ang lahat ng mga bahagi sa bukung-bukong banda upang maiwasan ang pagtawid ng mga conductive thread sa anumang punto.
• Iwanan ang iyong sarili ng dagdag na silid kapag pinaplano na tahiin ang kondaktibo na thread sa banda. Ang pagkakaroon ng mga thread na masyadong malapit sa bawat isa ay nagtatanghal ng isang peligro ng mga ito nang hindi sinasadya na hawakan.
• Upang makatipid ng oras, planuhin ang iyong pagkakalagay ng thread bago ito tahiin nang magkasama. Kung susubukan mong tahiin ito nang walang pagkakaroon ng isang malinaw na ideya kung saan pupunta ang lahat, ikaw ay mabibigo at magtatapos na muling gawin ang marami dito.
• Kung nagkakaproblema ka sa pagkonekta sa module ng Bluetooth, alisin ang plug ng module, kalimutan ang aparato sa mga setting ng Bluetooth sa iyong computer, at pagkatapos ay ikonekta muli ito.
• Upang makatipid ng oras, manuod ng ilang mga video tutorial sa YouTube tungkol sa pagtahi ng mga naisusuot na electronics sa damit

Hakbang 1: Magtipon ng Mga Materyales at Mga Tool

Ang paglikha ng attachment ng sensing ng pakiramdam ng medyas, maraming mga bagay na kakailanganin mo kung nais mong gumana ito. Ang ilan sa mga bagay sa listahan sa ibaba ay kinakailangan, at ang ilan sa mga ito ay ninanais para sa kadalian.

1. Isang Flora (maaaring matagpuan dito sa halagang $ 15)
2. Module ng Bluetooth. Ginamit namin ang isa sa Arduino (HC06 BT) ngunit maaari mo ring gamitin ang isang naisusuot na module ng Flora BLE.
3. Isang materyal na conductive na sensitibo sa presyon tulad ng Velostat (magagamit dito mula sa Adafruit)
4. Flora RGB NeoPixels, hindi bababa sa tatlo. (Ang isang 4-pack ay magagamit mula sa Adafruit para sa halos $ 8 dito.)
5. Conductive thread
6. Jumper wires (na katulad nito na may hindi bababa sa isang babaeng panig). Kakailanganin mo ang 4.
7. Ang mga clip ng Alligator ay nakakabit sa mga wire (opsyonal, ngunit lubos na kapaki-pakinabang)
8. Isang karayom sa pananahi
9. Isang maliit na baterya, 3.7V dapat sapat (magagamit dito mula sa Adafruit para sa halos $ 8). Tiyaking ang baterya ay may tamang konektor para sa Flora.
10. Ang Velcro pad, hindi bababa sa 2 "x 4", kasama ang mga tuldok ng Velcro.
11. Maliit (5mm) tumahi sa mga snap fastener. Kakailanganin mo ng hindi bababa sa 18.
12. Panghinang at isang bakal na bakal
13. Isang lumang t-shirt
14. Fusible interfacing na tela, Maaari itong bilhin mula sa karamihan sa mga tindahan ng bapor o pananahi. Basahin ang ilang mga tip at trick dito.
15. Isang lumang t-shirt
16. Gunting, tape, at pasensya.

Hakbang 2: Lumikha ng Mga Sensor ng Presyon

1. Gupitin ang 3 piraso mula sa kondaktibong tela. Ang isa ay dapat na sapat na maliit upang magkasya sa ilalim ng sakong ng average na tao, at ang dalawa ay dapat na halos 1 pulgada x 1inch na mga parisukat (ngunit ang hugis ay hindi talaga mahalaga ang lahat).
2. Gupitin ang anim na 18-pulgadang piraso ng kondaktibo na thread.
3. Tape ang isang piraso ng thread sa bawat panig ng lahat ng tatlong mga pre-cut na piraso ng tela. Ang thread ay dapat na mai-tap down sa isang 'J' na hugis tulad ng ipinakita sa imahe sa itaas, at dapat na trailing off ang tela sa kabaligtaran tulad ng ipinakita (pinapanatili ang tungkol sa isang kalahating pulgada ng puwang sa pagitan ng mga buntot ng mga thread).

