Priključak čarape za mjerenje pritiska: 18 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Što se tiče odabira prilagođene ortopedije, nema mnogo pouzdanih mogućnosti ispitivanja koje bi vam mogle pomoći da odlučite koja je vrsta umetka najbolja za potrebe vaših stopala. A mogućnosti koje postoje gotovo uvijek posebno testiraju neravnotežu sila u vašim stopalima dok stojite mirno. U stvarnosti, vaši ulošci trebaju vam udobnost i stabilnost tijekom hodanja, a ne samo dok mirujete. Znatiželjni o tome kako bismo mogli početi raditi na rješavanju ovog problema, odlučili smo dizajnirati jednostavan, pristupačan nastavak za čarape sa senzorom tlaka koji bi se, nadamo se, u budućnosti poboljšao, mogao upotrijebiti za dijagnosticiranje neravnoteže u stopalima pacijenta tijekom hodanja. Ova bi se dijagnoza tada mogla potencijalno koristiti, zajedno s postojećom medicinskom dokumentacijom, za izradu prilagođenih uložaka za pacijenta (ili preporučiti postojeće).

Naš trenutni dizajn (onaj koji možete napraviti u ovom uputstvu) ima tri senzora koji se pričvršćuju na dno bilo koje čarape i rezultiraju time da se neopikseli (mala svjetla) pale kad se pritisnu. Sve elektroničke komponente smještene su u gležnju i omogućuju slanje podataka o tlaku na vaše računalo putem bluetootha, a zatim iscrtavanje u stvarnom vremenu. Nadamo se da ćemo u budućnosti ažurirati ovaj dizajn, ali za sada evo kako izgraditi naš trenutni prototip!

(Pogledajte gornji video da vidite što će učiniti kada završite.)

Priprema

Kako biste uspješno napravili ovaj uređaj, morate znati nekoliko stvari. Kôd koji se koristio za projekt je uključen, ali osnovno poznavanje logike koje je uključeno moglo bi biti korisno ako naiđete na bilo kakav problem. Ako imate problem, na internetu postoje i forumi na kojima možete objaviti svoj problem ili potražiti onaj koji je sličan vašem problemu koji je već riješen. Osnovno poznavanje električnih instalacija, iako nije previše komplicirano, može ubrzati projekt zajedno. Na kraju ćete morati lemiti neke pričvršćivače na Floru. Prije početka proučite osnove!

Sigurnost

Prije nego započnete s projektom, potrebno je riješiti nekoliko sigurnosnih problema. Sam gotov proizvod neće vam nauditi, ali električna sigurnost nije uvijek općepoznata. Kako biste izbjegli kratki spoj na bilo kojoj opremi, prije dodavanja napajanja provjerite je li uzemljenje spojeno na vaš uređaj. Također pazite da niti jedan vaš provodljivi navoj ne pređe drugi vodljivi navoj. To bi moglo dovesti do kratkog spoja i požara. Također treba biti oprezan pri lemljenju pričvršćivača na Floru. Alati za lemljenje su nevjerojatno vrući i izazvat će iznimno bolne opekline ako slučajno dodirnete vrh. Pazite da znate što radite kako se ne biste opekli ili oštetili strujna kola.

Savjeti i savjeti

• Prije šivanja ili gradnje provjerite radi li krug!
• Ako izgleda da ne možete dobiti nikakve podatke s senzora tlaka, provjerite je li povezani pin na Flori funkcionalan (jedan od naših pinova je polomljen i morali smo nabaviti novu Floru).
• Planirajte kako ćete postaviti sve komponente na gležanj kako ne biste u bilo kojem trenutku izbjegli križanje vodljivih niti.
• Ostavite sebi dodatni prostor kad planirate prišiti provodljivi konac na traku. Previše bliske niti predstavljaju opasnost od slučajnog dodira.
• Da biste uštedjeli vrijeme, planirajte postavljanje niti prije nego što ih sašijete. Ako ga pokušate sašiti, a da nemate jasnu ideju kamo će sve otići, bit ćete frustrirani i na kraju ćete sve to ponoviti.
• Ako imate problema pri povezivanju s Bluetooth modulom, isključite modul iz utičnice, zaboravite uređaj u postavkama Bluetootha na vašem računalu, a zatim se ponovno povežite s njim.
• Kako biste uštedjeli vrijeme, pogledajte neke video vodiče na YouTubeu o šivanju nosive elektronike na odjeću

