Zberateľ povzdych: 10 krokov (s obrázkami)

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

Povzdych v. I. [imp. & p. p. {Vzdych}; p. pr. & vb. n. {Povzdych}.] 1. Vdychujte väčšie množstvo vzduchu ako obvykle a ihneď ho vypustite; urobiť hlboké jediné počuteľné dýchanie, najmä ako dôsledok alebo nedobrovoľný prejav únavy, vyčerpania, smútku, smútku alebo podobne. [1913 Webster] Popis: Toto sú pokyny na stavbu domáceho monitorovacieho systému, ktorý meria a zbiera vzdychy. Výsledkom je fyzická vizualizácia množstva vzdychania pre osobné použitie v domácom prostredí. Projekt sa skladá z dvoch častí. Prvá časť je stacionárna jednotka, ktorá po prijatí príslušného signálu nafúkne veľký červený vzduchový mechúr. Druhá časť je mobilná jednotka, ktorú nosí používateľ a ktorá monitoruje dýchanie (cez hrudný pás) a pri zistení vzdychu bezdrôtovo sprostredkuje signál stacionárnej jednotke. Predpoklady: 1. Máte základné znalosti o konštrukčných a výrobných technikách, ako aj prístup k príslušným nástrojom a zariadeniam. 2. Máte pracovné znalosti z fyzických výpočtov (čítanie schém zapojenia) 3. Ste ohromení strachom zo života v zlom stave a ste frustrovaní z toho, že väčšina vašich domácich predmetov sa zaoberá iba fyzickým a nie emocionálnym zdravím.

Krok 1: Potrebný materiál

Tu je prehľad materiálov, ktoré budú potrebné. Každá jednotlivá stránka obsahuje ďalšie podrobnosti a odkazy, kde je možné niektoré z týchto materiálov kúpiť. Fyzikálne materiály:> 1, 4x8 list preglejky. Použil som kus javorovej vrstvy obchodnej triedy.> 2, 2x2 na konštrukčný rám> ~ 2 yardy z červeného nylonového popruhu> Nejaká voľná červená tkanina z obchodu s látkami> Latexové trubice (vnútorný priemer: 1/8 ", vonkajší: 1/4 ")> Skrutky do dreva (5/16, 3", 4 ")> 1 vzduchové čerpadlo napájané batériou (dobíjacie rýchle čerpadlo Coleman)> 1 jednosmerný" spätný ventil "> Kus záhradnej hadice> Tekutina Latexový a červený pigment alebo nejaký veľký červený balónik. Elektronika, rôzne:> 1, 20 cm napínací senzor> 1 červený kábel RCA, hlavičky a zástrčky> 1 10K potenciometer s veľkým gombíkom> 1 trojcestný prepínač> 2 mikrokontroléry Arduino (Diecimille alebo novšie)> 2 9V batériové spony s 5 mm (stredovými kladnými) konektormi.> 2 xBee bezdrôtové moduly> 2 xBee shiels od LadyAda> 1 kábel FTDI na programovanie xBees> 1 LMC662, "rail-to- rail "Čip OpAmp> Rôzne komponenty elektroniky (podrobnosti nájdete v schémach zapojenia).

Krok 2: Zostavte a naprogramujte obvod. Hack do vzduchového čerpadla

Rád by som začal tým, že najskôr uvediem elektroniku do prevádzky, zvyčajne s prototypom toho, čo chcem postaviť (vyrobené z lacnej vonkajšej preglejky alebo dokonca z lepenky a horúceho lepidla). Elektronika je rozdelená na dve časti. Táto časť je prijímacím koncom. Prijíma bezdrôtový signál z nositeľnej jednotky a používa tento signál na zapnutie vzduchového čerpadla na ~ 2 sekundy a potom ho vypne. Medzi čerpadlom a balónom sa nazýva spätný ventil, ktorý necháva vzduch prechádzať jedným smerom, ale nie druhé. Vzduchová pumpa je dobíjacia "rýchlo pumpa" Coleman. Páči sa mi to kvôli nabíjateľnej batérii a rôznym veľkostiam nástavcov. Otvorte čerpadlo a prepracujte prepínač, aby sa premosťoval medzi batériou a jednou svorkou motora. Druhá svorka motora bude vedená ku kolektoru tranzistora TIP120. Aby ste to urobili, budete musieť odspájkovať čierny vodič z druhého terminálu motora a tiež odspájkovať kábel vychádzajúci z nabíjačky batérií a ísť na druhý koniec prepínača. Uistite sa, že je batéria motora uzemnená s napájaním arduina. Vytvorte obvod podľa nižšie uvedeného diagramu. K vyššiemu rozlíšeniu je priložený aj PDF. Programujte arduino pomocou kódu dodaného v textovom súbore. Budete si musieť nainštalovať túto knižnicu. Ak neviete, ako pracovať s Arduinom, tu je niekoľko odkazov, aby ste sa mohli naučiť:> Hlavná webová stránka Arduino> Freeduino- úložisko znalostí a odkazov na Arduino> NYU, ITP's in- domová fyzická počítačová stránka s návodmi a referenciami.

Krok 3: Postavte hlavnú jednotku zberača vzdychov

Kvôli stručnosti nebudem podrobne rozpisovať každý krok v procese budovania hlavnej jednotky. Stačí povedať, že to môže byť také jednoduché alebo zložité, ako si želáte; čokoľvek od lepenky a horúceho lepidla po špeciálne vyrobené alebo pokročilejšie materiály. Svoju som navrhol týmto spôsobom, čo však neznamená, že je to jediný spôsob, ako by sa to dalo urobiť. Ak sa chcete riadiť mojimi pokynmi alebo ich podrobnejšie rozpracovať, pozrite si nižšie uvedený diagram. Opäť je priložené PDF vo vyššom rozlíšení. Na diagrame nájdete presné merania a špecifikácie, ako postaviť jednotku, na obrázku nižšie. Ako je uvedené v kroku 2, ten som postavil z preglejky javorovej triedy vhodnej pre obchod. Má pekné zrno a dobre sa krája. Nechal som povrch surový. Pár poznámok k návrhu: Rozhodol som sa všetky skrutky zaskrutkovať zvnútra, aby ste ich nevideli zvonku. Vkradnúť vŕtačku do jednotky môže byť náročné, preto ju odporúčam postaviť po častiach. Spodné okraje rámu 2x2 som naklonil, aby vyzerali trochu uhladenejšie. Vrchný diel so šikmými rohmi a kruhovým otvorom je odnímateľný, čo umožňuje jednoduchú opravu vnútorných častí. Čerpadlo a elektronika budú umiestnené v krabici, na poličke, ktorú držia dve z 2x2 na vnútornom ráme (pozri obrázok). Dôvod, prečo som ho postavil na rám, je ten, aby rohy zostali hranaté. V opačnom prípade môže mať preglejka tendenciu sa zdeformovať. Týmto spôsobom tiež môže byť všetko držané pohromade pomocou skrutiek, a preto sa ľahko rozpadne na kúsky.

Krok 4: Vytvorte vzduchový mechúr

Chcel som organickejšiu, mäsitejšiu textúru svojho vzduchového mechúra, a tak som ho vylial z tekutého latexu. Tekutý latex mnohých rôznych druhov je možné kúpiť v remeselníckom obchode, obchode s rekvizitami alebo ľahko na internete. Latex som zmiešal s červeným pigmentom, aby som ho zafarbil, a namaľoval som ho vo vrstvách na vonkajšiu stranu veľkého balónika. Mnoho vrstiev vytvorených tak, aby tvorili veľký, pružný mäsitý balónik s textúrou, ktorú som vytvoril štetcom. Nahradiť by mohol jednoduchý balón, plážová lopta alebo dokonca vrece na odpadky. Na tejto webovej stránke nájdete rôzne typy veľkých balónov.

Krok 5: Skombinujte elektroniku s hlavnou jednotkou. Nainštalujte spätný ventil a čerpadlo

Umiestnite vzduchové čerpadlo a okruh do hlavnej jednotky na spodnej polici. Teraz je čas vytvoriť spojenie medzi vzduchovým čerpadlom a vzduchovým mechúrom/balónom, ktoré budú sedieť na hladine. Chceme, aby vzduch prechádzal iba jedným smerom, a nie opačným smerom, preto používame niečo, čo sa nazýva „spätný ventil“. Základným princípom je, že závesné dvere, gumovú membránu alebo guľu je možné premiestniť vzduchom jedným smerom, ale potom sa vzduch nemôže vrátiť späť. Kúpil som si spätný ventil na webovej stránke spoločnosti McMaster Carr; Konkrétnejšie sa to nazýva spätný ventil z PVC. Používam priemer 1 ". Tento bol pre mňa atraktívny kvôli extrémne nízkemu„ tlaku pri praskaní “alebo tlaku potrebnému na odstránenie bariéry. <0,1 psi !! Na spustenie z čerpadla, k spätnému ventilu, potom z druhej strany ventilu do balónika. Armatúry sú správne spojené a dimenzované a na ich ďalšie zaistenie a zabránenie úniku vzduchu som použil nejaké lepidlo …

Krok 6: Postavte si prenosný kufrík, ušite držadlo

Vzdychanie je monitorované hrudným pásom, ktorý budete nosiť. Na uchytenie elektroniky a napájania je potrebné postaviť „prenosný kufrík“. Bude mobilný a bude sa pripevňovať k hrudnému popruhu. Toto budete nosiť so sebou pri plnení svojich každodenných úloh a bude monitorovať vašu vzdychovú aktivitu. Keď je detekovaný povzdych, mobilná jednotka vyšle bezdrôtový signál do hlavnej jednotky. Opäť sa môžete riadiť mnou poskytnutým diagramom a nájsť merania, ako postaviť prenosný box. Alebo sa môžete rozhodnúť vytvoriť si vlastnú, jedinečnú verziu alebo vylepšiť moju vlastnú. Ten svoj som modeloval podľa rôznych druhov lekárskych zariadení na monitorovanie pacienta. Poznámky: Medzi obvod a snímač/hrudný pás (kroky 7 a 8) som spojil kábel RCA, aby sa dal ľahko zapojiť a vybrať z krabice. Vybral som si kábel RCA, pretože je to jednoduchý spôsob, ako mať dva lankové vodiče, pekne zabalené a ľahko zapojiteľnú/odpojiteľnú hlavičku. Z estetických dôvodov som vsunul RCA kábel do latexovej trubice.

Krok 7: Zostavte a naprogramujte obvod na detekciu povzdychu. Zostavte elektroniku v prenosnom kufríku

Postupujte podľa schémy zapojenia nižšie. Priložené je aj PDF vo vyššom rozlíšení. Naprogramujte Arduino pomocou dodaného kódu. Na monitorovanie dýchania vyrobíme hrudný popruh vybavený strečovým senzorom. Roztiahnutie a stiahnutie hrudníka nám poskytne údaje, ktoré môžeme v kóde použiť na extrapoláciu toho, čo je normálne dýchanie, a preto určíme väčšiu ako obvykle vdýchnutie (nasleduje veľký výdych). Na vytočenie prahovej hodnoty bude použitý 10 alebo 20K potenciometer, ktorý bude predstavovať, ako veľká vdýchnutie je spojené s povzdychom. Kúpil som si svoj napínací senzor od spoločnosti Merlin Robotics, spoločnosti vo Veľkej Británii. Majú na sklade rôzne veľkosti. Používam 20 cm senzor. V mojom obvode zosilňujem signál zo snímača odporovým mostíkom a čipom OpAmp (pozri diagram). Túto metódu odporúča výrobca. Informačný list nájdete na internete. Poznámka: Domnievam sa, že podobnú myšlienku by bolo možné vykonať so snímačom tlaku namiesto snímača roztiahnutia. Mohli by ste pripevniť tlakový bod na senzore k nejakému druhu hadičky a omotať túto hadicu okolo hrudníka. Pred priskrutkovaním krabice k sebe zozadu vyvŕtajte otvory v prednej časti prenosného puzdra a pripevnite k nemu zozadu potenciometer, kontrolku LED, vypínač a nástavec snímača roztiahnutia (RCA, samica). Napájam Arduino 9V batériou. Mám 2 z nich zapojené paralelne, takže budem mať rovnaké napätie, ale dvojnásobný prúd (vydrží dlhšie).

Krok 8: Odstrihnite a prišite hrudný popruh a pripevnite snímač roztiahnutia

Základnou myšlienkou je, že textilný popruh je omotaný okolo hrudníka spodnými rebrami (kde dochádza k najväčšiemu pohybu). Strečový senzor premosťuje malú medzeru v hrudnom popruhu, zvyšok nie je strečový, takže dýchanie, následne senzor podľa potreby deformuje. Budete musieť zmerať dĺžku popruhu podľa svojho typu postavy. Okolo popruhu som prišil extra pruh látky, takže drôty môžu bezpečne sedieť vo vnútri. Vpredu, kde je pripojenie snímača roztiahnutia, som šil „rukáv“z látky, ktorý by senzor voľne zakryl, aby sa nepoškriabal alebo nepoškodil. V zadnej časti hrudného pásu som vytvoril jednoduchý tvar (napr. na batohu) na utiahnutie a uvoľnenie popruhu. Nechal som tvar laserom vyrezať z číreho akrylu (pozri obrázok), ale môžete ho vyrobiť akýmkoľvek spôsobom.

Krok 9: Slovo o bezdrôtovom pripojení

Jedna vec, o ktorej som ešte nehovoril, je spôsob, akým sa dosahuje bezdrôtová komunikácia. Používam bezdrôtové modemy xBee. xBee's je jednoduchý spôsob, ako vytvoriť bezdrôtové pripojenie bod-bod alebo vytvoriť sieťovú sieť. Na prepojenie s mojou doskou Arduino som použil adaptér xBee od LadyAda. Je to lacné, ľahko zostaviteľné a existuje podrobná inštruktážna webová stránka vysvetľujúca, ako ju nakonfigurovať. Prostredníctvom kombinácie tejto webovej stránky a kapitoly o rádiách xBee v knihe „Making Things Talk“(Tom Igoe) som implementoval, možno aké je najjednoduchšie použitie týchto rádií, ktoré sú v skutočnosti dosť silné. Odtiaľ som dostal svoje adaptéry a xBees (+ príslušný kábel). Pokyny na konfiguráciu xBees sú tu. Jediná vec, do ktorej nejdem, je konfigurácia xBees. Urobil som to veľmi jednoducho (na mac) prepisom nejakého kódu z Igoeho knihy, ktorá pomocou Processingu vytvára jednoduchý terminál na programovanie xBee. Tento kód je na strane 198.

Krok 10: Hotovo

Gratulujem! Skončil si Teraz môžete pomocou svojho zberača vzdychov monitorovať svoje emocionálne zdravie.