Hakbang 3: Ikonekta ang Mga Sensure ng Presyon sa Flora

1. Gamit ang mga clip ng buaya, para sa bawat sensor ng presyon ay naglalakip ng isang conductive thread na buntot sa isang ground pin sa Flora at ang isa pa sa isa sa mga pin 6, 9, o 10 (mga koneksyon na ipinakita sa imahe sa itaas sa kaliwa). Ang code na iyong gagamitin ay tumutukoy sa sensor sa pin 9 na kung saan matatagpuan sa takong, ang sensor sa pin 6 na kung saan makikita sa bola ng paa, at ang sensor sa pin 10 na kung saan Matatagpuan sa ilalim ng panlabas na bahagi ng paa (sa ilalim kung saan matatagpuan ang knuckle ng iyong pinakamaliit na daliri ng paa). Kung partikular mong hinubog ang iyong mga sensor upang magamit sa isa sa mga lokasyon na ito, tiyaking nakakabit ito sa tamang pin.
2. Ilagay ang mga sensor upang ang mga ito ay patag sa mesa at wala sa mga sinulid ang tumatawid o nakakaantig.

(Tandaan: Kung kailangan mong magkasya sa maraming mga clip ng buaya sa isang pin ng Flora, idikit ang dulo ng isang maliit na kawad sa pagitan ng mayroon nang koneksyon at pagkatapos ay ilakip ang iyong clip sa nakausli na dulo tulad ng ipinakita sa itaas sa larawan sa kanan.)

Hakbang 4: Ikonekta ang NeoPixels sa Flora

1. Ikonekta ang bawat NeoPixel sa GND. Maaari silang konektado sa parehong lupa.
2. Ikonekta ang NeoPixels sa serye, gamit ang una na konektado sa pin 12 sa Flora.
3. Bigyang pansin kung aling paraan ang pagturo ng mga arrow. Ang arrow na tumuturo patungo sa gitna ay ang papasok na signal at ang arrow na tumuturo palayo sa gitna ay ang papalabas na signal.
4. Ikonekta ang bawat NeoPixel sa VBATT.

Ang diagram ng mga kable ay ipinapakita sa imahe sa itaas bilang isang sanggunian.

Hakbang 5: Wire Bluetooth sa Flora

1. Ikonekta ang pin ng GND sa module ng Bluetooth sa isang pin ng GND sa Flora.
2. Ikonekta ang VCC pin sa module ng Bluetooth sa isang 3.3V pin sa Flora.
3. Ikonekta ang TXD sa module ng Bluetooth sa RX # 0 sa Flora.
4. Ikonekta ang RXD sa module ng Bluetooth sa TX # 1 sa Flora.

Kung ang module ng Bluetooth ay hindi wastong na-wire ay maaaring humantong ito sa pagprito ng circuit o maling komunikasyon sa pagitan ng module at ng computer.

Hakbang 6: Bumuo ng Circuit

Gamit ang diagram ng circuit sa itaas, tipunin ang lahat ng mga sangkap (HUWAG subukan ang paggamit ng kondaktibo na thread. Sa ngayon, gumamit lamang ng mga clip ng buaya at insulated na mga wire o iba pang pansamantalang mga wire na iyong pinili)

Hakbang 7: I-download ang Code at Ikonekta ang Flora sa Iyong Computer

1. I-download ang code gamit ang link sa ibaba at buksan ito sa Arduino IDE.
2. Kung wala kang naka-install na Adafruit NeoPixel Library, i-download ito mula sa GitHub. I-install ang library na ito at tiyaking isasama ito sa iyong folder ng Arduino Library.
3. Kung wala kang naka-install na Arduino Filters Library, i-download ito rito mula sa GitHub. I-install ito at tiyaking isasama ito sa iyong folder ng Arduino Library.
4. Ikonekta ang Flora sa iyong computer gamit ang isang micro USB sa USB cable (nakalarawan sa itaas).
5. Mag-click sa "Tools"> "Board"> "Adafruit Playground" upang sabihin sa software kung aling hardware ang iyong ginagamit.
6. Mag-click sa "Tools"> "Port" at pagkatapos ay sa drop down menu piliin ang COM port kung saan nakakonekta ang iyong Flora sa iyong computer.

Narito ang code na kailangan mo!

TANDAAN: Maaaring kailanganin mong ayusin ang mga threshold sa code para sa pagtukoy kung kailan i-on / i-off ang isang NeoPixel. Ayusin ang bawat isa para sa bawat sensor.

Hakbang 8: Mag-upload ng Code sa Flora

1. I-click ang arrow na "Mag-upload" sa kaliwang sulok sa itaas ng IDE (bilugan sa imahe sa itaas).
2. Dahil na-upload ang code, maaari mo na ngayong idiskonekta ang Flora mula sa iyong computer. Ang komunikasyon sa pagitan ng Flora at ng iyong computer mula dito sa labas ay magagawa sa pamamagitan ng koneksyon sa Bluetooth.

Hakbang 9: Ikonekta ang Bluetooth Module sa Computer

1. Ang ilaw sa module ng Bluetooth ay dapat na kumikislap sa puntong ito.
2. Buksan ang mga kagustuhan sa Bluetooth sa iyong computer.
3. Kumonekta sa module sa pamamagitan ng pag-click sa pagpipiliang 'HC-06'.
4. Kapag nakakonekta, ang ilaw sa HC-06 ay dapat huminto sa pag-blinking at manatiling pare-pareho, tulad ng nakikita sa imahe sa itaas.

Hakbang 10: Pag-andar ng Pagsubok

1. Sa puntong ito, ang module ng Bluetooth ay dapat na nagpapadala ng data mula sa mga sensor ng presyon na iyong nilikha sa iyong computer.
2. Kinukuha ng na-download na code ang data na ito at inilalagay ito bilang tatlong magkakahiwalay na linya (isa para sa bawat sensor).
3. Sa IDE, mag-click sa "Tools"> "Serial Plotter."
4. Dapat mong makita ang tatlong nabanggit na mga linya, lahat ay malamang na magkakaiba sa mga halagang nagsisimula.
5. Isa-isang pindutin ang bawat sensor ng presyon upang matiyak na nakikita mo ang isang tugon sa kani-kanilang linya na naka-plot (ang presyon ay dapat magresulta sa paglubog sa curve).
6. Kung wala kang makitang anumang data na na-plot, suriin upang matiyak na ang rate ng baud sa isang lagay ng lupa ay nakatakda sa 9600.
7. Huwag magpatuloy sa susunod na hakbang hanggang masiguro mong nakokolekta ang data at tumutugon ang mga plots sa presyon sa mga sensor ng presyon

Hakbang 11: Takpan ang Mga Sensor

1. Gupitin ang mga piraso ng manipis, hindi kondaktibong tela (gumamit kami ng isang lumang t-shirt) sa parehong mga hugis ng iyong mga sensor ng presyon (bahagyang mas malaki). Gupitin ang 2 piraso ng tela para sa bawat sensor.
2. Ang sandwich bawat sensor sa pagitan ng itinalagang 2 piraso ng tela, at pagkatapos ay tahiin sa paligid ng bawat sensor (siguradong hindi ito mabutas).
3. Kapag nakumpleto ang pagtahi, gupitin ang 3 piraso ng Velcro (ang magaspang na bahagi) ng parehong hugis at sukat ng iyong mga sensor.
4. Idikit ang Velcro sa kaukulang bagong sakop na mga sensor (sa isang gilid lamang ng bawat isa).
5. Kung ang Velcro ay hindi dumikit nang maayos sa iyong tela, maaari mo rin itong tahiin. Gayunpaman, muli, mag-ingat na huwag mabutas ang mga sensor. Ang Velcro ay magsisilbing pamamaraan para sa paglakip ng mga sensor sa isang medyas.

Hakbang 12: Planuhin ang Iyong Pag-Thread

Ngayon na natipon mo ang isang magaspang na draft ng prototype at napatunayan na gumagana talaga ito, maaari mong subukang tahiin ito nang magkasama para sa isang pangwakas na produkto. Tandaan, huwag tawirin ang iyong kondaktibo na thread at planuhin ang iyong pagtahi bago manahi. Mayroong walang katapusang mga posibilidad para saan ilagay ang Flora, Bluetooth, at NeoPixels. Ang imahe sa itaas ay isang posibilidad na nahanap naming nagtrabaho. Ang tatlong NeoPixels ay konektado sa serye at ang bawat isa ay konektado sa lakas at lupa. Dagdag pa, walang mga wire na tumatawid! ginagawa itong isang mahusay na layout.

Hakbang 13: Pagtitipon ng isang Prototype: Bahagi ng Pananahi 1

Saklaw ang mga sensor, gumagana ang code, at pinlano mo ang iyong pag-thread. Ngayon ay oras na upang magtipon ng isang pangwakas na produkto. Tinahi namin ang lahat sa isang bukung-bukong (ginawa mula sa isang lumang t-shirt) na maaaring balot at ma-secure sa Velcro. Maaari mong subukan ang parehong ideya, ngunit hinihikayat namin ang paglalaro dito at paghahanap ng isang set-up na gagana para sa iyo! Sundin ang mga hakbang sa ibaba at siguraduhin na panoorin ang iyong mga koneksyon!

1. I-iron ang interface sa isang strip ng t-shirt, mag-ingat tungkol sa kung aling panig ang nakaharap. Ang strip ay dapat na sapat na haba upang ibalot sa isang bukung-bukong at sapat na lapad upang tumahi sa Flora, Bluetooth, at NeoPixels.
2. Magpasya kung saan mo nais ilagay ang Flora, Bluetooth module, at NeoPixels.
3. Tahiin ang babaeng gilid ng mga snap papunta sa t-shirt kung saan mo nais na ilagay ang Flora. Wala sa mga snap ang dapat hawakan sa bawat isa.
4. Siguraduhin na suriin mo ang mga lokasyon ng bawat iglap habang tumahi ka upang matiyak na sila ay linya kasama ng tamang pin sa Flora. (Nakita sa itaas sa imahe.)

Tandaan na patuloy na mag-refer sa iyong plano sa pag-thread sa buong mga yugtong ito upang hindi ka tumawid sa mga wire o kalimutan na ikonekta ang isang bagay.

Hakbang 14: Pagtitipon ng isang Prototype: Bahagi ng Pananahi 2

Ngayon na mayroon ka ng balangkas, lumipat tayo sa mga sangkap ng pananahi:

1. Kola ang NeoPixels kung saan mo nais ang mga ito. Hindi ito mahigpit na kinakailangan, ngunit kapaki-pakinabang para sa pagpapanatili sa mga ito sa lugar habang tinatahi mo sila.
2. Tahiin ang NeoPixels sa t-shirt.
3. Tahiin ang Bluetooth sa t-shirt. Gumawa kami ng isang maliit na bulsa, tulad ng nakikita sa imahe sa itaas, ngunit gamitin ang iyong malikhaing isip upang magpasya ang pinakamahusay na paraan upang pigilan ito.
4. Gamit ang conductive thread, tahiin ang mga koneksyon sa pagitan ng mga snap para sa Flora, Bluetooth, at NeoPixels.
5. Huwag tawirin ang mga thread! Kung hindi maiiwasan ang pagtawid sa mga thread, maglagay ng ilang uri ng pagkakabukod sa pagitan ng mga thread, tulad ng bahagi ng t-shirt.

Hakbang 15: Pagtitipon ng isang Prototype: Bahagi ng Pananahi 3

Kapag natahi ang NeoPixels, lumipat sa pagkonekta ng mga sensor ng presyon sa circuitry:

1. Tumahi ng isang linya ng anim na snap tungkol sa isang pulgada sa ibaba ng NeoPixels.
2. Thread conductive wires sa pagitan ng Flora at ng bagong linya ng mga snap. Gaganap ito bilang mga puntos ng koneksyon para sa mga sensor ng presyon. (Dapat mayroong tatlong konektado sa GND at tatlong konektado sa analog signal pin 6, 9, at 10.)
3. Dinala namin ang mga wire mula sa bawat sensor ng presyon hanggang sa likuran ng bukung-bukong at sinulid ito sa bahagi ng t-shirt upang hindi sila magalaw sa isa't isa.
4. I-secure ang gilid ng lalaki ng anim na snap papunta sa dulo ng kondaktibo na thread mula sa mga sensor ng presyon.
5. Ang mga snap na ito ay dapat na snap papunta sa linya na iyong natahi.

Sumangguni sa iyong plano sa pag-thread sa mga hakbang na ito upang matiyak na hindi ka tumatawid sa mga wire at ikinonekta mo ang tamang mga snap.

Hakbang 16: Pagtitipon ng isang Prototype: Paghihinang

Ngayon lumipat kami sa paghihinang. Tandaan na suriin ang iyong kaligtasan dahil ang mga panghinang na bakal ay maaaring maging napakasakit kung hinawakan.

1. Paghinang sa lalaking bahagi ng mga snap papunta sa Flora. (Nakita sa imahe sa itaas sa kaliwa.)
2. Matapos ma-solder ang bawat iglap, i-double check ang posisyon nito sa mga natahi na snap. Mas mabilis na ayusin ang isang iglap na may panghinang kaysa sa muling pagtahi ng lahat ng mga snap sapagkat hindi sila nakapila nang maayos.
3. Kapag na-solder ang mga snap sa Flora, maaari mo itong ikabit ang magaspang na pagpupulong ng mga bahagi upang makita kung paano ito magkasya, makikita sa imahe sa kanan.

Hakbang 17: Pagtitipon ng isang Prototype: FInishing Up

1. Tinakpan namin ang likod na bahagi ng strip (kung saan ang lahat ng mga threading at knot ay nakalantad) sa isa pang bahagi ng t-shirt. Ito ay isang kahihiyan kung ang isang kawad ay nag-snagged at natastas!
2. Lumikha ng isang maliit na bulsa para sa baterya kung ninanais.
3. Lumikha kami ng isang flap upang masakop ang lahat ng mga bahagi, ngunit ito ay nakasalalay sa iyo!
4. Magdagdag ng mga tuldok ng Velcro sa strip ng t-shirt. Magsisilbi itong isang madaling iakma ang pagsiguro ng laki upang hawakan ang banda sa paligid ng bukung-bukong.
5. Isa sa natapos mo na, subukan ito para sa laki at tingnan kung gumagana ito!

Hakbang 18: Karagdagang Mga Ideya

Sa malapit na hinaharap, inaasahan namin na magdagdag ng karagdagang pagproseso upang makamit ang isang mas malinaw na signal, at puna upang ipaalam sa mga gumagamit ng hindi timbang sa pagitan ng mga pagbabasa ng sensor ng presyon. Ang mga imbalances na ito ay maaaring magamit upang gumawa ng mga mungkahi ng isang insole para sa gumagamit (muli, ang pagkakaroon ng isang mas tumpak at kumpletong sensor grid ay gagawing mas madali ito).

Sa karagdagang hinaharap, ang proyektong ito ay maaaring pinalawak upang isama ang isang mas tumpak na hanay ng mga sensor ng presyon. Kung, halimbawa, isang pressure sensing grid ng ilang uri ang ginamit, maaari itong lumikha ng isang mas detalyadong koleksyon ng data. Ang data na ito ay maaaring magamit upang lumikha ng isang real-time na nai-render na imahe ng isang paa na may mga lugar ng mas mataas at mas mababang presyon na itinalaga ng isang hanay ng mga kulay. Gagawing mas kapaki-pakinabang ang pagkakabit ng sensor sa isang klinikal na setting, dahil maaaring makilala ng isang doktor ang mga abnormalidad sa pamamahagi ng puwersa sa paanan ng isang tao habang naglalakad sila. Pagkatapos ay maaari niyang tingnan ang data na may bilang at, batay sa mga natuklasan, inirerekumenda ang paggamot para sa kundisyon (ibig sabihin kung anong uri ng insole ang bibilhin upang mapabuti ang ginhawa). Ang gayong pag-andar ay malayo pa para sa proyektong ito, ngunit naniniwala kami na ang Instructable na ito ay tiyak na mayroong maraming potensyal!

Maraming salamat sa paglalaan ng oras upang basahin ang aming tutorial at (siguro!) Subukan ito. Ipaalam sa amin kung mayroon kang anumang mga mungkahi o puna sa seksyon ng mga komento sa ibaba.