Շնչեք թեթև անհանգստության սարք սրտի զարկերի մոնիտորով. 18 քայլ (նկարներով)

2025 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-23 14:48

Աշխարհի աշխուժացման հետ մեկտեղ բոլորը գտնվում են ավելի սթրեսային միջավայրում: Քոլեջի ուսանողները սթրեսի և անհանգստության ավելի բարձր ռիսկի են ենթարկվում: Քննությունները հատկապես սթրեսային շրջաններ են ուսանողների համար, և շնչառական վարժությունների կարգավորում ունեցող խելացի ժամացույցները սովորաբար չեն թույլատրվում օգտագործել քննությունների ժամանակ, քանի որ դրանք կարող են նաև տեքստային հաղորդագրություններ գրել և միանալ ինտերնետին:

«Շնչիր լույսը» պարզունակ անհանգստության վրա հիմնված սարք է, որը չունի ինտերնետ կապ և ողջունելի կլինի քննությունների ժամանակ: Այս սարքը հատուկ չէ օգտագործողի համար, ինչը թույլ է տալիս այն հեշտությամբ հարմարվել ցանկացած անձի, ով կարիք ունի անհանգստության վերահսկման: Օգտագործելով NeoPixel չորս LED- ների շարք, օգտվողը կկարողանա հետևել շնչառական վարժություններ կատարելու քայլերին, ինչպես նաև վարժություններից առաջ և հետո հետևել սրտի բաբախյունին `որոշելու, թե արդյոք սթրեսի մակարդակը նվազում է:

Քայլ 1: Անհրաժեշտ նյութեր և գործիքներ

Նյութեր:

1. Adafruit Flora ($ 14.95)
2. Հացաթուղթ ($ 5.00)
3. Adafruit NeoPixels (4) (7,95 դոլար)
4. PulseSensor ($ 25.00)
5. Alligator Clips ($ 3.95)
6. Breadboard Jumper Wires ($ 3.95)
7. Լիթիում-իոն պոլիմերային մարտկոց ($ 9.95)
8. 220 Օմ դիմադրություն (6,28 դոլար)
9. Կոճակ (5,99 դոլար)
10. Լեգոների տեսականի ($ 10-$ 40) (Նշում. Ձեզ հարկավոր չեն շատ Լեգոներ)

Ընդհանուր արժեքը `($ 94-$ 124)

Գործիքներ:

1. Arduino Software (ԱՆՎԱՐ) - պարտադիր է
2. Ասեղի քթի տափակաբերան աքցան (~ 6 դոլար) կամ կուտիկուլներ (~ 4 դոլար)- առաջարկվում է
3. Sոդման հավաքածու/նյութեր (~ 11 դոլար)- ըստ ցանկության

Ընդհանուր արժեքը `($ 15-17)

Քայլ 2: Նախապատրաստում

Նախքան նախագիծը սկսելը և վերը նշված նյութերը օգտագործելը, կարևոր է զարգացնել օգտագործվողի վերաբերյալ լավ նախնական գիտելիքներ:

Ադաֆրուտ Ֆլորա

Adafruit Flora- ն փոքր, պարզ և հզոր միկրոկառավարիչ է, որն օգտակար է ինչպես սկսնակների, այնպես էլ փորձագետների համար: Այն շատ փոքր է (ընդամենը մի փոքր ավելի մեծ, քան մեկ քառորդը) և կրելի: Վերևի պատկերը ցույց է տալիս Adafruit ֆլորայի pinout դիագրամը: Ֆլորայի մասին լրացուցիչ տեղեկություններ ստանալու համար այցելեք հետևյալ հղումը.

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

Adafruit NeoPixels

NeoPixels by Adafruit- ը առանձին հասցեավորվող RGB LED են, որոնք հատուկ նախատեսված են կրելի սարքերի համար: NeoPixels- ը շղթայվող են, ինչը նշանակում է, որ միկրոկոնտրոլերի հետ անհրաժեշտ է ընդամենը մեկ կապ միացում `այնքան LED, որքան ցանկանում եք: Նրանք կարող են ծածկագրվել Arduino- ում, բայց պահանջում են որոշակի պրակտիկա, հետազոտություններ և օրինակներ, որոնք կօգնեն առցանց ծանոթանալ և NeoPixels- ին կատարել այնպես, ինչպես ցանկանում եք: Հետևյալ հղման տարբեր քայլերը շատ օգտակար են, քանի որ այն տեղեկացնում է ձեզ, թե ինչպես են աշխատում NeoPixels- ը և տալիս է կոդավորման խորհուրդներ և օրինակներ Arduino- ի հետ:

