Մոնիտորի զգեստ - Սրտի ազդանշանները միացրեք IoT- ին. 18 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Մոնիտորների զգեստը փորձ է ՝ օգտագործողի սրտի գործունեության թվայնացման, ինչպես նաև տվյալների մշակման տարբեր եղանակների հետազոտման մեջ:

Electգեստի ներսում երեք էլեկտրոդ չափում են կրողի մարմնի միջով անցնող էլեկտրական ազդանշանները: Այդ անալոգային ազդակները, որոնք բխում են սրտի մկանային ակտիվությունից, վերածվում են թվային ազդանշանների: Միկրոկոնտրոլերը լուսավորում է զգեստի առջևի LED- ների շրջանակը ՝ մանուշակագույնը փայլելով սրտի յուրաքանչյուր բաբախյունի հետ: Միկրոկոնտրոլերը նաև տվյալները ուղարկում է անլար ցանցի միջոցով ՝ այլ օգտագործման համար: Անլար ցանցի միջոցով ուղարկված տվյալները վերցնում է համակարգիչը, որը վերահսկում է տվյալները `դրանք կենդանացնելու համար: Այժմ սրտի էլեկտրական ազդանշանները տեսանելի են ինչպես էկրանին, այնպես էլ զգեստը:

Մոնիտորների զգեստը ստեղծում է անթերի միջերես մարդու մարմնի, հագուստի և էլեկտրոնային բաղադրիչների միջև `թվայնացնելով և ձայնագրելով մեր անցողիկ բիոսին ազդանշանները:

Քայլ 1. Դիզայն և սխեմայի ակնարկ

Theգեստի վերին հատվածը պատրաստված է սև և թափանցիկ ակրիլային կտորներից `կտրված լազերային դանակով: NeoPixel մատանին սոսնձված է մեջտեղում հստակ ակրիլային շրջանակի տակ: Հաղորդալարերը անցնում են վերին կտորի հետևից դեպի գործվածքների ժապավեն, որը ամրացված է զգեստի հետևի վերին հատվածին: Գործվածքների ժապավենը միանում է փոքրիկ գրպանին, որը պահում է միկրոկոնտրոլերը, սրտի զարկերի մոնիտորը և մարտկոցը: Երեք էլեկտրոնային տեքստիլ էլեկտրոդներ կարված են զգեստի երեսպատման մեջ: Էլեկտրոդներն ու միկրոկոնտրոլերը միացնող լարերը անցնում են գործվածքների երկու շերտերի միջև:

Քայլ 2: Սարքավորումներ

Նյութեր:

• Գործվածք
• Կայծակաճարմանդ
• Լարերը
• Heերմության նվազում
• 1/8 "Սև ակրիլ
• 1/8 "ցրված ակրիլ
• NeoPixel Ring (24 LED) (Adafruit)
• Ֆոտոն (մասնիկ)
• Սրտի զարկերի մոնիտոր (Sparkfun)
• Կենսաբժշկական սենսորային բարձիկներ (Sparkfun)
• Սենսորային մալուխ (Sparkfun)
• Հաղորդիչ գործվածք (Sparkfun կամ Adafruit)
• 5 կոճակի սեղմիչ
• Perma-Proto Board (Adafruit)
• Իգական + Արական Jumper լարերը
• Heերմության նվազում
• 5 Վ Power Bank (Amazon)

Գործիքներ:

• Մկրատ
• Ասեղ
• Թել
• Պինցետ
• Sոդման երկաթ
• Sոդող
• Տաք սոսինձ
• Heերմային ատրճանակ
• Կարի մեքենա
• Լազերային Դանակ
• Մուրճ
• Թուղթ
• Քանոն
• Մատիտ

Քայլ 3. The Photon - Wi -Fi զարգացման հավաքածու

Photon- ը հզոր Wi-Fi զարգացման հավաքածու է, որը միացնում է ձեր նախագիծը իրերի ինտերնետին (IoT): Տախտակը բավականին փոքր է, ինչը հիանալի է դարձնում IoT կրելի նախագծերի համար:

Մասնիկը ՝ Photon- ի ստեղծողը, պատրաստել է հիանալի Photon տվյալների թերթ, ինչպես նաև շատ մանրամասն «Մեկնարկելու» ուղեցույց ՝ բոլոր այն տեղեկություններով, որոնք անհրաժեշտ է իմանալ սկսելու համար:

Պարզապես ներբեռնեք Particle ծրագիրը ձեր սմարթֆոնի վրա և հետևեք հրահանգներին ՝ ձեր Photon- ը ձեր Wi-Fi ցանցին միացնելու համար: Կարող եք նաև ներբեռնել Particle Dev ծրագիրը ձեր համակարգչի համար կամ սկսել ծրագրավորումը ՝ օգտագործելով ձեր դիտարկիչը: Մենք կվերադառնանք Photon- ին 15 -րդ քայլում:

Քայլ 4: Սրտի զարկերի մոնիտոր

Նկարում կարող եք տեսնել Heart Rate Monitor տախտակը, ինչպես նաև սենսորային մալուխ `3 էլեկտրոդի բարձիկի միակցիչներով և 3 համապատասխան կենսաբժշկական սենսորային բարձիկներով: Քանի որ մենք պատրաստելու ենք մեր սեփական հաղորդիչ գործվածքների էլեկտրոդները մեր զգեստի համար, անհրաժեշտ չէ օգտագործել սենսորային մալուխներն ու բարձիկները: Այնուամենայնիվ, դրանք հիանալի են նախատիպերի պատրաստման և փորձարկման համար:

Սկսելուց առաջ ես նաև խորհուրդ եմ տալիս կարդալ Sparkfun's Heart Rate Monitor Hook Up Guide- ը: Այն պարունակում է բազմաթիվ մանրամասներ այն մասին, թե ինչպես է աշխատում Սրտի զարկերի մոնիտորը և ինչպես պետք է դասավորվեն էլեկտրոդները:

Քայլ 5. Լազերային կտրեք վերին կտորը

Սկզբում ես նախագծեցի 2D վերին կտոր ՝ օգտագործելով Illustrator- ը, որը ես կտրեցի 1/8 "սև ակրիլային թերթից` լազերային դանակով: Քանի որ դիզայնի մեջտեղի շրջանակը լուսավորվելու է, ես կտրեցի համապատասխան թերթիկները 1 -ից: /8 "ցրված ակրիլային թերթ: Բացի այդ, ես կտրեցի երեք տարբեր չափի ցրված ակրիլային շրջանակներ: Մենք սոսնձում ենք դրանք ծաղկաթերթերի և NeoPixel մատանի միջև ՝ ավելի ցրված լույսի համար: Հակառակ դեպքում, օղակի վրա կտեսնեք առանձին LED- ները:

Քայլ 6: Ակրիլային ձևավորում

Ակրիլը կտրելուց հետո ժամանակն է այն ձևավորել և տալ եռաչափ ձև: Դուք կարող եք օգտագործել ջերմային ատրճանակ, վարսահարդարիչ կամ ամենաարագ աշխատանքը, օրինակ ՝ գազօջախ: Heatingգույշ եղեք այն տաքացնելիս և միշտ դիպչեք տաք մասերին սրբիչով: Երբ այն սկսում է դառնալ ճկուն, ձևավորեք այն ինչպես ցանկանում եք և սպասեք մինչև այն սառչի և նորից ամրանա:

Քայլ 7: Թափանցիկ ծաղկաթերթերի ավելացում

Այժմ եկեք սոսնձենք ակրիլային թափանցիկ թերթիկները համապատասխան կտրվածքների ներսում: Եթե ակրիլային ծաղկաթերթերի եզրերին այրվածքներ կան, դրանք կարող եք հղկել հղկաթուղթով: Խառնել միասին երկու մասի էպոքսիդ և զգուշորեն քսել սոսինձը ծաղկաթերթերի եզրերին: Այն օգնում է կտորները պահել ինչ -որ կպչուն ժապավենով `դրանք վերին հատվածի ներսում տեղադրելով:

Քայլ 8: Նախագծեք ձեր զգեստը

Հաջորդ մի քանի քայլերում մենք նախագծելու և կարելու ենք սև կաշվե զգեստը:

Illustrator ֆայլի վրա աշխատելիս ես արդեն մոտավոր գաղափար ունեի դիզայնի վերաբերյալ: Մանեկենի շուրջը հյուսվածք և վերին կտորը քսելուց հետո ես գտա ճիշտ օրինակը. Պարանոցի բռնակով զգեստ ՝ երկու տեգեր ՝ առջևի և հետևի մասերում, ինչպես նաև գոտկատեղի կարող կար, հետևի մարտկոցի գրպան և անտեսանելի կայծակաճարմանդ: ձախ կողմի կարի ներսում: Նախքան ձեր գեղեցիկ հյուսվածքը կտրելը, միշտ արժե զգեստը կարել ավելի էժան գործվածքով (նաև կոչվում է մուսլին): Դա ձեզ հնարավորություն է տալիս կարգավորել օրինակը և կատարել փոքր փոփոխություններ:

