TfCD - AmbiHeart: 6 qadam (rasmlar bilan)

2025 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2025-01-23 15:14

Kirish

Bizning tanamizning hayotiy funktsiyalari haqida bilish sog'liq muammolarini aniqlashga yordam beradi. Zamonaviy texnologiyalar uy sharoitida yurak urish tezligini o'lchash vositalarini taqdim etadi. Delft Texnik Universitetining Advanced Concept Design (TfCD sub-kursi) master-klassi doirasida biz bio-teskari aloqa qurilmasini yaratdik.

Sizga nima kerak?

1 Puls sensori

1 RGB LED

3 rezistor (220 Ohm)

Arduino Uno

9V batareya

Non paneli

3D bosma idishlar

Kuchli tomonlar

Och rang bilan o'lchovni taqdim etish xom raqamlarga qaraganda tushunish va talqin qilish osonroq. Bundan tashqari, uni portativ qilish mumkin. Kichikroq mikro-kontroller va taxtadan foydalanish korpus hajmini oshirishga imkon beradi. Bizning kodimiz yurak urish tezligining o'rtacha qiymatlaridan foydalanadi, lekin koddagi kichik o'zgarishlar yordamida siz o'z fikrlaringizni yosh guruhingiz va sog'lig'ingiz holatiga ko'ra aniqroq qiymatlarga moslashtirishingiz mumkin.

Kamchiliklari

Asosiy kamchilik - bu yurak urish tezligi sensori. Yurak urish tezligini aniqlash va kerakli fikrlarni bildirish uchun biroz vaqt kerak bo'ladi. Bu kechikish ba'zida muhim bo'lishi mumkin va noto'g'ri ishlashga olib kelishi mumkin.

1 -qadam: elektronikani tayyorlash

Yurak urishi sensori foto pletismografiya tamoyiliga asoslangan. U tananing har qanday a'zosi orqali qon hajmining o'zgarishini o'lchaydi, bu yorug'lik intensivligining o'zgarishiga olib keladi. Ushbu loyihada impulslarning vaqti muhimroqdir. Qon hajmining oqimi yurak urish tezligi bilan belgilanadi va yorug'lik qonga singib ketganligi sababli, signal pulslari yurak urishiga tengdir.

Birinchidan, puls sensori BPMni aniqlash uchun Arduino -ga ulanishi kerak (daqiqada urish). Puls sensori A1 ga ulanadi. Arduino boshqaruv paneli BPM aniqlanishi bilan bir vaqtda yonib -o'chib turishi kerak.

Ikkinchidan, sxematik diagrammada ko'rsatilganidek, ulangan 220 Ohmli 3 rezistor bilan RGB LEDni joylashtiring. Qizil pinni 10 ga, yashil pinni 6 ga va yashil pinni 9 ga ulang.

2 -qadam: dasturlash

LEDni hisoblash chastotasida pulsatsiya qilish uchun yurak urish tezligi o'lchovidan foydalaning. Ko'p odamlar uchun yurak urish tezligi soatiga 70 zarba atrofida. Bitta LED ishlagandan so'ng, siz IBI bilan boshqa o'chishni ishlatishingiz mumkin. Kattalar uchun normal yurak urish tezligi daqiqada 60 dan 100 gacha. Siz ushbu mavzu bo'yicha BPMni test mavzusiga ko'ra tasniflashingiz mumkin.

Bu erda biz dam olayotgan odamlarni sinab ko'rmoqchi edik va shuning uchun BPMni ushbu diapazonning yuqorisida va pastida 5 toifaga ajratdik

Qo'rqinchli (40 dan past) - (ko'k)

Ogohlantirish (40 dan 60 gacha) - (gradient ko'kdan yashilgacha)

Yaxshi (60 dan 100 gacha) - (yashil)

Ogohlantirish (100 dan 120 gacha) - (gradient yashildan qizilgacha)

Xavotirli (120 dan yuqori) - (qizil)

BPMni ushbu toifalarga bo'lish mantig'i:

agar (BPM <40)

R = 0

G = 0

B = 0

agar (40 <BPM <60)

R = 0

G = (((BPM-40)/20)*255)

B = (((60-BPM)/20)*255)

agar (60 <BPM <100)

R = 0

G = 255

B = 0

agar (100 <BPM <120)

R = (((BPM-100)/20)*255)

G = (((120-BPM)/20)*255)

B = 0

agar (120 <BPM)

R = 255

G = 0

B = 0

Puls sensori tekshirilishi va BPM va IBI qanday o'zgarishini ko'rish uchun siz Processing Visualizer ilovasidan foydalanishingiz mumkin. Vizualizatordan foydalanish uchun maxsus kutubxonalar kerak, agar siz ketma -ket plotter yordam bermaydi deb hisoblasangiz, BPM ma'lumotlarini Visualizer uchun o'qiladigan kirishga aylantiradigan ushbu dasturdan foydalanishingiz mumkin.

