Udahnite svjetlosni uređaj za anksioznost s monitorom otkucaja srca: 18 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

S obzirom da je svijet sve zaposleniji, svi su u okruženju sa sve većim stresom. Studenti su na još većem riziku od stresa i anksioznosti. Ispiti su za studente posebno stresni periodi, a pametne satove s postavkama vježbi disanja obično nije dopušteno koristiti tijekom ispita jer mogu slati tekst i povezivati se na internet.

"Breathe Light" je pojednostavljeni uređaj usmjeren na tjeskobu koji nema internetsku vezu i bit će dobrodošao na ispitima. Ovaj uređaj nije specifičan za korisnika što mu omogućuje jednostavno prilagođavanje bilo kojoj osobi kojoj je potrebna kontrola tjeskobe. Koristeći niz od četiri LED diode NeoPixel, korisnik će moći slijediti korake za izvođenje vježbi disanja te pratiti i broj otkucaja srca prije i nakon vježbi kako bi utvrdio snižavaju li se razine stresa.

Korak 1: Potrebni materijali i alati

Materijali:

1. Adafruit Flora (14,95 USD)
2. Oglasna ploča (5,00 USD)
3. Adafruit NeoPixels (4) (7,95 USD)
4. Senzor pulsa (25,00 USD)
5. Aligator isječci (3,95 USD)
6. Žice za prespajanje (3,95 USD)
7. Litij-ionska polimerna baterija (9,95 USD)
8. Otpornik od 220 ohma (6,28 USD)
9. Pritisni gumb (5,99 USD)
10. Izabrani Lego kockice (10 do 40 USD) (Napomena: ne trebate mnogo Lego kockica)

Ukupni trošak: (94-124 USD)

Alati:

1. Arduino softver (BESPLATNO) - obavezno
2. Igle za kliješta (~ 6 USD) ili rezači zanoktica (~ 4 USD)- preporučeno
3. Komplet za lemljenje/materijali (~ 11 USD)- izborno

Ukupni trošak: (15-17 USD)

Korak 2: Priprema

Prije početka projekta i korištenja gore navedenih materijala važno je razviti dobro poznavanje onoga što se koristi.

Adafruit Flora

Adafruit Flora je mali, jednostavan i moćan mikrokontroler koji je koristan i za početnike i za stručnjake. Vrlo je mali (samo nešto veći od četvrtine) i nosiv je! Gornja slika prikazuje dijagram iscrtavanja za Adafruit Floru. Za više informacija o Flori posjetite sljedeću vezu:

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

Adafruit NeoPixels

AdaPruit NeoPixels individualno su adresabilne RGB LED diode koje su posebno dizajnirane za nošenje. NeoPixeli su lakirani, što znači da vam je potreban samo jedan pin priključak na mikrokontroler za povezivanje LED -a koliko želite. U Arduinu se mogu kodirati, ali zahtijevaju određenu praksu, istraživanje i pomoć na internetu kako bi se upoznali i natjerali NeoPixele da rade onako kako želite. Različiti koraci na sljedećoj poveznici vrlo su korisni jer vas informiraju o načinu rada NeoPixela i daju savjete i primjere za kodiranje s Arduinom.

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

Senzor pulsa

PulseSensor je plug -and -play senzor brzine otkucaja srca za Arduino za prikupljanje podataka o pulsu uživo za razne projekte, poput ovog! Knjižnica koja se može preuzeti na Arduino (uskoro će biti prikazana u nastavku) ima primjere kodova koji će vam pomoći da postanete trenutni stručnjak s implementacijom PulseSenzora u projekt. Sljedeća veza prikazuje dodatne informacije za PulseSensor i opisuje primjere mini projekata za početak rada osoba.

pulsesensor.com/pages/getting-advanced

Knjižnice Arduino

Kako bi kod mogao komunicirati s Florom za određene funkcije i naredbe, sljedeće arhive moraju biti instalirane u Arduino za različite električne komponente. Za preuzimanje softvera upotrijebite ovu vezu ili onu u odjeljku 'Uvod i potrepštine'