Korak 1: Prikupite materijale i alate

Da biste stvorili nastavak za čarape s osjetnikom pritiska, bit će vam potrebno nekoliko stvari ako želite da radi. Neke stvari na donjem popisu su potrebne, a neke su poželjne radi lakšeg snalaženja.

1. Flora (ovdje se može pronaći za 15 USD)
2. Bluetooth modul. Koristili smo Arduino (HC06 BT), ali možete koristiti i nosivi modul Flora BLE.
3. Vodljivi materijal osjetljiv na pritisak, poput Velostata (dostupan ovdje od Adafruit-a)
4. Flora RGB NeoPixels, najmanje tri. (4 pakiranja dostupna su od Adafruta za oko 8 USD ovdje.)
5. Vodljivi navoj
6. Kratkospojne žice (izgledaju ovako s barem jednom ženskom stranom). Trebat će vam 4.
7. Štipaljke od aligatora pričvršćene na žice (izborno, ali izuzetno korisno)
8. Igla za šivanje
9. Mala baterija, 3,7 V bi trebala biti dovoljna (dostupna ovdje od Adafruit -a za oko 8 USD). Provjerite ima li baterija odgovarajući priključak za Floru.
10. Čičak jastučić, najmanje 2 "x 4", plus čičak točke.
11. Mali (5 mm) ušiveni zatvarači. Trebat će vam najmanje 18.
12. Lemljenje i lemilica
13. Stara majica
14. Topljiva tkanina, može se kupiti u većini obrtničkih ili šivaćih trgovina. Ovdje pročitajte neke savjete i trikove.
15. Stara majica
16. Škare, traka i strpljenje.

Korak 2: Izradite senzore tlaka

1. Izrežite 3 komada iz provodljive tkanine. Jedan bi trebao biti dovoljno mali da stane ispod pete prosječne osobe, a druga dva bi trebala biti otprilike kvadratići veličine 1 inča x 1 inč (ali oblik zapravo nije toliko bitan).
2. Izrežite šest 18-inčnih komada vodljivih niti.
3. Zalijepite jedan komad konca sa svake strane sva tri unaprijed izrezana komada tkanine. Konac treba zalijepiti trakom prema dolje u obliku slova 'J' kao što je prikazano na gornjoj slici, a trebao bi se odvojiti od tkanine na suprotnim stranama kao što je prikazano (zadržavajući oko pola inča prostora između repova niti).

Korak 3: Spojite osjetnike tlaka na Floru

1. Koristeći kopče od aligatora, za svaki osjetnik tlaka pričvrstite jedan vodljivi konac s navojem na iglu za uzemljenje na Flori, a drugi na jedan od pinova 6, 9 ili 10 (spojevi prikazani na gornjoj slici lijevo). Kôd koji ćete koristiti označava senzor na iglici 9 kao onaj koji će se nalaziti na peti, senzor na iglici 6 kao onaj koji će se nalaziti na kuglici stopala, a senzor na iglici 10 kao onaj koji će biti smješten ispod vanjskog dijela stopala (ispod mjesta gdje se nalazi zglob vašeg najmanjeg prsta). Ako ste svoje senzore oblikovali posebno za upotrebu na jednom od ovih mjesta, provjerite jesu li pričvršćeni na ispravnu iglu.
2. Senzore postavite tako da budu ravni na stolu i da se niti niti ne križaju niti dodiruju.

(Napomena: Ako trebate postaviti više kopči od aligatora na jedan pin Flore, zalijepite kraj male žice između postojeće veze, a zatim pričvrstite isječak na izbočeni kraj kao što je gore prikazano na slici desno.)