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

PulseSensor

PulseSensor- ը Arduino- ի համար սրտի հաճախության միացման և նվագարկման սենսոր է `հավաքելու ուղիղ զարկերակային տվյալներ տարբեր նախագծերի համար, ինչպիսին է այս մեկը: Գրադարանը, որը կարելի է ներբեռնել Arduino- ում (կարճ ժամանակում կցուցադրվի ստորև), ունի կոդերի օրինակներ, որոնք կօգնեն ձեզ դառնալ ակնթարթային փորձագետ `PulseSensor- ը նախագծի իրականացման գործում: Հետևյալ հղումը ցույց է տալիս լրացուցիչ տեղեկություններ PulseSensor- ի համար և նկարագրում է մարդկանց սկսելու մինի նախագծերի օրինակ:

pulsesensor.com/pages/getting-advanced

Արդուինոյի գրադարաններ

Ֆլորայի հետ կոդը որոշ գործառույթների և հրամանների համար հաղորդակցվելու համար Arduino- ում պետք է տեղադրվեն հետևյալ գրադարանները `տարբեր էլեկտրական բաղադրիչների համար: Eitherրագրակազմը ներբեռնելու համար օգտագործեք կամ այս հղումը, կամ «Ներածություն և պարագաներ» բաժնում տեղադրվածը

1. PulseSensor խաղահրապարակ

   (Նշում. «PulseSensor_BPM» օրինակ Arduino ֆայլը օգտակար էր Breathe Light- ի ծածկագիրը ստեղծելու համար)

2. Adafruit NeoPixel գրադարան

   (Նշում. «Strandtest» օրինակ Arduino ֆայլը օգտակար էր Breathe Light- ի ծածկագիրը ստեղծելու համար)

(Նշում. Գրադարանների տեղադրման հարցում լրացուցիչ օգնության համար այցելեք հետևյալ հղումը ՝

GitHub

GitHub- ը հզոր հարթակ է, որը թույլ է տալիս մարդկանց համատեղ ծրագրեր կառուցել և տարածել: Breathe Light- ի համար ստեղծված ծածկագիրը կիսվում է GitHub- ի միջոցով և հասանելի է այստեղ: Այն նաև հետագայում կներկայացվի 14 -րդ քայլում տրվող ուսանելի հոդվածում: Arduino գրադարաններին և նախագծին անհրաժեշտ վերը նշված օրինակներին կարելի է ծանոթանալ նաև GitHub- ի հետևյալ հղումներով:

1. PulseSensor
2. NeoPixel

Լրացուցիչ տեղեկությունների համար, թե ինչ է GitHub- ը և ինչու է այն օգտակար, դիտեք այս տեսանյութը:

Քայլ 3: Անվտանգություն

Electricանկացած էլեկտրական սխեմաների հետ աշխատելիս, ներառյալ այն, ինչ դուք կստեղծեք այս նախագծում, կարևոր է հասկանալ և հետևել էլեկտրական անվտանգության բոլոր արձանագրություններին `ձեր նախագիծն ապահով պահելու և երաշխավորվելու համար, որ դուք չեք ցնցվի: Հետևյալ ցուցակը մանրամասնում է մի քանի պարզ քայլերի, որոնք պետք է հետևել:

1. ՉԵՆՔ, որ Flora- ն միացված է համակարգչին, երբ հաղորդալարերը միացնում և միացնում եք միացմանը:
2. Շղթայի լարերին կամ այլ մետաղական բաղադրիչներին դիպչելիս համոզվեք, որ հոսանքն անջատված է `ձեր մարմնով հոսանքներից խուսափելու համար:
3. Պահեք հեղուկը, սնունդը և ցանկացած այլ բան, որը կարող է թափվել ձեր շղթայից հեռու:
4. Ամեն անգամ նախքան հոսանքը միացնելը, ստուգեք ճեղքված էլեկտրական լարերի առկայությունը:

ԳՈՇԱՈՄ

Սա բժշկական սարք չէ և չպետք է օգտագործվի որևէ կլինիկական պայմաններում `սրտի հաճախության ճշգրիտ չափումների վրա ապավինելու համար: Գնացեք ձեր բժշկի մոտ, եթե ցանկանում եք ճշգրիտ տվյալներ սրտի բաբախյունի վերաբերյալ: Սա պարզապես գործիք է, որն օգնում է մարդկանց ազատել սթրեսը և չպետք է օգտագործվի որևէ պայման ախտորոշելու համար:

Քայլ 4: Հուշումներ և խորհուրդներ

Ստորև բերված են որոշ հուշումներ և խորհուրդներ, որոնք պետք է հիշել, երբ կառուցում եք Breathe Light:

