Tréning hodiniek na monitorovanie zóny srdcového tepu: 19 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Vysoká škola je uponáhľané a chaotické obdobie v ich živote, a preto je dôležité udržať si hladinu stresu na nízkej úrovni. Jeden zo spôsobov, ako to radi robíme, je cvičiť, pomáha to udržať vašu myseľ čistú a telo zdravé. Preto sme vytvorili prenosný biosenzor, ktorý používa srdcový tep človeka počas intenzívneho cvičenia a poskytuje používateľom informácie o zóne srdcového tepu, v ktorej sa nachádzajú.

Toto je spôsob, ako pomôcť používateľom zaistiť, aby svoje telo príliš nenamáhali a netlačili nad maximálnu srdcovú frekvenciu až do bodu, ktorý je nebezpečný. Tento senzor tiež pomôže používateľom, ktorí sa pokúšajú schudnúť alebo zvýšiť svoju vytrvalosť, tým, že zaistí, aby si v určitých zónach udržali srdcový tep.

Krok 1: Zóny srdcového tepu

Tento obrázok vyššie zobrazuje rôzne zóny srdcovej frekvencie. Zakaždým, keď používateľ vstúpi do novej zóny, hodinky sa čím ďalej tým viac rozsvietia, aby ho upozornili na to, v ktorej zóne sa práve nachádzajú. Ak používateľ prekročí svoj maximálny srdcový tep, hodinky sa zafarbia na červeno a vibrujú. Maximálna srdcová frekvencia sa vypočíta pomocou veku jednotlivcov a odpočíta sa od 220.

Krok 2: Materiály, ktoré budete potrebovať

Nasleduje zoznam materiálov a nástrojov, ktoré budete potrebovať pre tento projekt:

Materiály

1. Flóra od spoločnosti Adafruit
2. Pulzný senzor
3. Vibračný mini motorový kotúč
4. NeoPixel Ring - 12 RGBW LED - studená biela
5. Dióda
6. Odpor 220 ohmov
7. NPN tranzistor
8. Klipy aligátora
9. Manžeta hodiniek na suchý zips
10. Batéria
11. Drôty
12. Tlačidlo (voliteľné)

Mnoho z týchto materiálov môžete nájsť pomocou tohto odkazu:

Nástroje

1. Spájkovacia súprava/materiály
2. Ihla a niť
3. Softvér Arduino
4. Odizolovače drôtov
5. V prípade potreby lepidlo
6. Nožnice

Krok 3: Príprava a pozadie

Aby ste mohli používať tieto materiály, je užitočné vedieť a porozumieť tomu, čo niektoré z nich robia.

Flóra je nositeľná elektronická platforma spoločnosti Adafruit. Jedná sa o veľmi priateľské zariadenie pre začiatočníkov, ktoré je malé a má ľahko použiteľný zdroj napájania. Obrázok vyššie ukazuje, kde sa všetko na Flore nachádza.

Viac informácií o spoločnosti Flora nájdete na tomto webe:

NeoPixels je tiež značkou Adafruit pre individuálne adresovateľné farebné pixely a pásy RGB. Ďalšou dôležitou vecou, ktorú je potrebné poznamenať, je to, že sa nerozsvietia len samé, ale vyžadujú mikrokontrolér, akým je Arduino a kódovanie. Na to, aby NeoPixels robili to, čo od nich chcete, vyžaduje určitú programovaciu prax, takže sme sa na to museli pozrieť pre náš projekt. Programovanie bolo pre tento projekt mimoriadne dôležité a skúsenosti v tejto oblasti pomôžu.

Viac informácií o spoločnosti Neopixel nájdete na tejto webovej stránke:

Pulzný snímač od spoločnosti Adafruit sa používa aj na meranie tepu. Potom implementujeme kód, aby mohol pre tento projekt vypočítať tepy za minútu (BPM).

Ďalšie pokyny a informácie o snímači pulzu nájdete na tomto odkaze:

Existujú knižnice, ktoré si budete musieť stiahnuť do softvéru Arduino, aby kód mohol komunikovať s vašim zariadením pomocou určitých príkazov. Tento odkaz nižšie ukazuje, ako sťahovať knižnice do Arduina.

learn.adafruit.com/adafruit-all-about-ardu…

Budete potrebovať nasledujúce knižnice:

1. Knižnica Adafruit NeoPixel

2. Ihrisko PulseSensor

3. Knižnica pixelov Adafruit Flora

Kliknite na „klonovať alebo stiahnuť“a podľa pokynov uvedených v odkaze ich zahrňte do kódu.