Քայլ 9: Կարել զգեստը

Այժմ հետևեք նախշերին և կարեք իրական զգեստը: Նախ կարեք նետերը զգեստի առջևի և հետևի մասում: Այնուհետև կարեք երկու առջևի և հետևի երկու կտորները, ինչպես նաև երեսպատումը, պարանոցի ամրակն ու անտեսանելի կայծակաճարմանդը: Վերջում մենք կցենք մարտկոցի գրպանը և ամրագոտիները (քայլեր 10 և 11): Մեկ անգամ ևս ես լազերային դանակով կտրեցի գործվածքների վեց ամրագոտիները: Դա անհրաժեշտ չէ, բայց դա ձեզ տալիս է իսկապես մաքուր եզրեր, որոնք ավելի հեշտ է կարել և շատ ավելի արագ կտրել:

Քայլ 10: Կցեք հետևի գրպանը

Կտրեք քառակուսի ձեր վերին կտորից և կարեք փոքր Velcro շերտեր ձախ և աջ եզրերի վերևում: Velալեք Velcro- ի ծայրերը և կարեք դրանք գրպանի քառակուսու ներսից: Գտեք մարտկոցի գրպանի լավ դիրք (նախընտրելի է գոտկատեղի կարի վերևում) և ամրացրեք այն զգեստի վրա: Գրպանի ներքևը կարեք զգեստի վրա, ինչպես նաև համապատասխան Velcro ժապավենը ձախ և աջ կողմերում:

Քայլ 11: Պատրաստեք գործվածքների ժապավենները

Հետևի կտորի շերտերն օգտագործվում են վերին հատվածը զգեստին միացնելու և մարտկոցի գրպանից մինչև առջևի LED- երը թաքցնելու համար բոլոր լարերը: Նախքան երկար եզրերը միասին կարելը, մի օղակ տեղադրեք ժապավեններից մեկում: Սա զգեստին ավելի մաքուր տեսք կտա, երբ լարերը մղում են ժապավենից դուրս և դուրս: Հետո շարունակեք հյուսել թունելները և շերտերը ներսից շրջեք: Պինցետ օգտագործելը ավելի հեշտ է:

Հաջորդ քայլում երեք երկար մետաղալարեր (բավական երկար մարտկոցի գրպանից մինչև առջևի LED- ները) անցեք թարթիչի ժապավենի միջով ՝ լարերը թունելից դուրս բերելով թարթիչով: Յուրաքանչյուր ծայրը նշեք ժապավենով, որպեսզի իմանաք, թե որն է: Այնուհետև շերտերը կարեք վերևի կտորի վրա, ինչպես ցույց է տրված նկարներում:

Քայլ 12: Ավարտեք վերևի կտորը

Այժմ ձեր երեք լարերից մեկը միացրեք GND կապին (գետնին), մեկը ՝ Տվյալների մուտքագրման քորոցին, իսկ վերջին մետաղալարը ՝ +5 V պինին (հոսանք): Համոզվեք, որ դուք գիտեք, թե որ մետաղալարն է ամրացված ինչ քորոցին, քանի որ չեք կարող այն հետագծել խողովակի միջով: Երեք լարերից յուրաքանչյուրին կպցրեք մի կին խրոց: Մի մոռացեք օգտագործել որոշ ջերմային նեղացում `ամրացվող հոդերը հեշտությամբ կոտրելու համար: Heatերմային ատրճանակով կամ էպոքսիդային սոսինձով երեք կաթնագույն ակրիլային շրջանակները միմյանց վրա և սպասեք մինչև չորանա: Այնուհետև կենտրոնացրեք շրջանակները ակրիլային թերթիկների ներքին մասի վերևում և սոսնձեք դրանք միասին: Սոսինձը չորացնելուց հետո NeoPixel օղակը դրեք վերևում և սոսինձ քսեք դրա շուրջը: Մի մոռացեք ամրացնել օղակի շուրջը հոսող լարերը կտորի հետևի մասում:

Քայլ 13: Գործվածքի շերտերը կարեք զգեստի վրա

Այժմ զգեստը և վերնաշապիկը դրեք մանեկենի վրա և պարզեք, թե որտեղ եք ցանկանում տեղադրել շերտերը: Fullyգուշորեն բացեք նշված հատվածի կարերը, ինչպես նաև մարտկոցի պայուսակի հետևի իրանի կարերը (երեսպատում և վերին շերտ): Այժմ կերակրեք գործվածքների շերտերը, չնայած երեսպատմանը և վերին շերտին, որպեսզի շերտերը դուրս գան իրանի կարի միջով: Կցեք ցանկալի երկարությամբ շերտերը ճիշտ դիրքում և առայժմ փակեք միայն վերին կարը:

Քայլ 14: Ինտեգրեք էլեկտրոդներ

Հաղորդիչ հյուսվածքից կտրեք երեք քառակուսի: Առաջին պատկերը ցույց է տալիս, թե որտեղ պետք է տեղադրել էլեկտրոդները զգեստի ներսում: Ես օգտագործեցի զիգ-զագ կար, որը քառակուսիները կարում էր երեսպատման վրա: Էլեկտրոդները պետք է ամուր մղվեն ձեր մերկ մաշկի վրա, որպեսզի արագացնեն ձեր սրտի բաբախյունը: Հակառակ դեպքում հաղորդիչ հյուսվածքը չի կարող վերցնել ձեր մարմնի միջով անցնող էլեկտրական ազդանշանները: Այժմ միացրեք մետաղալարը (խորհուրդ եմ տալիս ճկուն սիլիկոնային մետաղալարեր) կոճակի ամրացման վրա: Ընդհանուր առմամբ պատրաստեք երեք լար, մեկը յուրաքանչյուր էլեկտրոդի համար: Կարել այդ կոճակները, որոնք երեսպատման հետևում են, հաղորդիչ գործվածքների կարկատով `երեսպատման և վերին շերտի միջև: Էլեկտրոդները մետաղալարով, իսկ ավելի ուշ միկրոկոնտրոլերով միացնելու համար կարևոր է օգտագործել հաղորդիչ թել: Հետո զգեստի միջով անցեք բոլոր երեք լարերը մինչև մարտկոցի որսագողության հետևում գոտկատեղի կարի բաց հատվածից դուրս գալը: Հաղորդալարերը մի փոքր ավելի պաշտպանելու համար ես դրանք դնում եմ մի կտոր կտորի մնացորդային խողովակի մեջ, որտեղ ես կարում էի դրանք ՝ փակելու իրանի բաց կարը: Կտրեք երեք լարերը ձեր ուզած երկարությամբ և յուրաքանչյուր ծայրին կպցրեք մի կին թռիչքային մետաղալար: Սա անհրաժեշտ է էլեկտրոդները Hart Rate Monitor Board- ի հետ միացնելու համար: Հիշեք, որ կարևոր է իմանալ, թե որ մետաղալարն է միանում ինչ էլեկտրոդի:

Առայժմ ամեն ինչ լավ է: Dressգեստը բավականին պատրաստ է:

Քայլ 15: Փոփոխեք և վերբեռնեք ծածկագիրը

Այժմ վերադառնանք ծրագրակազմին և ապարատին.

Ձեր Photon- ը տեղադրելուց և Particle Dev- ը տեղադրելուց հետո (քայլ 3) ներբեռնեք սրտի զարկերի մոնիտորի կոդը: Եթե ֆայլը բացեք, կտեսնեք երկու թղթապանակ, մեկը `ֆոտոն, իսկ մյուսը` մշակում:

Շարունակեք և բացեք Particle Dev- ը և բացվող ընտրացանկում ընտրեք Ֆայլ> Բացել… Գնացեք դեպի ձեր ֆոտոնի թղթապանակը և կտտացրեք Բացել: Ձախ կողմում կտտացրեք WorkingPhotonHeartRateMonitor.ino կոդին բացելու համար: Այժմ փոխեք ծածկագրում սահմանված LED- ների թվերը այն LED- ների թվին, որոնք դուք օգտագործում եք ձեր նախագծում:

#սահմանել NUM_LEDS 24

Theգեստի համար ես օգտագործել եմ 24 լուսադիոդ: Կարող եք նաև փոխել մյուս կապերի համարը, եթե օգտագործում եք տարբեր կապում: Փոքր գծապատկերը ձեզ տալիս է ակնարկ: Եթե ցանկանում եք փոխել ռեժիմի կոճակի քորոցը, կտտացրեք buttons.h ֆայլին և 6 -ը փոխեք ձեր օգտագործած քորոցի:

#սահմանեք ՌԵDՈԱԿԸ 6

Եթե ցանկանում եք, կարող եք մի փոքր կոճակ ավելացնել այս քորոցին ՝ կենդանի ռեժիմի և սրտի բաբախման որոշ գրանցված տվյալների միջև անցնելու համար: Հաճելի հատկություն է, եթե զգեստը մանեկենի վրա է: Էլեկտրոդները ձեր մարմնին միացնելուց հետո (հաջորդ քայլում) կարող եք պարզապես բացել սերիական մոնիտորը, գրանցել ձեր սեփական տվյալները և թվերը փոխարինել ձայնագրված Data.h ֆայլի ձեր սրտի բաբախումներով:

Քայլ 16: Հավաքեք սարքավորումները

Նախքան բոլոր էլեկտրոնային բաղադրամասերը «Perma-Proto Half-size Breadboard»-ի վրա միացնելը, օգտագործեք սովորական հացահատիկ `նախ ձեր էլեկտրոնիկան փորձարկելու համար: Միացրեք սրտի զարկերի մոնիտորը, կոճակը և LED- ները ծածկագրում սահմանված ֆոտոնային կապումներին: Կպչեք էլեկտրոդները ձեր մարմնին, ինչպես ցույց է տրված նկարում ՝ ապահովելով, որ էլեկտրոդները համապատասխանեն ճիշտ կապումներին: Այժմ դուք կարող եք բացել ֆոտոնի սերիական մոնիտորը և ստանալ ձեր սրտի բաբախման տվյալները ձեր տեղական WiFi- ի միջոցով:

Եթե ցանկանում եք տեսնել EKG դիագրամը ձեր մոնիտորի վրա, ապա պետք է ներբեռնեք Processing: Մշակման մեջ բացեք ուրվագիծը մշակման թղթապանակում և գործարկեք ուրվագիծը ՝ ձախ անկյունում գտնվող սլաքի վրա սեղմելով: Եթե ամեն ինչ ճիշտ է դրված, պատուհան կբացվի, և դուք կարող եք տեսնել ձեր սրտի գործունեությունը: Այն օգնում է հնարավորինս քիչ տեղաշարժվելուն և տևում է որոշ ժամանակ, մինչև որ բիոսինջալը բավականաչափ կայուն լինի մաքուր արտացոլման համար: Լրացուցիչ տեղեկությունների և/կամ անսարքությունների վերացման համար այցելեք Sparkfun- ի Սրտի զարկերի մոնիտորի ուղեցույցը: Հնարավոր է, որ անհրաժեշտ է փոփոխել ուրվագծի տողը, որը պարունակում է Serial.list () [3] և համարը փոխել սերիական մոնիտորի որևէ նավահանգստում: Եթե վստահ չեք թվին, փորձեք 0 -ից 6 -ը:

Քայլ 17. oldոդող Օնտո Պերմա-Պրոտո

Մեր անհատականացված ինտեգրված էլեկտրոնային տեքստիլ էլեկտրոդները տախտակի հետ կապելու համար, և ոչ թե զանգվածային կպչուն էլեկտրոդների, տախտակի վրա տեղադրեք վերնագիր ՀՀ (աջ թև), LA (ձախ թև) և RL (աջ ոտք) յուրաքանչյուր կապում:

Եթե ամեն ինչ աշխատում է, կարող եք բաղադրիչները կպցնել մշտական պրոտո տախտակին: Սկսեցի ֆոտոնից, այնուհետև լարերը, որին հաջորդեց սրտի զարկերի մոնիտորը վերջում: Երեք LED լարերը տախտակին մշտապես զոդելու փոխարեն ես օգտագործեցի երեք (Data, VCC և GND) արու թռիչքային լարեր `դրանք LED լարերի հետ միացնելու համար:

5 Վ հզորության բանկը, որպես սնուցման աղբյուր, հիանալի է աշխատում ֆոտոնի համար, քանի որ այն վերալիցքավորվում է: Կարող եք օգտագործել նաև սմարթֆոնի նման այլ էլեկտրոնային սարքեր լիցքավորելու համար:

Քայլ 18. Միացրեք ձեր սրտի ազդանշանները IoT- ին

Այժմ դուք ամեն ինչ պատրաստ եք և կարող եք ձեր սրտի գործունեությունը միացնել իրերի ինտերնետին:

Նկատի ունեցեք, որ ֆոտոնը միշտ պետք է միացված լինի անլար ցանցին, հակառակ դեպքում այն չի դադարեցնի որոնումը և ձեր կոդը չի գործարկվի: Ապագա թարմացման դեպքում ես կարող եմ բարելավել այն, որպեսզի ինտերնետ կապն ընտրովի չլինի:

Եթե ունեք հարցեր, մի հապաղեք հարցնել: Երջանիկ պատրաստում:

Երկրորդ մրցանակ DIY հագուստի մրցույթում