Yurak urish tezligi o'lchagichi yordamida yorug'likdan bezovtalanadigan qurilma: 18 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Dunyo gavjum bo'lganda, hamma stressli muhitda. Kollej talabalari stress va xavotirlik xavfidan yuqori. Imtihonlar, ayniqsa, talabalar uchun yuqori stressli davr hisoblanadi va nafas olish mashqlari o'rnatilgan aqlli soatlar odatda imtihon paytida ishlatilmaydi, chunki ular matn yozish va internetga ulanish imkoniyatiga ega.

"Yorug'lik bilan nafas oling"-bu Internetga ulanmagan, imtihonlarda kutib oladigan, tashvishga asoslangan oddiy qurilma. Bu qurilma foydalanuvchiga xos emas, bu uni bezovtalanishni boshqarishga muhtoj bo'lgan har qanday odamga osongina moslashtirishga imkon beradi. To'rtta NeoPixel LED -laridan foydalangan holda, foydalanuvchi nafas olish mashqlarini bajarishi mumkin, shuningdek, mashqlar oldidan va keyin ularning yurak urish tezligini kuzatishi mumkin, bu esa ularning stress darajasi pasayayotganligini aniqlash imkonini beradi.

1 -qadam: kerakli materiallar va asboblar

Materiallar:

1. Adafruit florasi (14,95 dollar)
2. Non paneli ($ 5.00)
3. Adafruit NeoPixels (4) (7,95 dollar)
4. PulseSensor ($ 25.00)
5. Alligator kliplari ($ 3,95)
6. Breadboard jumper simlari (3,95 dollar)
7. Lityum-ionli polimer batareyasi (9,95 dollar)
8. 220 Ohm qarshilik (6,28 dollar)
9. Bosish tugmasi ($ 5.99)
10. Har xil Legos ($ 10- $ 40) (Eslatma: sizga ko'p Lego kerak emas)

Umumiy qiymati: ($ 94- $ 124)

Asboblar:

1. Arduino dasturi (BEPUL) - majburiy
2. Igna pense (~ 6 dollar) yoki kesikulalar (~ 4 dollar)- tavsiya etiladi
3. Lehim to'plami/materiallar (~ $ 11)- ixtiyoriy

Umumiy xarajat: ($ 15-17)

2 -qadam: Tayyorgarlik

Loyihani boshlashdan va yuqoridagi materiallardan foydalanishdan oldin, nima ishlatilayotgani haqida yaxshi ma'lumotga ega bo'lish muhimdir.

Adafruit florasi

Adafruit Flora - bu yangi boshlanuvchilar va mutaxassislar uchun foydali bo'lgan kichik, oddiy va kuchli mikrokontroller. Bu juda kichik (faqat chorakdan bir oz kattaroq) va kiyish mumkin! Yuqoridagi rasmda Adafruit florasining aniq diagrammasi ko'rsatilgan. Flora haqida ko'proq ma'lumot olish uchun quyidagi havolaga o'ting:

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

Adafruit NeoPixels

Adafruit -dan NeoPixels - bu alohida -alohida joylashtiriladigan RGB LED -lar, ular maxsus taqiladigan kiyimlar uchun mo'ljallangan. NeoPixels zanjirband qilinadi, ya'ni siz xohlagancha ko'p LEDni ulash uchun mikrokontrollerga faqat bitta pinli ulanishni talab qiladi. Ularni Arduino -da kodlash mumkin, lekin Internetda tanishish va NeoPixel -ni xohlaganingizcha bajarish uchun ba'zi amaliyotlar, tadqiqotlar va misollar kerak. Quyidagi havoladagi turli qadamlar juda foydali, chunki u sizga NeoPixels qanday ishlashi haqida ma'lumot beradi va Arduino bilan kodlash bo'yicha maslahatlar va misollar beradi.

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

PulseSensor

PulseSensor - bu Arduino uchun turli xil loyihalar uchun jonli yurak urish tezligi ma'lumotlarini yig'ish uchun ulanadigan va o'ynaydigan yurak urish tezligi sensori! Arduino -ga yuklab olish mumkin bo'lgan kutubxonada (tez orada quyida ko'rsatiladi) PulseSensorni loyihaga joriy etish bo'yicha tezkor mutaxassis bo'lishga yordam beradigan misol kodlari mavjud. Quyidagi havola PulseSensor haqida qo'shimcha ma'lumotni ko'rsatadi va odamlarni ishga tushirish uchun mini-loyihalar misolini tasvirlaydi.

pulsesensor.com/pages/getting-advanced

Arduino kutubxonalari

Kod Flora bilan ma'lum funktsiyalar va buyruqlar bilan bog'lanishi uchun, Arduino -ga turli xil elektr komponentlari uchun quyidagi kutubxonalarni o'rnatish kerak. Dasturni yuklab olish uchun ushbu havolani yoki "Kirish va materiallar" bo'limidagi havolani ishlating

1. PulseSensor o'yin maydonchasi

   (Eslatma: "PulseSensor_BPM" misoli Arduino fayli Breathe Light kodini yaratishda yordam berdi)

2. Adafruit NeoPixel kutubxonasi

   (Eslatma: Arduino "Strandtest" misoli Breathe Light kodini yaratishda yordam berdi)

(Izoh: Kutubxonalarni o'rnatish bo'yicha qo'shimcha yordam uchun quyidagi havolaga tashrif buyuring:

GitHub

GitHub - bu odamlarga birgalikda dasturiy ta'minot yaratish va almashish imkonini beradigan kuchli platforma. Breathe Light uchun yaratilgan kod GitHub orqali almashiladi va bu erga kirish mumkin. Bunga keyinroq 14 -qadamda ko'rsatma berilgan. Arduino kutubxonalari va loyiha uchun zarur bo'lgan misollarga quyidagi GitHub havolalari orqali ham kirish mumkin.

1. PulseSensor
2. NeoPixel

GitHub nima va nima uchun foydali ekanligi haqida ko'proq ma'lumot olish uchun ushbu videoni ko'ring.

3 -qadam: Xavfsizlik

Har qanday elektr zanjiri bilan, shu jumladan, siz ushbu loyihada yaratadigan elektr zanjiri bilan ishlaganda, loyihangizni xavfsiz saqlash va shokka tushmasligingiz uchun barcha elektr xavfsizligi protokollarini tushunish va ularga rioya qilish muhimdir. Quyidagi ro'yxatda bajarilishi kerak bo'lgan bir necha oddiy qadamlar ko'rsatilgan.

1. Zanjirga simlarni ko'chirish va ulashda Flora kompyuterga ulanmasin.
2. Tarmoqdagi simlarga yoki boshqa metall qismlarga tegganda, tanangizdan hech qanday oqim o'tmasligi uchun quvvat o'chirilganligiga ishonch hosil qiling.
3. Suyuqliklar, oziq -ovqat va boshqa narsalarni to'kib yuboring.
4. Quvvatni yoqishdan oldin har safar eskirgan elektr simlarini tekshiring.

Ogohlantirish:

Bu tibbiy asbob emas va yurak urish tezligini aniq o'lchash uchun hech qanday klinik sharoitda ishlatilmasligi kerak. Agar siz yurak urish tezligi to'g'risida aniq ma'lumot olishni xohlasangiz, shifokoringizga murojaat qiling. Bu shunchaki odamlarga stressdan xalos bo'lishga yordam beradigan vosita va hech qanday kasallikni tashxislash uchun ishlatilmasligi kerak.

4 -qadam: Maslahatlar va maslahatlar

Quyida siz "Nafas olayotgan nur" ni yaratishda yodda tutish kerak bo'lgan ba'zi maslahatlar va maslahatlar keltirilgan.

Muammolarni bartaraf etish strategiyasi

1. Agar kod to'g'ri ishlamayotgan bo'lsa, kodning turli funktsiyalari/bo'limlarini ajratib oling va muammoning qaerdaligini aniqlash uchun ularni sinab ko'ring.
2. Kod va loyihaga o'tishdan oldin, qurilmalarning to'g'ri ishlashini ta'minlash uchun Arduino kutubxonalarida PulseSensor va NeoPixels uchun berilgan misol kodlaridan foydalaning.
3. Potentsial harakat artefaktini olib tashlash uchun ma'lumotlarni yig'ishdan oldin PulseSensor -ning qattiq va xavfsiz ulanishiga ishonch hosil qiling.
4. Kabelni ulashda, chalkashliklarni oldini olish uchun bir xil portlarga ulanganda bir xil rangli simlardan foydalaning.
5. Simlarni mahkamlash uchun kichik o'tish kabellaridan foydalaning, shunda ular qurilma harakatlanayotganda aloqani uzmaydi.
6. Agar sizda lehim temiridan foydalanish imkoni bo'lsa, uni yaxshi ishlamayotgan bo'lishi mumkin bo'lgan simli ulanishlarni mustahkamlash uchun ishlatishni o'ylab ko'ring.

Fikrlar

• Vaqtni tejash uchun simlarni ishlatishdan oldin prototip yaratish uchun alligator kliplari bilan sinab ko'ring.

• Vaqt va umidsizlikni tejash uchun simlarni mahkam torting va har bir NeoPixel bilan mustahkam va doimiy aloqa o'rnating.

  Lego shuningdek Flora va batareya paketini saqlashda juda yordam beradi

5 -qadam: O'rnatish 1a qismi

FLORA -dagi 6 -sonli portni ulash uchun alligator qisqichidan boshlang. Keyin GND portini ulash uchun boshqa alligator qisqichidan foydalaning. FLORA -dagi VBATT porti bilan ham xuddi shunday qiling.

6 -qadam: montaj 1b qismi

Endi 6 -portga ulangan alligator qisqichini NeoPixel -ning ichkariga qaragan o'qiga ulang. GND port klipini NeoPixel (-) ga va VBATT port klipini NeoPixel (+) ga ulang.

Biz har bir NeoPixel -ni NeoPixel Adafruit sahifasidagi ko'rsatmalar yordamida ishlayotganini tekshirish uchun ushbu sozlamani ishlatdik.

7 -qadam: 2 -qism

NeoPixellarning har biri funktsional ekanligini tasdiqlaganingizdan so'ng, siz "Nafas oladigan yorug'lik" ni yaratishni boshlashingiz mumkin.

VBATT, #12, #6, GND va #10 da FLORAga simlarni ulashdan boshlang. Adashmaslik uchun har bir portga mos keladigan ranglarni tanlang. Keyingi bosqichlarda biz ularni taxtaga ulashamiz.

8 -qadam: 3 -qism

Keyinchalik, biz NeoPixels zanjirini yaratishni boshlaymiz. Birinchi bosqichda bo'lgani kabi, biz oxir-oqibat (+) ni VBATT portiga, (-) ni GND portiga ulaymiz va o'qlar NeoPixel chizig'idagi signal oqimining yo'nalishini ko'rsatadi. Men oxirgisidan boshladim va yuqoriga ko'tarildim.

Birinchidan, simlarni NeoPixel -ga mos ranglarda qo'shing. Rasmda biz VBATT uchun oq rangni, GND uchun yashil rangni va 6 -portdan keladigan signal uchun sariq rangni ishlatganimizni ko'rishingiz mumkin. Kichkina teshiklarga simni chindan ham o'rash uchun igna burun pensini ishlating. Agar sizda igna pense mavjud bo'lmasa, siz kesikuladan foydalanishingiz mumkin.

(Orqa fonda kichik qizil simlar keyingi bosqichlarda tushuntiriladi. Hozircha ular haqida qayg'urmang.)

9 -qadam: 4 -qism

Boshqa NeoPixellarga simlarni xuddi birinchi singari qo'shing. O'qlar chizig'i FLORA -dagi 6 -sonli portdan zanjirning pastki qismiga ishora qilganiga ishonch hosil qiling.

Keyin, oq simlarning har birini non panelidagi (+) pimlarga, yashil simlarni esa non panelidagi (-) pimlarga ulang. Simlarni mustahkamlash uchun ulanishlar biroz taranglashganiga ishonch hosil qiling.

10 -qadam: 5 -qism

Endi, yashil simni GNDdan (-) pimlarning yuqori qismiga ulang. Oq simni VBATT portidan non panelidagi (+) pimlarga ulang va 6 -sonli sariq simni NeoPixel zanjirining boshiga ulang.

Binafsha sim va qizil sim keyinchalik ulanadi.

(Pastki qismidagi qizil simlar NeoPixellar orasidagi sariq signal simlari o'rtasida keskinlik yaratishga yordam beradi, lekin ulanishlar qanchalik qattiqligiga qarab sizga kerak bo'lmasligi mumkin)

11 -qadam: 6 -qism

Keyinchalik, biz tugmani non paneliga ulaymiz. Bu yurak urish tezligini o'lchash va xavotirli nafas olish mashqlarini boshlaydi!

Tugmani rasmda ko'rsatilgandek joylashtiring. Keyin yuqori simli tugmani (+) ulash uchun oq simdan foydalaning. Xuddi shu tomonning pastki pimi va (-) pinlari orasiga 220 ohmli rezistorni joylashtiring. Oxir -oqibat, 10 -sonli qizil simni pastki o'ng tugma piniga ulang.

12 -qadam: 7 -qadam

Endi biz puls sensori bilan bog'lanamiz. Qizil sensorli simni non panelidagi (+) pimlarga va qora sensorli simni (-) pimlarga ulang. Keyin, ularni ulash uchun binafsha rangli sensorli simni va 12 -portdan keladigan binafsha simni bir qatorga qo'ying.

13 -qadam: 8 -qadam

Har xil Legos -dan foydalanib, FLORA -ga o'tirish uchun platforma va lityum batareya to'plami uchun kichik bo'shliq yarating. Sariq simlar to'g'ri ulanishi uchun FLORA -da kuchlanish borligiga ishonch hosil qiling. Buning uchun biz yuqoridagi rasmda ko'rilgan sariq Legosdan foydalandik.

Lego platformasi sizning o'lchamingizdagi o'lchamga qarab o'zgaradi, lekin FLORA tekis o'tirishi, sariq signal simlarida keskinlik borligi va batareya paketini kiritish uchun bo'shliq borligiga ishonch hosil qiling.

14 -qadam: 9 -qadam

O'rnatishni tugatish uchun, non paneli yonidagi FLORA bilan Lego platformasini qo'shing. Batareya to'plamini FLORA -ga ulang.

15 -qadam: O'rnatish 10 -qadam: Kodni yuklang va yig'ishni yakunlang

Oxirgi qadam - bu kodni "Breathe Light" ga yuklash. Kod yuklanganidan so'ng, FLORA o'rtasida ON tugmasi yoqilganda, Breathe Light portativ ishlashi kerak!

GitHub -dan Flora -ga kodni qanday olish mumkin

1. GitHub veb -saytiga kirish uchun yuqoridagi havoladan foydalaning.

2. "Klonlash yoki yuklab olish" ni bosing.

   "ZIP -ni yuklab olish" -ni bosing

3. Yuklangan zip faylini kompyuterda kerakli joyga saqlang.
4. Arduino -da "Breathe_Light_V3.0" faylini oching.
5. Arduino -ning yuqori panelidagi "Asboblar" ostida "Kengash:" -ga o'ting va "Adafruit Flora" -ni tanlang.
6. Nihoyat (kompyuterga Flora ulangan), "Yuklab olish" tugmasini bosing (ekranning yuqori o'ng burchagi)

Yuqoridagi amallar bajarilgandan so'ng, kod Floraga yuklanishi kerak. Flora kompyuterdan uzilishi mumkin va Breathe Light foydalanishga tayyor!

16 -qadam: O'rnatish 11 -qadam: Kodni tushuntirish

Kod nima qiladi:

Birinchidan, kod PulseSensor yordamida odamning dastlabki yurak urish tezligini yig'adi va uni qatorda joylashgan to'rtta individual NeoPixel orqali ko'rsatadi. Qaysi yurak urish tezligi aniqlanganiga qarab, LED/ranglarning ma'lum bir qatori ko'rsatiladi. Masalan, agar yurak urish tezligi 76 bo'lsa, ko'k rangda yonib turadigan 3 ta NeoPiksel bo'ladi. Bu ranglar/chegaralar mavzuga qurilmadagi stiker orqali beriladi (yuqorida ko'rsatilgan), ular yurak urish tezligini bilishadi.

Keyin, yurak urish tezligi aniqlangandan so'ng, u chuqur, sekin nafas olish va nafas chiqarishga yordam beradigan bezovta qiluvchi mashqdan o'tadi. Ushbu mashq boshida barcha to'rtta LED yashil rangda. Jismoniy mashqlar davom etar ekan, LEDlar birma -bir ko'k rangga aylanadi, bu ob'ekt nafas olayotgan vaqtga to'g'ri keladi. Barcha to'rtta LED yonib ketgandan so'ng, mavzu nafasni ushlab turishdir va LEDlar yashil rangga qaytganda, ular asta -sekin nafas chiqarishi mumkin. Anksiyete mashqlari bajarilgandan so'ng, kod yana odamning yurak urish tezligini aniqlaydi va ko'rsatadi, ular tinchlana oldimi yoki yo'qligini aniqlaydi.

17 -qadam: O'chirish diagrammasi

Ushbu elektron diagramma EAGLE -da tuzilgan. Katta to'rtburchaklar ichida hamma narsa Adafruit FLORA mikroprotsessori. U juda ko'p tafsilotlarga ega, lekin umuman olganda, u to'rtburchak ichida joylashgan. Biz FLORA -ga qo'shgan barcha komponentlar katta to'rtburchak ostida joylashgan.

4 Neopikselni D6* FLORA chiqishiga ulangan holda ko'rish mumkin. Tugma IO10* ga, puls sensori esa IOR12* porti orqali FLORA ga ulangan.

18 -qadam: Boshqa fikrlar

Yorug'lik bilan nafas olishni ko'p yo'llari bor va bu erda bir nechta takliflar.

• Uni taqib yuradigan qilib yarating: Bosh bantli yoki manjetdan foydalaning (masalan, bu kabi) va barcha simli ulanishlarni o'tkazish uchun o'tkazgichli ipdan foydalaning.
• Vizual jihatdan jozibali nafas olish mashqini yaratish uchun tashvishlanishExercise () funktsiyasini qo'shing (ko'proq rang qo'shish kabi).
• Ko'proq LEDlarni qo'shish va heartRateDisplay () va tashvishExercise () funktsiyalarining imkoniyatlarini oshirish uchun individual NeoPixellarni NeoPixel Ring yoki NeoPixel Array bilan almashtiring.