Poďakovanie

Osobitné poďakovanie patrí spoločnosti Adafruit, ktorá nám poskytla časť kódu použitého pre náš konečný produkt!

Krok 4: Bezpečnostné informácie

Pri práci na rôznych projektoch je skutočne dôležité mať vždy na pamäti bezpečnosť vás a ľudí okolo vás. Po prvé, je dôležité, aby ste pri pohybe vždy odpojili USB od počítača a aby ste k zariadeniu Flora pripojili káble, aby ste predišli šoku.

1. Tekutiny by mali byť mimo tohto zariadenia v prípade rozliatia, ktoré by mohlo zničiť obvod

2. Vyhnite sa prúdeniu tela vašim telom tak, že sa dotknete vodičov a iných kovových obvodov iba vtedy, keď je napájanie VYPNUTÉ

Varovanie, toto nie je zdravotnícka pomôcka, prísne vás upozorňuje, ak váš srdcový tep prekročil maximálnu srdcovú frekvenciu, nemal by sa porovnávať s monitorom srdcového tepu v lekárskom svete. Ak sa cítite vyčerpaní/unavení a hodinky vás neupozornili, že ste nad maximálnym srdcovým tepom, mali by ste prestať s tým, čo pre hodinky robíte, nemusí byť vždy presné.

Krok 5: Rady a tipy

Tu je niekoľko rád a tipov, ak sa na ceste zaseknete:

Tipy na riešenie problémov:

• NeoPixels môže zobrazovať množstvo rôznych vzorov svetiel, aby ste sa uistili, že funguje, použite vzorový kód, ktorý poskytuje knižnica NeoPixel
• Pomocou multimetra môžete po spájkovaní zmerať kontinuitu medzi spojmi a uistiť sa, že sú tieto spojenia vyrobené správne
• Uistite sa, že je snímač tepu bezpečne pripevnený k hodinovej manžete, aby ste sa uistili, že artefakt pohybu neovplyvňuje čítanie srdcovej frekvencie
• Ak vo fáze prototypovania nedosahujete dobré spojenie, uistite sa, že sú svorky aligátora správne pripevnené
• Ak kód nefunguje správne, skopírujte a vložte časti kódu do samostatného okna
  1. Po skopírovaní a vložení každej časti nahrajte kód
  2. To vám ukáže, kde váš kód funguje a nefunguje

Postrehy:

• Vibračný motor môže byť pripojený pomocou diódy, rezistora a tranzistora namiesto Hectic Motor Controller. Zistili sme, že táto metóda je najlacnejšou možnosťou.
• Aby ste ušetrili čas a sklamanie, používajte na prototypovanie klipy aligátora. Nechcete spájkovať prototyp a potom zistíte, že pripojenie nefunguje.

Krok 6: Montáž 1- zapojenie krúžku NeoPixel do Flora

Na začiatok vezmite krúžok NeoPixel a pripevnite ho pomocou 3 drôtov a aligátorových spôn. Aligátorové svorky použijete na zostavenie prototypu a nakoniec spájkovanie dielov k sebe, akonáhle budete s výrobkom spokojní.

1. Pripojte jeden vodič, ktorý ide z „IN“na krúžku Neopixelu, do „#6“
2. Pripojte jeden drôt z „PWR“na krúžok NeoPixel k „VBATT“na flóre
3. Pripojte jeden vodič z „GND“na krúžku NeoPixel k „GND“na flóre

Krok 7: Zostava 2- Pripojenie gombíka k Flore

TENTO KROK JE VOLITEĽNÝ… ak chcete tlačidlo, ktoré môžete pridať, v tomto kroku sme skončili pomocou vypínača umiestneného na zariadení Flora, preto nie je zahrnutý v kóde.

V tomto kroku musíte urobiť…

1. Pripojte drôt z ktorejkoľvek zo 4 nožičiek tlačidla k „#12“na flóre
2. Pripojte drôt z ktorejkoľvek zo zostávajúcich 3 nožičiek tlačidla k „GND“na flóre

Krok 8: Montáž 3- zapojenie vibračného motora do Flora

Na pripojenie vibračného motora k flóre sme použili diódu, tranzistor a odpor. Chcete najskôr…

1. Aligátorovými sponami pripevnite červený vodič vibračného motora na koniec diódy, ktorá je najbližšie k prúžku na ňom.
2. Pripojte modrý drôt vibračného motora na druhý koniec diódy

Krok 9: Montáž 4- zapojenie vibračného motora do flóry (pokračovanie)

Teraz pripevnite diódu na jednom konci diódy (pochádza z červeného drôtu vibračného motora) na „3,3 V“na zariadení Flora.

Krok 10: Montáž 5- zapojenie vibračného motora do flóry (pokračovanie)

Vezmite druhú stranu diódy a chyťte tranzistor a pripojte ho k kolektoru tranzistorov (pravý kolík tranzistora).

Krok 11: Montáž 6- zapojenie vibračného motora do flóry (pokračovanie)

Nájdite vysielač tranzistora (ľavý kolík tranzistora) k zemi.

Krok 12: Zostava 7- Zapojenie vibračného motora do flóry (pokračovanie)

Posledným krokom pri pripájaní vibračného motora k Flore je nájsť základňu tranzistora (stredový kolík tranzistora) a pripojiť ju k odporu a potom k „GND“na Flore.

Krok 13: Zostavenie 8- Zapojenie senzora impulzov do flóry

V tomto kroku musíte vykonať tri drôtové pripojenia.

1. Pripojte fialový vodič senzora pulzu k „#10“na Flore
2. Pripojte červený vodič snímača pulzu k „3,3 V“na zariadení Flora
3. Pripojte čierny vodič snímača pulzu k „GND“na zariadení Flora

Krok 14: Zostava 9- Pripojenie batérie k Flore

Nájdite vodiče batérie s bielym pripojením na konci a zapojte túto časť do súčasti batérie umiestnenej na Flore.

Krok 15: Zostava 10- Kompletná schéma zapojenia

Okruh so všetkými krokodílími klipmi je teraz dokončený. Môže to vyzerať ako neporiadok, ale všetky spojenia sú teraz vytvorené! Teraz je možné jednotlivé spoje spájkovať, aby boli hodinky kompaktnejšie.

Krok 16: Konečne … kódex

Po dokončení obvodu bude zostava potrebovať kód, vďaka ktorému bude robiť to, čo chceme. Kód github zhromažďuje údaje o srdcovom tepe zo senzora pulzu Adafruit a kategorizuje ich do 5 zón srdcového tepu. Keď srdcová frekvencia jednotlivca spadne do špecifických zón, spôsobí to, že sa krúžok Neopixelu rozsvieti podľa zóny, v ktorej sa nachádza. Keď sa srdcová frekvencia jednotlivca blíži k maximálnemu tepu, Neopixel zafarbí na červeno a vibračný motor sa vypne. byť aktivované, čo znamená, že HR je v nebezpečnej zóne a jednotlivec musí spomaliť.

Krok 17: Sledujte montáž

Po spájkovaní dielov dohromady, ako je znázornené na schéme zapojenia, je čas zostaviť hodinky!

Krúžok NeoPixel je umiestnený na vrchu Flory a môže byť pripevnený lepidlom alebo bezpečne prišitý pomocou otvoreného otvoru v NeoPixel, ktorý nebol spájkovaný. Nechajte svoj kód v tomto mieste bežať, aby ste zistili, kde sa rozsvieti prvý neoPixel, aby ste mohli vložiť hodinky v orientácii, ktorá vám dáva zmysel. Pri tomto kroku NEZAKRÝVAJTE vypínač. Flora je tiež prišitá na manžetu cez zvyšné otvory na vonkajšej strane.

Batériu je možné vložiť pod krúžok Flora/NeoPixel spolu s vibrátorom (a príslušenstvom).

Pulzný senzor je potom bezpečne prišitý na časť hodiniek, ktorá bude pripevnená k spodnej strane vášho zápästia. Pri tom dbajte na to, aby pravá strana smerovala nahor.

Nebojte sa zostaviť inak podľa materiálov, ktoré máte k dispozícii!

Krok 18: Konečný produkt

Takto by mal vyzerať konečný produkt. Funkčný a stylista!

Krok 19: Ďalšie nápady

Jedným zo spôsobov, ako túto myšlienku posunúť ďalej, je pridať tlačidlo, ktoré bolo predtým v návode zobrazené ako voliteľné.

Ďalším spôsobom je pridať samostatný kód, ktorý možno použiť, keď práve nepracujete. Môžu to byť hodiny v reálnom čase, kde jeden pixel zobrazuje ručičku a druhý minútu. Ak chcete získať ďalšie informácie o tomto, pozrite sa na tento odkaz na funkciu Hodiny v reálnom čase.