Korak 4: Povežite NeoPixele s Florom

1. Spojite svaki NeoPixel na GND. Svi se mogu spojiti na isto uzemljenje.
2. Spojite NeoPixels u seriju, pri čemu je prvi spojen na pin 12 na Flori.
3. Obratite pažnju na smjer strelica. Strelica usmjerena prema sredini je dolazni signal, a strelica okrenuta od središta je odlazni signal.
4. Spojite svaki NeoPixel na VBATT.

Dijagram ožičenja prikazan je na gornjoj slici kao referenca.

Korak 5: Povežite Bluetooth s Florom

1. Spojite GND pin na Bluetooth modulu na GND pin na Flori.
2. Spojite VCC pin na Bluetooth modulu na 3.3V pin na Flori.
3. Spojite TXD na Bluetooth modulu na RX #0 na Flori.
4. Spojite RXD na Bluetooth modulu na TX #1 na Flori.

Ako je Bluetooth modul pogrešno ožičen, to bi moglo dovesti do pečenja kruga ili pogrešne komunikacije između modula i računala.

Korak 6: Konstruirajte krug

Koristeći gornji dijagram kruga, sastavite sve komponente (NEMOJTE još pokušavati koristiti vodljivi navoj. Za sada samo upotrijebite kopče od aligatora i izolirane žice ili druge privremene žice po vašem izboru)

Korak 7: Preuzmite kôd i povežite Flora s računalom

1. Preuzmite kôd pomoću donje veze i otvorite ga u Arduino IDE.
2. Ako nemate instaliranu biblioteku Adafruit NeoPixel, preuzmite je s GitHub -a. Instalirajte ovu knjižnicu i svakako je uključite u mapu Arduino knjižnice.
3. Ako nemate instaliranu Arduino biblioteku filtara, preuzmite je ovdje s GitHub -a. Instalirajte ga i svakako ga uključite u mapu Arduino knjižnice.
4. Spojite Floru na računalo pomoću mikro USB na USB kabel (slika gore).
5. Pritisnite "Alati"> "Ploča"> "Adafruit igralište" da biste softveru rekli koji hardver koristite.
6. Kliknite na "Alati"> "Port", a zatim na padajućem izborniku odaberite COM port na koji je vaša Flora spojena na vašem računalu.

Evo koda koji vam treba!

NAPOMENA: Možda ćete morati prilagoditi pragove u kodu da biste utvrdili kada ćete uključiti/isključiti NeoPixel. Podesite svaki za svaki senzor.

Korak 8: Prenesite kôd u Floru

1. Pritisnite strelicu "Upload" u gornjem lijevom kutu IDE -a (zaokruženo na gornjoj slici).
2. Budući da je kôd učitan, sada možete odspojiti Flora s računala. Komunikacija između Flore i vašeg računala od sada će se odvijati putem Bluetooth veze.

Korak 9: Povežite Bluetooth modul s računalom

1. Lampica na Bluetooth modulu bi trebala treperiti u ovom trenutku.
2. Otvorite Bluetooth postavke na računalu.
3. Povežite se s modulom klikom na opciju 'HC-06'.
4. Kad se spoji, svjetlo na HC-06 bi trebalo prestati treperiti i ostati konstantno, kao što se vidi na gornjoj slici.

Korak 10: Ispitajte funkcionalnost

1. U ovom trenutku Bluetooth modul trebao bi prenositi podatke sa senzora tlaka koje ste stvorili na vaše računalo.
2. Preuzeti kôd uzima ove podatke i iscrtava ih u tri zasebna retka (po jedan za svaki senzor).
3. U IDE -u kliknite "Alati"> "Serijski ploter."
4. Trebali biste vidjeti tri spomenute linije, vjerojatno s različitim početnim vrijednostima.
5. Pritisnite jedan po jedan svaki senzor tlaka kako biste bili sigurni da vidite odgovor u odgovarajućoj iscrtanoj liniji (tlak bi trebao rezultirati padom u krivulji).
6. Ako ne vidite iscrtavanje podataka, provjerite je li brzina prijenosa na grafikonu postavljena na 9600.
7. Nemojte prijeći na sljedeći korak sve dok ne budete sigurni da se prikupljaju podaci i da plohe reagiraju na pritisak na senzore tlaka