Oldindan yuklanmagan kutubxonalarsiz puls sensori yordamida yurak urishini o'lchashning bir necha usullari mavjud. Biz shunga o'xshash dasturlardan birida ishlatilgan quyidagi mantiqdan foydalanib, yurak urish tezligini hisoblash uchun beshta impulsdan foydalanganmiz.

Five_pusle_time = vaqt2-vaqt1;

Single_pulse_time = Five_pusle_time /5;

tezlik = 60000/ Single_pulse_time;

bu erda time1 - birinchi zarba hisoblagichining qiymati

time2 - puls hisoblagichlarining ro'yxati

yurak tezligi - bu oxirgi yurak urish tezligi.

3 -qadam: Modellashtirish va 3D bosib chiqarish

O'lchov qulayligi va elektronikaning xavfsizligi uchun muhofaza qilish tavsiya etiladi. Bundan tashqari, u ishlatilganda komponentlarning qisqa tutashuvidan saqlaydi. Biz organik estetikaga mos keladigan oddiy shaklni ishlab chiqdik. U ikki qismga bo'linadi: pastda puls sensori uchun teshik va Arduino va non paneli uchun ushlab turuvchi qovurg'alar, va yuqori qismida yorug'lik ko'rsatgichi bilan yaxshi vizual fikr bildirish uchun.

4-qadam: Elektromekanik prototip

Qavslar tayyor bo'lgach, zarba sezgichini teshik oldidagi yo'naltiruvchi qovurg'alarga joylashtiring. Barmoq sensorga etib borishini va sirtni to'liq yopib qo'yganligiga ishonch hosil qiling. Vizual teskari aloqa ta'sirini kuchaytirish uchun yuqori korpusning ichki yuzasini shaffof bo'lmagan plyonka bilan o'rab oling (biz alyumin folga ishlatganmiz), o'rtada bo'sh joy qoladi. Bu yorug'likni ma'lum bir teshikka to'sib qo'yadi. Portativ qilish uchun Arduino -ni noutbukdan uzing va 5V dan yuqori batareyani ulang (biz bu erda 9V ishlatganmiz). Endi barcha elektronikani pastki korpusga joylashtiring va yuqori korpus bilan yoping.

5 -qadam: sinov va nosozliklarni tuzatish

Endi natijalarni o'zaro tekshirish vaqti keldi! Sensor ichkariga joylashtirilganligi sababli, korpus ochilishidan oldin, sensorning sezuvchanligida ozgina o'zgarishlar bo'lishi mumkin. Boshqa barcha ulanishlar buzilmaganligiga ishonch hosil qiling. Agar biror narsa noto'g'ri bo'lib tuyulsa, biz sizga bu muammoni hal qilishga yordam beradigan bir nechta misollarni keltiramiz.

Mumkin bo'lgan xatolar sensorning kirishi yoki RGB LEDining chiqishi bo'lishi mumkin. Sensor bilan nosozliklarni tuzatish uchun siz kuzatishingiz kerak bo'lgan bir nechta narsa bor. Agar sensor BPMni aniqlasa, bortda svetodiod bo'lishi kerak (L), BPM bilan sinxronlashadi. Agar siz miltillashni ko'rmasangiz, A1 kirish terminalini tekshiring. Agar impuls sensori yonmasa, boshqa ikkita terminalni (5V va GND) tekshirish kerak. Sensorning ishlashiga ishonch hosil qilish uchun ketma -ket plotter yoki ketma -ket monitor ham yordam berishi mumkin.

Agar siz RGB -da chiroqni ko'rmasangiz, avval siz kirish terminalini (A1) tekshirishingiz kerak, chunki kod faqat BPM aniqlanganda ishlaydi. Agar datchiklardan hamma narsa yaxshi ko'rinadigan bo'lsa, non panelidagi e'tiborga olinmagan qisqa tutashuvlarni qidiring.

6 -qadam: foydalanuvchilarni tekshirish

Tayyor prototipga ega bo'lganingizda, siz teskari aloqa olish uchun yurak urish tezligini o'lchashingiz mumkin. Sog'ligingiz haqida ma'lumot olishingizga qaramay, siz turli xil his -tuyg'ular bilan o'ynashingiz va qurilmaning javobini tekshirishingiz mumkin. U meditatsiya vositasi sifatida ham ishlatilishi mumkin.