1. PulseSensor igralište

   (Napomena: Primjer Arduino datoteke "PulseSensor_BPM" bio je od pomoći pri stvaranju koda za Breathe Light)

2. Knjižnica Adafruit NeoPixel

   (Napomena: Primjer Arduino datoteke "Strandtest" bio je od pomoći pri stvaranju koda za Breathe Light)

(Napomena: Za dodatnu pomoć pri instaliranju knjižnica posjetite sljedeću vezu:

GitHub

GitHub je moćna platforma koja omogućuje osobama da zajedno grade i dijele softver. Kôd kreiran za Breathe Light dijeli se putem GitHub -a i može mu se pristupiti ovdje. Također će se kasnije referencirati u uputama u koraku 14. Arduino knjižnicama i gore navedenim primjerima koji su potrebni za projekt također se može pristupiti putem sljedećih GitHub veza.

1. Senzor pulsa
2. NeoPixel

Za više informacija o tome što je GitHub i zašto je koristan, pogledajte ovaj video.

Korak 3: Sigurnost

Kad se bavite bilo kojim električnim krugom, uključujući i onaj koji ćete stvoriti u ovom projektu, važno je razumjeti i slijediti sve protokole o električnoj sigurnosti kako bi vaš projekt bio siguran i kako se ne biste šokirali. Sljedeći popis navodi nekoliko jednostavnih koraka koje je potrebno slijediti.

1. NEMOJTE Floru uključivati u računalo prilikom pomicanja i pričvršćivanja žica na strujno kolo.
2. Kada dodirujete žice ili druge metalne komponente u krugu, provjerite je li napajanje isključeno kako biste izbjegli da struja teče kroz vaše tijelo.
3. Držite dalje od strujnog kruga tekućine, hranu i sve ostalo što se može proliti.
4. Svaki put prije uključivanja napajanja provjerite ima li istrošenih električnih žica.

UPOZORENJE:

Ovo NIJE medicinski uređaj i ne smije se koristiti u bilo kojem kliničkom okruženju za oslanjanje na točna mjerenja otkucaja srca. Idite svom liječniku ako želite točne podatke o broju otkucaja srca. Ovo je jednostavno alat koji pomaže osobama da se oslobode stresa i ne bi se trebao koristiti za dijagnosticiranje bilo kakvog stanja.

Korak 4: Savjeti i savjeti

Ispod su neki savjeti i savjeti koje morate imati na umu dok gradite Breathe Light.

Strategije rješavanja problema

1. Ako kôd ne radi ispravno, podijelite različite funkcije/odjeljke koda i testirajte ih kako biste utvrdili gdje je problem.
2. Prije nego što uskočite s kodom i projektom, upotrijebite primjere kodova danih u Arduino knjižnicama za PulseSensor i NeoPixels kako biste bili sigurni da uređaji rade ispravno.
3. Prije prikupljanja podataka provjerite ima li PulseSensor čvrstu i sigurnu vezu kako bi se uklonili potencijalni artefakti pokreta.
4. Prilikom ožičenja koristite žice iste boje pri spajanju na iste priključke kako biste izbjegli zabunu.
5. Pomoću malih kratkospojnih kabela pričvrstite žice tako da ne izgube vezu pri pomicanju uređaja.
6. Ako imate pristup lemilici, razmislite o korištenju za pričvršćivanje žičanih veza koje možda ne rade dobro.

Uvidi

• Kako biste uštedjeli vrijeme, isprobajte prototipove s isječcima od aligatora prije upotrebe žica.

• Da biste uštedjeli vrijeme i frustracije, rastegnite žice čvrsto kako biste uspostavili čvrstu i stalnu vezu sa svakim NeoPixelom.

  Lego kockice također su od velike pomoći u osiguravanju Flore i baterije

Korak 5: Montaža Dio 1a

Počnite pomoću štipaljke od aligatora za spajanje priključka #6 na FLORI. Zatim upotrijebite drugu kopču od aligatora za spajanje GND priključka. Učinite isto s VBATT priključkom na FLORI.

Korak 6: Montaža Dio 1b

Sada spojite kopču od aligatora spojenu na priključak 6 sa strelicom okrenutom prema unutra na NeoPixelu. Spojite kopču za priključak GND s (-) na NeoPixelu, a kopču za priključak VBATT na (+) na NeoPixelu.

Ovaj smo set koristili za testiranje svakog NeoPixela kako bismo provjerili radi li pomoću uputa sa stranice NeoPixel Adafruit.

Korak 7: Montaža 2. dio

Nakon što potvrdite da su svi NeoPixeli funkcionalni, možete započeti s izgradnjom Breathe Light!

Počnite povezivanjem žica s FLORA -om na VBATT, #12, #6, GND i #10. Da biste izbjegli zabunu, odaberite boje koje će odgovarati svakom od priključaka. U sljedećim koracima povezat ćemo ih s matičnom pločom.

Korak 8: Montaža, dio 3

Zatim ćemo početi stvarati lanac NeoPixela. Kao i u prvom koraku, na kraju ćemo spojiti (+) na VBATT port, (-) na GND port, a strelice će pokazati smjer protoka signala u liniji NeoPixela. Počeo sam s posljednjim i napredovao.

Prvo, samo dodajte žice u NeoPixels u odgovarajućim bojama. Na slici možete vidjeti da smo koristili bijelu za VBATT, zelenu za GND i žutu za signal koji dolazi iz priključka #6. Kliještima s iglastim nosom zaista omotajte žicu oko malih rupica. Također možete koristiti rezače za zanoktice ako nemate kliješta s iglama na raspolaganju.

(Male crvene žice u pozadini bit će objašnjene u sljedećim koracima. Ne brinite se za njih zasad.)

Korak 9: Montaža Dio 4

Dodajte žice u druge NeoPixele, baš kao i u prvu. Pazite da linija strelica bude usmjerena od priključka #6 na FLORI do dna lanca.

Zatim spojite svaku od bijelih žica s (+) iglama na ploči za osmišljavanje, a zelene žice s (-) iglama na ploči za izradu oglasne ploče. Pobrinite se da veze imaju određenu napetost za pričvršćivanje žica.

Korak 10: Montaža, dio 5

Sada spojite zelenu žicu od GND-a na vrh (-) pinova. Spojite bijelu žicu s VBATT priključka na (+) pinove na ploči i spojite žutu žicu #6 na početak vašeg NeoPixel lanca.

Ljubičasta i crvena žica bit će spojene kasnije.

(Crvene žice pri dnu pomažu stvoriti napetost između žutih signalnih žica između NeoPixela, ali vam možda neće trebati ovisno o tome koliko su spojevi čvrsti)

Korak 11: Montaža, dio 6

Zatim ćemo gumb spojiti na našu ploču. Time će započeti mjerenje otkucaja srca i tjeskobna vježba disanja!

Postavite gumb kao što je prikazano na slici. Zatim bijelom žicom spojite gornju iglu gumba na (+). Otpor od 220 ohma postavite između donjeg zatiča na istoj strani i (-) pinova. Na kraju, povežite crvenu žicu #10 s donjim desnim zatičem gumba.

Korak 12: Montaža Korak 7

Sada ćemo spojiti pulsni senzor! Spojite crvenu žicu osjetnika na (+) pinove na ploči s osnovom, a crnu žicu osjetnika na (-) pinove. Zatim stavite ljubičastu žicu senzora i ljubičastu žicu koja dolazi s porta #12 u isti red da ih povežete.

Korak 13: Montaža Korak 8

S raznim Lego kockama napravite platformu na koju će FLORA sjediti i malu šupljinu za litijevu bateriju. Uvjerite se da FLORA ima određenu napetost kako bi se žute žice pravilno spojile. Da bismo to učinili, koristili smo žute Lego kockice prikazane na gornjoj slici.