Korak 11: Pokrijte senzore

1. Izrežite komade tanke, neprovodljive tkanine (koristili smo staru majicu) u istim oblicima kao i vaši senzori pritiska (samo malo veći). Izrežite 2 komada tkanine za svaki senzor.
2. Svaki senzor stisnite između svoja 2 određena komada tkanine, a zatim sašite oko svakog senzora (pazeći da ga ne probušite).
3. Kad šivanje završi, izrežite 3 komada čičak (gruba strana) istog oblika i veličine kao i vaši senzori.
4. Zalijepite čičak traku na odgovarajuće tek pokrivene senzore (samo na jednoj strani svakog).
5. Ako se čičak dobro ne lijepi za vašu tkaninu, možete je i sašiti. Ipak, opet pazite da ne probijete senzore. Čičak će poslužiti kao metoda za pričvršćivanje senzora na čarapu.

Korak 12: Planirajte svoje niti

Sada kada ste sastavili grubi nacrt prototipa i uvjerili se da doista radi, možete ga pokušati sašiti za konačni proizvod. Upamtite, nemojte križati vodljivi konac i isplanirajte šavove prije šivanja. Postoje beskrajne mogućnosti gdje postaviti Flora, Bluetooth i NeoPixels. Gornja slika jedna je od mogućnosti za koju smo utvrdili da radi. Tri NeoPixela spojena su u seriju i svaki je spojen na napajanje i masu. Osim toga, bez ukrštanja žica! čineći ovo izvrsnim izgledom.

Korak 13: Sastavljanje prototipa: Šivanje 1. dio

Senzori su pokriveni, kôd radi, a vi ste planirali svoju nit. Sada je vrijeme za sastavljanje konačnog proizvoda. Sve smo sašili na traku za gležanj (napravljenu od stare majice) koja se može omotati i učvrstiti čičak trakom. Možete isprobati istu ideju, ali mi potičemo da se igrate s njom i pronađete postavu koja vam odgovara! Slijedite donje korake i pazite na svoje veze!

1. Ispeglajte sučelje na traku majice, pazeći koja je strana okrenuta prema dolje. Traka bi trebala biti dovoljno duga da se omota oko gležnja i dovoljno široka da ušiva Flora, Bluetooth i NeoPixels.
2. Odlučite gdje želite postaviti Flora, Bluetooth modul i NeoPixels.
3. Prišite žensku stranu kopča na majicu na koju želite postaviti Floru. Nijedan od snimaka ne smije se dodirivati.
4. Prilikom šivanja provjerite mjesta svakog snapa kako biste bili sigurni da će se poravnati s ispravnom iglom na Flori. (Vidljivo gore na slici.)

Ne zaboravite se stalno pozivati na svoj plan navoja tijekom ovih faza kako ne biste prešli žice ili zaboravili spojiti nešto.

Korak 14: Sastavljanje prototipa: Šivanje 2. dio

Sada kada imate spušteni okvir, prijeđimo na šivaće komponente:

1. Zalijepite NeoPixels gdje želite da budu. To nije strogo potrebno, ali je korisno ako ih držite na mjestu dok ih šijete.
2. Prišite NeoPixels na majicu.
3. Prišite Bluetooth na majicu. Napravili smo mali džep, kao što se vidi na gornjoj slici, ali vježbajte svoj kreativni um da odlučite koji je najbolji način da ga zadržite.
4. Koristeći vodljivi konac, šivajte veze između kopča za Flora, Bluetooth i NeoPixels.
5. Ne križajte niti! Ako je križanje niti neizbježno, stavite neku vrstu izolacije između niti, poput dijela majice.