Խնդիրների վերացման ռազմավարություններ

1. Եթե ծածկագիրը ճիշտ չի աշխատում, բաժանեք կոդի տարբեր գործառույթներ/հատվածներ և փորձեք դրանք ՝ որոշելու, թե որտեղ է խնդիրը:
2. Նախքան ծածկագրին և նախագծին անցնելը, օգտագործեք Arduino գրադարաններում տրված օրինակային կոդերը PulseSensor- ի և NeoPixels- ի համար `սարքերի ճիշտ աշխատանքը ապահովելու համար:
3. Համոզվեք, որ PulseSensor- ն ունի ամուր և ապահով միացում, նախքան տվյալներ հավաքելը `շարժման հավանական արտեֆակտը հեռացնելու համար:
4. Էլեկտրագծերի տեղադրման ժամանակ շփոթությունից խուսափելու համար օգտագործեք նույն գույնի լարերը նույն նավահանգիստներին միանալիս:
5. Օգտագործեք փոքր jumper մալուխներ `լարերը ամրացնելու համար, որպեսզի նրանք չկորցնեն կապը, երբ սարքը շարժվի:
6. Եթե դուք ունեք զոդման երկաթ, մտածեք այն օգտագործելու համար մետաղալարերի միացումներն ապահովելու համար, որոնք կարող են լավ չաշխատել:

Խորաթափանցություն

• Saveամանակը խնայելու համար նախքան լարերը գործածելը փորձարկեք ալիգատորների ամրակներով նախատիպերի առկայությունը:

• Timeամանակն ու հիասթափությունը խնայելու համար լարերը ձգեք ամուր և մշտական կապ հաստատելու յուրաքանչյուր NeoPixel- ի հետ:

  The Lego- ն նույնպես շատ օգտակար է Flora- ի և մարտկոցի փաթեթը ապահովելու համար:

Քայլ 5. Հավաքում Մաս 1 ա

Սկսեք ՝ օգտագործելով ալիգատոր սեղմիչ ՝ FLORA- ի #6 նավահանգիստը միացնելու համար: Այնուհետև օգտագործեք մեկ այլ ալիգատոր սեղմիչ ՝ GND պորտը միացնելու համար: Նույնը կատարեք FLORA- ի VBATT նավահանգստով:

Քայլ 6. Հավաքում մաս 1 բ

Այժմ 6 -րդ նավահանգստին միացված ալիգատորների ամրիչը միացրեք NeoPixel- ի ներքին երեսին սլաքին: Միացրեք GND պորտի սեղմիչը NeoPixel- ի (-), իսկ VBATT նավահանգիստը ՝ NeoPixel- ի (+)-ին:

Մենք օգտագործեցինք այս հավաքածուն ՝ յուրաքանչյուր NeoPixel- ը փորձարկելու համար, թե արդյոք այն աշխատում է ՝ օգտագործելով NeoPixel Adafruit էջի ցուցումները:

Քայլ 7. Հավաքում Մաս 2

Երբ հաստատեք, որ NeoPixels- ից յուրաքանչյուրը գործում է, կարող եք սկսել կառուցել Breathe Light- ը:

Սկսեք լարերը միացնելով FLORA- ին VBATT, #12, #6, GND և #10 սարքերում: Խառնաշփոթությունից խուսափելու համար ընտրեք գույներ, որոնք կհամապատասխանեն նավահանգիստներից յուրաքանչյուրին: Հետագա քայլերում դրանք միացնելու ենք սեղանին:

Քայլ 8. Հավաքում Մաս 3

Հաջորդը, մենք կսկսենք NeoPixels շղթայի ստեղծումը: Ինչպես և առաջին քայլին, մենք ի վերջո (+) կմիացնենք VBATT նավահանգստին, (-) ՝ GND նավահանգստին, և սլաքները ցույց կտան ազդանշանի հոսքի ուղղությունը NeoPixels գծում: Սկսեցի վերջինից և բարձրացա:

Նախ, պարզապես ավելացրեք լարերը NeoPixels- ին համապատասխան գույներով: Նկարում կարող եք տեսնել, որ մենք օգտագործել ենք սպիտակ գույնը VBATT- ի համար, կանաչը ՝ GND- ի համար, իսկ դեղինը ՝ 6 -րդ նավահանգստից եկող ազդանշանի համար: Օգտագործեք ասեղի քթի տափակաբերան աքցանը, իրոք, մետաղալարը փոքր փոսերի շուրջը փաթաթելու համար: Կարող եք նաև օգտագործել կուտիկուլային դանակներ, եթե դուք չունեք ասեղի քթի տափակաբերան աքցան, որը մատչելի է:

(Հետևի փոքր կարմիր մետաղալարերը կբացատրվեն հետագա քայլերով: Առայժմ մի անհանգստացեք դրանց մասին):

Քայլ 9. Հավաքում Մաս 4

Մյուս NeoPixels- ին լարեր ավելացրեք այնպես, ինչպես առաջինը: Համոզվեք, որ նետերի գիծը ուղղված է FLORA- ի #6 նավահանգստից դեպի շղթայի ներքևը:

Այնուհետև սպիտակ լարերից յուրաքանչյուրը միացրեք տախտակի (+) կապումներին, իսկ կանաչ լարերը ՝ հացաթխի (-) կապումներին: Համոզվեք, որ միացումներն ունեն որոշակի լարվածություն `լարերը ամրացնելու համար:

Քայլ 10. Հավաքում Մաս 5

Այժմ միացրեք կանաչ մետաղալարերը GND- ից (-) կապանքների վերևին: VBATT նավահանգստից միացրեք սպիտակ մետաղալարերը սեղանի տախտակի (+) կապումներին և #6 դեղին մետաղալարը միացրեք ձեր NeoPixel շղթայի սկզբին:

Մանուշակագույն մետաղալարն ու կարմիր մետաղալարը հետագայում կկապվեն:

(Ներքևի մոտ գտնվող կարմիր լարերը օգնում են լարվածություն ստեղծել NeoPixels- ի միջև ընկած դեղին ազդանշանային լարերի միջև, բայց դրանք կարող են ձեզ հարկավոր չլինել ՝ կախված այն բանից, թե որքան ամուր են կապերը)

Քայլ 11. Հավաքում Մաս 6

Հաջորդը, մենք կոճակը կկապենք մեր տախտակին: Սա կսկսի սրտի բաբախյունի չափումները և անհանգստության շնչառական վարժությունները:

Տեղադրեք կոճակը, ինչպես երևում է նկարում: Այնուհետև օգտագործեք սպիտակ մետաղալար ՝ վերին կոճակի կապիչը միացնելու համար (+): Տեղադրեք 220 օմ դիմադրիչը նույն կողմի ներքևի և (-) կապերի միջև: Վերջապես, #10 կարմիր մետաղալարը միացրեք ներքևի աջ կոճակի քորոցին:

Քայլ 12: Հավաքում Քայլ 7

Այժմ մենք միացնում ենք Pulse Sensor- ը: Կարմիր տվիչի մետաղալարը միացրեք տախտակի (+) կապումներին, իսկ սև ցուցիչի մետաղալարը (-) կապումներին: Հաջորդը, դրանք միացնելու համար տեղադրեք մանուշակագույն սենսորային մետաղալարը և #12 նավահանգստից եկող մանուշակագույն մետաղալարը ՝ դրանք միացնելու համար:

Քայլ 13. Հավաքում Քայլ 8

Լեգոների տեսականիով կառուցեք հարթակ FLORA- ի համար և մի փոքր խոռոչ լիթիումի մարտկոցների համար: Համոզվեք, որ FLORA- ում որոշակի լարվածություն կա դեղին լարերի ճիշտ միացման համար: Դա անելու համար մենք օգտագործեցինք դեղին Legos- ը, որը երևում է վերևի նկարում:

Լեգո հարթակը կարող է տարբեր լինել ՝ կախված ձեր տախտակի չափից, բայց համոզվեք, որ FLORA- ն կարող է հարթ նստել, դեղին ազդանշանային լարերի հետ որոշակի լարվածություն կա, և որ կա մարտկոցը տեղադրելու խոռոչ:

Քայլ 14: Հավաքում Քայլ 9

Հավաքը ավարտելու համար ավելացրեք Lego պլատֆորմը FLORA- ով `հացահատիկի կողքին: Միացրեք մարտկոցի փաթեթը FLORA- ին:

Քայլ 15. Հավաքում Քայլ 10. Վերբեռնեք ծածկագիրը և ավարտեք հավաքումը:

Վերջնական քայլը այս կոդի վերբեռնումն է Breathe Light: Կոդը վերբեռնելուց հետո Breathe Light- ը պետք է շարժական աշխատի, երբ ON անջատիչը միացված է FLORA- ի մեջտեղում:

Ինչպես ստանալ ծածկագիր GitHub- ից Ֆլորա

1. Օգտագործեք վերը նշված հղումը ՝ GitHub կայք մուտք գործելու համար:

2. Կտտացրեք «Կլոնավորել կամ ներբեռնել»

   Կտտացրեք «Ներբեռնեք ZIP»

3. Պահեք ներբեռնված zip ֆայլը ձեր համակարգչի ցանկալի վայրում:
4. Բացեք «Breathe_Light_V3.0» ֆայլը Arduino- ում:
5. Arduino- ի վերին վահանակի «Գործիքներ» բաժնում անցեք «Տախտակ.» Եվ ընտրեք «Adafruit Flora»
6. Վերջապես (Flora- ն միացված ձեր համակարգչին), կտտացրեք «Վերբեռնել» (աջ սլաքը ձեր էկրանի վերևում)

Վերոնշյալ քայլերի ավարտից հետո կոդը պետք է վերբեռնվի Ֆլորա: Flora- ն հնարավոր է անջատել համակարգչից, և Breathe Light- ը պատրաստ է օգտագործման համար:

Քայլ 16. Համագումար Քայլ 11. Կոդի բացատրություն

Ահա թե ինչ է անում ծածկագիրը.

Նախ, կոդը հավաքում է առարկայի սկզբնական սրտի բաբախյունը PulseSensor- ի միջոցով և ցուցադրում այն չորս առանձին NeoPixels- ի միջոցով, որոնք գտնվում են տողում: Ելնելով սրտի հաճախության հայտնաբերումից ՝ կցուցադրվեն LED- ների/գույների որոշակի շարք: Օրինակ, եթե սրտի բաբախյունը 76 է, կլինի 3 NeoPixel, որոնք լուսավորված են կապույտ գույնով: Այս գույները/շեմերը տրվում են առարկային սարքի վրա տեղադրված կպչուկի միջոցով (տես վերևում), որպեսզի նրանք իմանան, թե որն է իրենց սրտի բաբախյունը:

Հետո, սրտի բաբախյունը հայտնաբերելուց հետո, անցնում է անհանգստության վարժություն, որն օգնում է խորը, դանդաղ ներշնչել և արտաշնչել: Այս վարժության սկզբում բոլոր չորս LED- ները կանաչ են: Theորավարժությունների շարունակման ընթացքում LED- ները մեկ առ մեկ դառնում են կապույտ, ինչը համապատասխանում է այն ժամանակ, երբ առարկան պետք է շնչի: Չորս լուսադիոդային լուսարձակներ վառվելուց հետո առարկան պետք է պահի շունչը, և երբ լուսադիոդները նորից կանաչ դառնան, նրանք կարող են դանդաղ արտաշնչել: Անհանգստության վարժությունը կատարելուց հետո ծածկագիրը կրկին կբացահայտի և նորից կցուցադրի անձի սրտի բաբախյունը `որոշելու, թե արդյոք նրանք կարողացել են հանգստանալ:

Քայլ 17: Շրջանակային դիագրամ

Այս սխեմայի սխեման կազմվել է EAGLE- ում: Մեծ ուղղանկյունի մեջ ամեն ինչ Adafruit FLORA միկրոպրոցեսորն է: Այն ունի շատ մանրամասնություններ, բայց ընդհանուր առմամբ այն պարունակվում է ուղղանկյունի շրջանակում: Բոլոր բաղադրիչները, որոնք մենք ավելացրել ենք FLORA- ին, գտնվում են մեծ ուղղանկյան տակ:

4 նեոպիքսելները կարելի է տեսնել միացված D6* FLORA ելքին: Կոճակը միացված է IO10* - ին, իսկ Pulse Sensor- ը ՝ FLORA- ին IO12* պորտի միջոցով:

Քայլ 18: Լրացուցիչ գաղափարներ

Կան բազմաթիվ եղանակներ, որոնցով կարելի է հետ շունչ քաշել, և ահա մի քանի առաջարկ:

• Դարձրեք այն կրելի. Օգտագործեք գլխարկ կամ ժամացույցի բռունցք (օրինակ ՝ այս մեկը) և օգտագործեք հաղորդիչ թել `մետաղալարերի բոլոր միացումներն իրականացնելու համար:
• Ավելացրեք անհանգստություն (Exercise () գործառույթը ՝ տեսողականորեն գրավիչ շնչառական վարժություն ստեղծելու համար (օրինակ ՝ ավելի շատ գույներ ավելացնելը):
• Փոխարինեք առանձին NeoPixels- ը NeoPixel Ring- ով կամ NeoPixel Array- ով `ավելի շատ LED- ներ ավելացնելու և ինչպես heartRateDisplay (), այնպես էլ անհանգստությունը Exercise () գործառույթների հնարավորությունները բարձրացնելու համար: