Sensor Pulse Boleh Dipakai: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Huraian Projek

Projek ini adalah mengenai merancang dan membuat alat pakai yang akan mengambil kira kesihatan pengguna yang akan memakainya.

Objektifnya adalah bertindak seperti exoskeleton yang berfungsi untuk menenangkan dan menenangkan pengguna dalam tempoh kegelisahan atau situasi tertekan dengan memancarkan getaran pada titik tekanan yang kita miliki di badan.

Motor getaran akan menyala semasa sensor denyut photoplethysmographic menerima, selama beberapa waktu, rentak denyutan keras yang dipercepat. Apabila kadar nadi menurun, yang bermaksud bahawa pengguna telah tenang, getaran akan berhenti.

Refleksi ringkas sebagai kesimpulan

Berkat projek ini, kami dapat menerapkan sebahagian daripada pengetahuan yang diperoleh dalam latihan kelas, di mana kami mengusahakan beberapa litar elektrik dengan menggunakan sensor dan motor yang berlainan dalam kes yang sebenarnya: yang boleh dipakai yang melemaskan pengguna dalam tempoh kegelisahan atau situasi tertekan.

Dengan projek ini, bukan sahaja kita telah mengembangkan bahagian kreatif semasa merancang pelindung dan menjahitnya, tetapi juga cabang kejuruteraan, dan kita menggabungkan semuanya dalam satu projek.

Kami juga mempraktikkan pengetahuan elektrik semasa membuat litar elektrik pada protoboard dan memindahkannya ke LilyPad Arduino yang menyolder komponen.

Bekalan

Sensor denyut photoplethysmographic (Input analog)

Sensor nadi adalah sensor denyut jantung plug-and-play untuk Arduino. Sensor mempunyai dua sisi, di satu sisi LED ditempatkan bersama dengan sensor cahaya ambien dan di sisi lain terdapat beberapa litar. Ini bertanggungjawab untuk kerja penguat dan pembatalan bunyi. LED di bahagian depan sensor diletakkan di atas urat di badan manusia kita.

LED ini memancarkan cahaya yang jatuh pada urat secara langsung. Vena akan mengalir darah di dalamnya hanya ketika jantung mengepam, jadi jika kita memantau aliran darah kita dapat memantau degupan jantung juga. Sekiranya aliran darah dikesan maka sensor cahaya sekitar akan mengambil lebih banyak cahaya kerana ia akan dipantulkan oleh darah, perubahan kecil pada cahaya yang diterima ini dianalisis dari masa ke masa untuk menentukan degupan jantung kita.

Ia mempunyai tiga wayar: yang pertama disambungkan ke tanah sistem, yang kedua + 5V voltan bekalan dan yang ketiga adalah isyarat output berdenyut.

Dalam projek satu sensor denyut digunakan. Ia diletakkan di bawah pergelangan tangan sehingga dapat mengesan denyutan keras.

Motor getaran (output analog)

Komponen ini adalah motor DC yang bergetar ketika menerima isyarat. Apabila ia tidak menerimanya lagi, ia akan berhenti.

Dalam projek itu tiga motor getaran digunakan untuk menenangkan pengguna melalui tiga titik relaks yang berbeza yang terletak di pergelangan tangan dan tangan.

Arduino Uno

Arduino Uno adalah mikrokontroler sumber terbuka dan papan yang dikembangkan oleh Arduino.cc. Papan ini dilengkapi dengan set pin input / output (I / O) digital dan analog. Ia juga mempunyai 14 pin Digital, 6 pin Analog dan dapat diprogramkan dengan Arduino IDE (Integrated Development Environment) melalui kabel USB jenis B.

Wayar elektrik

Wayar elektrik adalah konduktor yang menghantar elektrik dari satu tempat ke tempat yang lain.

Dalam projek itu kami menggunakannya untuk menyambungkan litar elektrik yang dikimpal pada plat Bakelite ke pin Arduino.

Bahan lain:

- Gelang tangan

- Benang hitam

- Pewarna hitam

- Fabrik

Alat:

- Pengimpal

- Gunting

- Jarum

- Manekin tangan kadbod

Langkah 1:

Pertama, kami melakukan litar elektrik menggunakan protoboard sehingga kami dapat menentukan bagaimana kami mahu litar itu menjadi komponen mana yang ingin kami gunakan.

Langkah 2:

Kemudian, kami melakukan litar terakhir yang akan kami masukkan ke dalam manekin dengan menyolder komponen menggunakan solder timah. Litar tersebut mestilah seperti fotografi di atas.

Setiap kabel harus disambungkan ke port koresponden di Arduino Uno dan disarankan untuk menutup bahagian elektrik pendawaian untuk mengelakkan litar pintas menggunakan pita penebat.

Langkah 3:

Kami memprogramkan kod menggunakan perisian Arduino dan mengecasnya ke Arduino menggunakan kabel USB.

// buffer untuk menyaring frekuensi rendah # tentukan BSIZE 50 float buf [BSIZE]; int bPos = 0;

// algoritma degupan jantung

#definisi THRESHOLD 4 // ambang pengesanan t panjang yang tidak ditandatangani; // kali terakhir dikesan degupan jantung mengambang terakhirData; int terakhirBpm;

batal persediaan () {

// memulakan komunikasi bersiri pada 9600 bit sesaat: Serial.begin (9600); pinMode (6, OUTPUT); // nyatakan penggetar 1 pinMode (11, OUTPUT); // nyatakan penggetar 2 pinMode (9, OUTPUT); // nyatakan penggetar 3}

gelung kosong () {

// baca dan proses input dari sensor pada pin analog 0: float processingData = processData (analogRead (A0));

//Serial.println(processedData); // tanggalkan ini untuk menggunakan plotter bersiri

jika (diprosesData> THRESHOLD) // di atas nilai ini dianggap sebagai degup jantung

{if (lastData <THRESHOLD) // kali pertama kami melanggar ambang kami mengira BPM {int bpm = 60000 / (milis () - t); jika (abs (bpm - lastBpm) 40 && bpm <240) {Serial.print ("Denyutan jantung baru:"); Cetakan bersiri (bpm); // tunjukkan di skrin bpms Serial.println ("bpm");

jika (bpm> = 95) {// jika bpm lebih tinggi daripada 95 atau 95…

analogWrite (6, 222); // penggetar 1 bergetar

analogWrite (11, 222); // vibrator 2 getaran analogWrite (9, 222); // penggetar 3 bergetar} lain {// jika tidak (bpm lebih rendah daripada 95)… analogWrite (6, 0); // penggetar 1 tidak bergetar analogWrite (11, 0); // penggetar 2 tidak bergetar analogWrite (9, 0); // penggetar 3 tidak bergetar}} terakhirBpm = bpm; t = milis (); }} lastData = diprosesData; kelewatan (10); }

proses apungan Data (int val)

{buf [bPos] = (terapung) val; bPos ++; jika (bPos> = BSIZE) {bPos = 0; } purata apungan = 0; untuk (int i = 0; i <BSIZE; i ++) {purata + = buf ; } return (float) val - rata-rata / (float) BSIZE; }

Langkah 4:

Semasa proses merancang, kami harus mempertimbangkan lokasi titik tekanan di badan untuk mengetahui di mana motor getaran mesti diletakkan, dan kami memilih tiga daripadanya.

Langkah 5:

Untuk mendapatkan yang boleh dipakai, pertama-tama kami mewarnai gelang warna daging menggunakan pewarna hitam mengikut arahan produk.

Langkah 6:

Sebaik sahaja kami mempunyai gelang tangan, kami melakukan empat lubang pada manekin tangan kadbod. Tiga daripadanya dibuat untuk mengeluarkan tiga motor getaran yang kami gunakan di litar elektrik dan yang terakhir dilakukan untuk meletakkan sensor nadi di pergelangan tangan manekin. Selain itu, kami juga melakukan potongan kecil pada gelang untuk menjadikan sensor terakhir ini dapat dilihat.

Langkah 7:

Kemudian, kami melakukan satu lubang terakhir di bahagian bawah tangan kadbod untuk menyambung dan memutuskan kabel USB dari komputer ke papan Arduino untuk menghidupkan litar. Kami melakukan ujian akhir untuk memeriksa semuanya berfungsi dengan baik.

Langkah 8:

Untuk memberikan reka bentuk yang lebih disesuaikan kepada produk kami, kami melukis dan memotong bulatan dengan warna garnet di mana kami kemudian menjahit beberapa garisan untuk mewakili degupan jantung elektrik.

Langkah 9:

Akhirnya, ketika gelang hitam menutupi motor getaran, kami memotong dan menjahit tiga hati kecil pada alat pemakai untuk mengetahui lokasinya.