Lego platforma varirat će u veličini ovisno o veličini vaše matične ploče, ali pazite da FLORA može sjediti ravno, da postoji neka napetost sa žutim signalnim žicama i da postoji šupljina za umetanje baterije.

Korak 14: Montaža Korak 9

Da biste dovršili montažu, dodajte Lego platformu s FLORA -om pored matične ploče. Spojite bateriju na FLORA.

Korak 15: Montaža Korak 10: Postavite kôd i dovršite montažu

Posljednji korak je učitavanje ovog koda u Breathe Light. Nakon učitavanja koda, Breathe Light bi trebao raditi prijenosno kada je prekidač ON uključen u sredini FLORA!

Kako doći do koda s GitHub -a do Flore

1. Koristite gornju vezu da biste došli do web stranice GitHub.

2. Kliknite na "Kloniraj ili preuzmi"

   Kliknite "Preuzmi ZIP"

3. Spremite preuzetu zip datoteku na željeno mjesto na svom računalu.
4. Otvorite datoteku "Breathe_Light_V3.0" u Arduinu.
5. U odjeljku "Alati" na vrhu Arduino trake idite na "Board:" i odaberite "Adafruit Flora"
6. Na kraju (s Florom priključenom na vaše računalo) kliknite "Prenesi" (strelica desno na vrhu zaslona)

Nakon što su gore navedeni koraci dovršeni, kôd treba učitati u Floru. Flora se može odvojiti od računala i Breathe Light je spreman za upotrebu!

Korak 16: Montaža Korak 11: Objašnjenje koda

Kod radi ovako:

Prvo, kôd prikuplja početni broj otkucaja srca subjekta pomoću PulseSenzora i prikazuje ga kroz četiri pojedinačna neopiksela koji su u nizu. Na temelju otkrivenog broja otkucaja srca prikazat će se određeni niz LED dioda/boja. Na primjer, ako je broj otkucaja srca 76, postojat će 3 NeoPixela koji su osvijetljeni plavom bojom. Ove boje/pragovi se daju subjektu putem naljepnice na uređaju (vidi se gore) kako bi znali koliki im je broj otkucaja srca.

Zatim, nakon što se otkrije broj otkucaja srca, prolazi kroz tjelovježbu tjeskobe koja pomaže pri dubokom, polakom udisanju i izdisaju. Na početku ove vježbe sve četiri LED diode su zelene. Kako se vježba nastavlja, LED diode postaju plave jedna po jedna što odgovara vremenu kada bi subjekt trebao udahnuti. Nakon što se upale sve četiri LED diode, subjekt mora zadržati dah, a kako se LED diode ponovno okreću u zeleno, mogu polako izdahnuti. Nakon što se izvede tjeskobna vježba, kôd će ponovno otkriti i ponovno prikazati broj otkucaja srca osobe kako bi se utvrdilo jesu li se uspjeli smiriti.

Korak 17: Dijagram kruga

Ovaj dijagram sklopa napravljen je u EAGLE -u. Sve unutar velikog pravokutnika je mikroprocesor Adafruit FLORA. Ima mnogo detalja, ali kao cjelina sadržana je unutar pravokutnika. Sve komponente koje smo dodali FLORI nalaze se pod velikim pravokutnikom.

4 neopiksela se mogu vidjeti spojena na izlaz D6* FLORA. Gumb je spojen na IO10*, a Pulsni senzor je spojen na FLORA preko IO12* porta.

Korak 18: Daljnje ideje

Postoji mnogo načina na koje se može udahnuti svjetlo dalje, a evo nekoliko prijedloga.

• Učinite ga nosivim: Upotrijebite traku za glavu ili manžetnu za sat (poput ove) i upotrijebite vodljivi konac za sve žičane veze.
• Dodajte funkciji anksioznostiExercise () za stvaranje vizualno privlačnije vježbe disanja (poput dodavanja više boja).
• Zamijenite pojedinačne NeoPixele s NeoPixel prstenom ili NeoPixel nizom kako biste dodali više LED dioda i povećali mogućnosti i funkcija heartRateDisplay () i Anksioznosti ().