Korak 15: Sastavljanje prototipa: Šivanje 3. dio

Nakon što su NeoPixels sašiveni, krenite na povezivanje senzora tlaka u strujno kolo:

1. Šivajte liniju od šest snapova otprilike centimetar ispod NeoPixela.
2. Provucite vodljive žice između Flore i nove linije kopča. Oni će djelovati kao spojne točke senzora tlaka. (Trebale bi biti tri spojene na GND i tri spojene na pin analognog signala 6, 9 i 10.)
3. Donijeli smo žice sa svakog senzora tlaka prema stražnjem dijelu gležnja i provukli ih kroz dio majice kako se ne bi dodirivali.
4. Učvrstite mušku stranu šest kvačica na kraj vodljivog navoja od osjetnika tlaka.
5. Ovi bi se zatvarači trebali uskočiti na liniju koju ste upravo sašili.

Tijekom ovih koraka vratite se na svoj plan navoja kako biste bili sigurni da ne križate žice i da ste spojili prave kopče.

Korak 16: Sastavljanje prototipa: lemljenje

Sada prelazimo na lemljenje. Ne zaboravite pregledati svoju sigurnost jer lemilice mogu biti vrlo bolne ako se dotaknu.

1. Lemite mušku stranu kopča na Floru. (Viđeno na slici gore s lijeve strane.)
2. Nakon što se svaki ugriz zalemi, dvaput provjerite njegov položaj ušivenim kopčama. Brže je prilagoditi jednu kopču lemljenjem nego ponovno zašiti sve kopče jer nisu pravilno poredane.
3. Nakon što su zatvarači lemljeni na Flori, možete je pričvrstiti grubim dijelovima kako biste vidjeli kako pristaje, što se vidi na slici s desne strane.

Korak 17: Sastavljanje prototipa: dorada

1. Stražnju stranu trake (gdje su izloženi svi navoji i čvorovi) prekrili smo drugim dijelom majice. Šteta bi bila da se žica uhvati i podere!
2. Po želji stvorite mali džep za bateriju.
3. Napravili smo poklopac koji pokriva sve komponente, ali to u potpunosti ovisi o vama!
4. Na traku majice dodajte čičak trake. To će poslužiti kao osigurač podesive veličine za držanje trake oko gležnja.
5. Kad ste završili, isprobajte veličinu i provjerite radi li!

Korak 18: Daljnje ideje

Nadamo se da ćemo u bliskoj budućnosti dodati daljnju obradu kako bismo postigli jasniji signal, a povratne informacije obavijestiti korisnike o neravnotežama između očitanja senzora tlaka. Nadamo se da bi se te neravnoteže mogle upotrijebiti za davanje korisniku prijedloga uložaka (opet, to bi olakšalo postojanje preciznije i potpunije rešetke senzora).

U daljoj budućnosti ovaj bi se projekt mogao proširiti tako da uključi precizniji niz senzora tlaka. Kad bi se, recimo, koristila neka vrsta mreže za osjet tlaka, mogla bi se stvoriti mnogo detaljnija zbirka podataka. Ti bi se podaci tada mogli koristiti za stvaranje renderirane slike stopala u stvarnom vremenu s područjima višeg i nižeg tlaka označenim nizom boja. To bi pričvršćivanje senzora učinilo mnogo korisnijim u kliničkom okruženju, jer bi liječnik mogao vizualno prepoznati abnormalnosti u raspodjeli sile po nečijem stopalu dok hodaju. On ili ona su tada mogli pogledati numeričke podatke i na temelju nalaza preporučiti liječenje stanja (tj. Koju vrstu uloška kupiti radi poboljšanja udobnosti). Takva je funkcionalnost daleko za ovaj projekt, ali vjerujemo da ovaj Instructable definitivno ima puno potencijala!

Hvala vam puno što ste odvojili vrijeme da pročitate naš vodič i (možda!) Isprobate. Javite nam ako imate prijedloge ili povratne informacije u donjem odjeljku komentara.