Жүрек соғу жиілігінің мониторымен жеңіл мазасыздану құрылғысы: 18 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Әлем толқып бара жатқанда, барлығы стресстік ортада. Колледж студенттері күйзеліс пен мазасыздану қаупі жоғары. Емтихандар әсіресе студенттер үшін стресстік кезең болып табылады және тыныс алу жаттығулары бар ақылды сағаттарды әдетте емтихан кезінде қолдануға болмайды, өйткені олар мәтінді жіберіп, интернетке қосыла алады.

«Breathe Light»-бұл интернетке қосылмаған, емтиханға қарсы болатын, алаңдаушылыққа негізделген қарапайым құрылғы. Бұл құрылғы алаңдаушылықты басқаруды қажет ететін кез келген адамға оңай бейімделуге мүмкіндік беретін пайдаланушыға тән емес. NeoPixel төрт жарықдиодты сериясын қолдана отырып, пайдаланушы тыныс алу жаттығуларын орындау бойынша қадамдарды орындай алады, сонымен қатар олардың стресстің төмендеуін анықтау үшін жаттығуларға дейін және кейін жүрек соғу жиілігін бақылай алады.

1 -қадам: Қажетті материалдар мен құралдар

Материалдар:

1. Адафрут флорасы ($ 14,95)
2. Нан тақтасы ($ 5.00)
3. Adafruit NeoPixels (4) ($ 7.95)
4. PulseSensor ($ 25.00)
5. Аллигатор клиптері ($ 3,95)
6. Breadboard jumper сымдары ($ 3.95)
7. Литий-ионды полимерлі батарея ($ 9.95)
8. 220 Ом резисторы (6,28 доллар)
9. Басу түймесі ($ 5.99)
10. Ассорти Legos ($ 10- $ 40) (Ескерту: Сізге көптеген Lego қажет емес)

Жалпы құны: ($ 94- $ 124)

Құралдар:

1. Arduino Software (ТЕГІН) - міндетті
2. Мұрынға арналған қысқыштар (~ 6 доллар) немесе кутикуланы кескіштер (~ 4 доллар)- ұсынылады
3. Дәнекерлеу жинағы/материалдар (~ $ 11)- қосымша

Жалпы құны: ($ 15-17)

2 -қадам: Дайындық

Жобаны бастамас бұрын және жоғарыда келтірілген материалдарды пайдаланбас бұрын, не қолданылатыны туралы жақсы білім алу қажет.

Адафрут флорасы

Adafruit Flora - бұл жаңадан бастаушыларға да, сарапшыларға да пайдалы шағын, қарапайым және қуатты микроконтроллер. Ол өте кішкентай (тек төрттен біршама үлкен) және киюге болады! Жоғарыдағы суретте адафрут флорасының диаграммасы көрсетілген. Флора туралы қосымша ақпарат алу үшін келесі сілтемеге өтіңіз:

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

Adafruit NeoPixels

Adafruit ұсынған NeoPixels - бұл киюге арналған арнайы жасалған RGB светодиоды. NeoPixels тізбекті, яғни қалағанша көп жарықдиодты қосу үшін микроконтроллерге тек бір істікшелі қосылым қажет. Оларды Arduino -да кодтауға болады, бірақ интернетте танысуға және NeoPixels -ті сіз қалағандай орындауға көмектесу үшін кейбір тәжірибе, зерттеулер мен мысалдар қажет. Келесі сілтемедегі әр түрлі қадамдар өте пайдалы, себебі ол сізге NeoPixels қалай жұмыс істейтіні туралы хабарлайды және Arduino көмегімен кодтау бойынша кеңестер мен мысалдар береді.

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

PulseSensor

PulseSensor - бұл Arduino -ның жүрек соғу жиілігі туралы деректерді жинау үшін қосылатын және ойнайтын сенсор. Arduino -ға жүктеуге болатын кітапханада (жақын арада төменде көрсетіледі) PulseSensor -ды жобаға енгізудің бірден маманы болуға көмектесетін мысал кодтары бар. Келесі сілтеме PulseSensor туралы қосымша ақпаратты көрсетеді және адамдарды бастау үшін шағын жобалардың мысалын сипаттайды.

pulsesensor.com/pages/getting-advanced

Arduino кітапханалары

Код Flora -мен белгілі бір функциялар мен командалар үшін байланысуы үшін, әр түрлі электр компоненттері үшін келесі кітапханалар Arduino -ға орнатылуы керек. Бағдарламалық жасақтаманы жүктеу үшін осы сілтемені немесе 'Кіріспе және жабдықтау' бөліміндегі сілтемені пайдаланыңыз

1. PulseSensor ойын алаңы

   (Ескерту: «PulseSensor_BPM» мысалы Arduino файлы Breathe Light үшін кодты құруға көмектесті)

2. Adafruit NeoPixel кітапханасы

   (Ескерту: «Strandtest» мысалы Arduino файлы Breathe Light кодын жасауға көмектесті)

(Ескерту: Кітапханаларды орнатуда қосымша көмек алу үшін мына сілтемеге өтіңіз:

GitHub

GitHub - бұл адамдарға бағдарламалық қамтамасыз етуді бірге құруға және бөлісуге мүмкіндік беретін қуатты платформа. Breathe Light үшін жасалған код GitHub арқылы бөлісіледі және оған осы жерден кіруге болады. Оған кейінірек 14 -қадамдағы нұсқаулықта сілтеме жасалатын болады. Arduino кітапханалары мен жобаға қажет мысалдарға келесі GitHub сілтемелері арқылы қол жеткізуге болады.

1. PulseSensor
2. NeoPixel

GitHub дегеніміз не және ол не үшін пайдалы екендігі туралы қосымша ақпарат алу үшін мына бейнені қараңыз.

3 -қадам: Қауіпсіздік

Кез келген электр тізбегімен, оның ішінде осы жобада жасайтын схемамен жұмыс жасағанда, сіздің жобаңыздың қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін және таң қалмау үшін электр қауіпсіздігінің барлық хаттамаларын түсіну және орындау маңызды. Келесі тізімде бірнеше қарапайым қадамдар орындалады.

1. Сымдарды тізбекке жылжыту және бекіту кезінде Флораны компьютерге қоспаңыз.
2. Электр тізбегіндегі сымдарға немесе басқа металл компоненттерге тиген кезде, сіздің денеңізден ток өтпеуі үшін қуаттың ӨШІРУЛІ болғанын тексеріңіз.
3. Сұйықтықтарды, тағамды және төгілуі мүмкін басқа заттарды тізбектен алыс ұстаңыз.
4. Қуатты қоспас бұрын, электр сымдарының бұзылғанын тексеріңіз.

ЕСКЕРТУ:

Бұл медициналық құрылғы ЕМЕС және оны жүрек соғу жиілігін дәл өлшеу үшін клиникалық жағдайда қолдануға болмайды. Егер сіз жүрек соғу жиілігі туралы нақты ақпарат алғыңыз келсе, дәрігерге барыңыз. Бұл адамдарға стресстен арылуға көмектесетін құрал және кез келген ауруды диагностикалау үшін қолдануға болмайды.

4 -қадам: кеңестер мен кеңестер

Төменде «Тыныс алу жарығын» құру кезінде есте сақтау қажет бірнеше кеңестер мен кеңестер берілген.

Ақаулықтарды жою стратегиялары

1. Егер код дұрыс жұмыс істемесе, кодтың әр түрлі функцияларын/бөлімдерін бөліңіз және мәселенің қай жерде екенін анықтау үшін оларды тексеріңіз.
2. Код пен жобаға кіріспес бұрын, құрылғылардың дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін Arduino кітапханаларында PulseSensor мен NeoPixels үшін берілген мысал кодтарын қолданыңыз.
3. Потенциалды қозғалысты жою үшін деректерді жинамас бұрын PulseSensor -дың тығыз және қауіпсіз байланысы бар екеніне көз жеткізіңіз.
4. Сымды қосқанда, шатаспау үшін, сол порттарға қосылған кезде бірдей түсті сымдарды қолданыңыз.
5. Сымдарды бекіту үшін кішкене өтпелі кабельдерді қолданыңыз, олар құрылғы қозғалғанда байланыс үзілмейді.
6. Егер сізде дәнекерлеу үтігі болса, оны дұрыс жұмыс істемеуі мүмкін сымдық қосылыстарды бекіту үшін қолданыңыз.

Түсініктемелер

• Уақытты үнемдеу үшін сымдарды қолданар алдында прототиптеу үшін аллигатор қысқыштарымен тексеріңіз.

• Уақыт пен ашуланшақтықты үнемдеу үшін әр NeoPixel -мен тұрақты және тұрақты байланыс орнату үшін сымдарды созыңыз.

  Lego флора мен аккумуляторлық қорғанысты қамтамасыз етуде де өте пайдалы

5 -қадам: Ассамблея 1а бөлігі

FLORA -дағы №6 портты қосу үшін аллигатор қысқышын қолданыңыз. Содан кейін GND портын қосу үшін басқа аллигатор қысқышын пайдаланыңыз. FLORA -дағы VBATT портымен де солай жасаңыз.

6 -қадам: құрастыру 1б бөлігі

Енді 6 портқа қосылған аллигатор қысқышын NeoPixel ішке қараған көрсеткіге қосыңыз. GND портының қысқышын NeoPixel (-) және VBATT портының қысқышын NeoPixel (+) ұяшығына жалғаңыз.

Біз бұл қондырғыны NeoPixel Adafruit бетіндегі нұсқауларды қолдана отырып жұмыс істейтінін тексеру үшін әрбір NeoPixel -ді тексеру үшін қолдандық.

7 -қадам: Ассамблея 2 -бөлім

NeoPixels -тің әрқайсысы жұмыс істейтінін растағаннан кейін, сіз Breathe Light құрылысын бастауға болады!

VBATT, #12, #6, GND және #10 бойынша FLORA сымдарын жалғаудан бастаңыз. Шатастырмау үшін, порттардың әрқайсысына сәйкес келетін түстерді таңдаңыз. Біз оларды келесі қадамдарда тақтаға қосамыз.

8 -қадам: құрастыру 3 -бөлім

Әрі қарай, біз NeoPixels тізбегін құруды бастаймыз. Бірінші қадамдағыдай, біз ақырында (+) VBATT портына, (-) GND портына қосамыз, ал көрсеткілер NeoPixels желісінде сигнал ағынының бағытын көрсетеді. Мен соңғысынан бастадым және жоғары деңгейге жеттім.

Алдымен сымдарды NeoPixels -ке сәйкес түстермен қосыңыз. Суретте сіз VBATT үшін ақты, GND үшін жасылды және No6 порттан келетін сигнал үшін сары түсті қолданғанымызды көре аласыз. Кішкене тесіктердің айналасында сымды шынымен орау үшін ине мұрнын пайдаланыңыз. Егер сізде иненің тістегіштері болмаса, кутикуланы кесуге болады.

(Фондағы кішкентай қызыл сымдар келесі қадамдарда түсіндіріледі. Әзірге олар туралы алаңдамаңыз.)

9 -қадам: құрастыру 4 -бөлім

Басқа NeoPixels -ке сымдарды бірінші сияқты қосыңыз. Көрсеткілер сызығы FLORA № 6 портынан тізбектің төменгі жағына бағытталғанын тексеріңіз.

Содан кейін, ақ сымдардың әрқайсысын нан тақтасындағы (+) түйреуіштерге, ал жасыл сымдарды нан тақтасындағы (-) түйреуіштерге қосыңыз. Сымдарды бекіту үшін қосылымдардың біршама кернеуі бар екеніне көз жеткізіңіз.

10 -қадам: құрастыру 5 -бөлім

Енді жасыл сымды GND-ден (-) түйреуіштердің жоғарғы жағына қосыңыз. Ақ сымды VBATT портынан нан тақтасындағы (+) түйреуіштерге, ал No6 сары сымды NeoPixel тізбегінің басына қосыңыз.

Күлгін сым мен қызыл сым кейінірек қосылады.

(Төменгі жағындағы қызыл сымдар NeoPixels арасындағы сары сигнал сымдары арасында шиеленіс туғызады, бірақ байланыстардың тығыздығына байланысты сізге қажет болмауы мүмкін)

11 -қадам: Ассамблея 6 -бөлім

Әрі қарай, біз түймені тақтаға қосамыз. Бұл жүрек соғу жиілігін өлшеуді және тыныс алу жаттығуларын бастайды!

Түймені суретте көрсетілгендей орналастырыңыз. Содан кейін (+) жоғарғы түйменің түйреуішін қосу үшін ақ сымды қолданыңыз. 220 Ом резисторды сол жақтағы төменгі түйреуіш пен (-) түйреуіштердің арасына салыңыз. Соңында, №10 қызыл сымды төменгі оң жақ түйменің түйреуішіне жалғаңыз.

12 -қадам: құрастыру 7 -қадам

Енді біз импульстік сенсорды қосамыз! Қызыл сенсор сымын нан тақтасындағы (+) түйреуіштерге, ал қара сенсор сымын (-) түйреуіштерге жалғаңыз. Әрі қарай, сенсорлы сым мен 12 -ші порттан келетін күлгін сымды сол қатарға жалғаңыз.

13 -қадам: 8 -қадам

Ассортиментті Legos -пен FLORA -ға отыруға арналған платформа мен литий батареялар жинағына арналған кішкене қуыс жасаңыз. Сары сымдар дұрыс қосылуы үшін FLORA -да кернеу бар екеніне көз жеткізіңіз. Ол үшін жоғарыдағы суретте көрсетілген сары легосты қолдандық.

Lego платформасы сіздің тақтайшаңыздың мөлшеріне байланысты әр түрлі болады, бірақ FLORA тегіс отыра алатындығына, сары сигналдық сымдармен біршама шиеленіс бар екеніне және батарея жинағын салу үшін қуыс бар екеніне көз жеткізіңіз.

14 -қадам: 9 -қадам

Жинауды аяқтау үшін, тақтаның жанындағы FLORA бар Lego платформасын қосыңыз. Батарея жинағын FLORA -ға қосыңыз.

15 -қадам: Жинау 10 -қадам: Кодты жүктеп, жинауды аяқтаңыз

Соңғы қадам - бұл кодты Breathe Light -ке жүктеу. Код жүктелгеннен кейін, дем алу шамы FLORA ортасында ON қосқышы қосылған кезде портативті жұмыс істеуі керек!

GitHub -тен Flora -ға кодты қалай алуға болады

1. GitHub веб -сайтына кіру үшін жоғарыдағы сілтемені пайдаланыңыз.

2. «Клондау немесе жүктеу» түймесін басыңыз.

   «ZIP жүктеуді» басыңыз

3. Жүктелген ZIP файлын компьютердегі қажетті орынға сақтаңыз.
4. Arduino -да «Breathe_Light_V3.0» файлын ашыңыз.
5. Жоғарғы Arduino жолағындағы «Құралдар» астында «Тақта:» бөліміне өтіп, «Адафрут флорасын» таңдаңыз.
6. Соңында (компьютерге Flora қосылған кезде) «Жүктеу» түймесін басыңыз (экранның жоғарғы жағындағы оң жақ көрсеткі)

Жоғарыда көрсетілген әрекеттер аяқталғаннан кейін код Flora -ға жүктелуі керек. Флораны компьютерден ажыратуға болады және Breathe Light пайдалануға дайын!

16 -қадам: құрастыру 11 -қадам: кодты түсіндіру

Бұл кодтың әрекеті:

Біріншіден, код PulseSensor көмегімен адамның бастапқы жүрек соғу жиілігін жинайды және оны сызықта орналасқан төрт жеке NeoPixels арқылы көрсетеді. Қандай жүрек соғу жиілігі анықталатынына байланысты жарық диодты/түстердің белгілі бір сериясы көрсетіледі. Мысалы, егер жүрек соғу жиілігі 76 болса, көк түспен жанатын 3 NeoPixels болады. Бұл түстер/шектер құрылғыға стикер арқылы беріледі (жоғарыда көрсетілген), олар жүрек соғу жиілігін біледі.

Содан кейін, жүрек соғу жиілігі анықталғаннан кейін, ол терең, баяу дем шығаруға және дем шығаруға көмектесетін мазасыздық жаттығуларынан өтеді. Бұл жаттығудың басында барлық төрт жарық диоды жасыл болып табылады. Жаттығуды жалғастыра отырып, светодиодтар бірте -бірте көк түске боялады, бұл объект дем алған кезде сәйкес келеді. Барлық төрт жарық диодтары жанғаннан кейін, дем алуды ұстау керек, ал жарық диодтары жасыл түске айналғанда, олар баяу дем шығарады. Мазасыздық жаттығуы орындалғаннан кейін, код адамның тынышталуын анықтайтын жүрек соғу жиілігін қайтадан анықтайды және көрсетеді.

17 -қадам: схема

Бұл схема EAGLE -де жасалған. Үлкен тіктөртбұрыштың бәрі - Adafruit FLORA микропроцессоры. Оның көптеген бөлшектері бар, бірақ тұтастай алғанда ол төртбұрыштың ішінде орналасқан. Біз FLORA -ға қосқан барлық компоненттер үлкен төртбұрыштың астында орналасқан.

4 неопиксельді D6* FLORA шығысына қосылғанын көруге болады. Түйме IO10*, ал импульстік сенсор IO12* порты арқылы FLORA -ға қосылған.

18 -қадам: қосымша идеялар

Жарықты тыныс алудың көптеген әдістері бар және мұнда бірнеше ұсыныстар бар.

• Оны киінетін етіп жасаңыз: Барлық сымды қосылымдарды жасау үшін, бас орамасын немесе сағат манжетін қолданыңыз (мысалы, осындай).
• Көзге тартымды тыныс алу жаттығуын жасау үшін алаңдаушылық жаттығуларын () қосыңыз (мысалы, көбірек түстер қосу).
• Жарықдиодты көбірек қосу үшін және heartRateDisplay () және алаңдаушылық жаттығуларының () функцияларын жоғарылату үшін жеке NeoPixel -ті NeoPixel сақинасымен немесе NeoPixel массивімен алмастырыңыз.