TfCD - AmbiHeart: 6 քայլ (նկարներով)

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

Ներածություն

Մեր մարմնի կենսական գործառույթների մասին տեղեկացվածությունը կարող է օգնել հայտնաբերել առողջական խնդիրները: Ներկայիս տեխնոլոգիան ապահովում է ներքին միջավայրում սրտի զարկերի չափումներ կատարելու գործիքներ: Որպես Դելֆտի տեխնիկական համալսարանի Advanced Concept Design (ենթաֆինանսավորման դասընթաց) մագիստրոսական դասընթացի մի մաս, մենք ստեղծեցինք կենսաազդեցության սարք:

Ի՞նչ է ձեզ պետք:

1 Իմպուլսային տվիչ

1 RGB LED

3 դիմադրություն (220 Օմ)

Արդուինո Ունո

9 Վ մարտկոց

Breadboard

3D տպագիր պատյաններ

Ուժեղ կողմերը

Չափը բաց գույնով ներկայացնելը ավելի պարզ է հասկանալ և մեկնաբանել, քան հում թվերը: Այն կարող էր նաև դյուրակիր դառնալ: Ավելի փոքր միկրոհսկիչի և տախտակի օգտագործումը թույլ կտա մեծացնել պարիսպի չափը: Մեր ծածկագիրը օգտագործում է սրտի հաճախության միջին արժեքները, սակայն կոդի փոքր փոփոխություններով դուք կարող եք հետադարձ կապը հարմարեցնել ձեր տարիքային խմբի և առողջական վիճակի ավելի կոնկրետ արժեքներին:

Թուլություններ

Հիմնական թուլությունը սրտի հաճախության սենսորի արձագանքն է: Որոշ ժամանակ է պահանջվում սրտի հաճախությունը հայտնաբերելու և ցանկալի արձագանքը ցուցադրելու համար: Այդ ուշացումը երբեմն կարող է նշանակալից լինել և կարող է հանգեցնել սխալ կատարման:

Քայլ 1: Էլեկտրոնիկայի պատրաստում

Սրտի բաբախման տվիչը հիմնված է ֆոտոպլիտիզմոգրաֆիայի սկզբունքի վրա: Այն չափում է արյան ծավալի փոփոխությունը մարմնի ցանկացած օրգանի միջոցով, որն առաջացնում է լույսի ինտենսիվության փոփոխություն այդ օրգանի միջոցով (անոթային շրջան): Այս նախագծում իմպուլսների ժամանակն ավելի կարևոր է: Արյան ծավալի հոսքը որոշվում է սրտի զարկերակների արագությամբ, և քանի որ լույսը ներծծվում է արյան միջոցով, ազդանշանային իմպուլսները համարժեք են սրտի բաբախյունին:

Նախ, զարկերակային տվիչը պետք է միացված լինի Arduino- ին `BPM- ը հայտնաբերելու համար (րոպեում զարկերակ): Միացրեք զարկերակային տվիչը A1- ին: Arduino- ի տախտակի լուսարձակը պետք է թարթվի համաժամեցված BPM- ի հայտնաբերման հետ:

Երկրորդ, տեղադրեք RGB LED ՝ 220 Օմ -ի 3 ռեզիստորների հետ միասին, ինչպես ցույց է տրված սխեմատիկ գծապատկերում: Կարմիր կապը միացրեք 10 -ին, Կանաչը ՝ 6 -ին, իսկ կանաչը ՝ 9 -ին:

Քայլ 2: mingրագրավորում

Օգտագործեք սրտի կշիռի չափումը `LED- ը զարկերակային հաշվարկված հաճախականությամբ: Մարդկանց մեծամասնության մոտ սրտի բաբախյունը հանգստանում է մոտ 70 րոպե / րոպե: Մեկ LED աշխատելուց հետո կարող եք օգտագործել մեկ այլ մարում IBI- ի միջոցով: Մեծահասակների համար նորմալ հանգստյան սրտի բաբախյունը տատանվում է րոպեում 60 -ից 100 անգամ: Դուք կարող եք դասակարգել BPM- ն այս միջակայքում `ըստ ձեր փորձարկման առարկայի:

Այստեղ մենք ցանկանում էինք փորձարկել հանգստացող մարդկանց վրա և, հետևաբար, այս միջակայքի վերևից և ներքևից BPM- ն դասակարգեցինք համապատասխանաբար հինգ կատեգորիաների:

Տագնապալի (40 -ից ցածր) - (կապույտ)

Arnգուշացում (40 -ից 60) - (գրադիենտ կապույտից կանաչ)

Լավ (60 -ից 100) - (կանաչ)

Wգուշացում (100 -ից 120) - (գրադիենտ կանաչից կարմիր)

Տագնապալի (120 -ից բարձր) - (կարմիր)

BPM- ն այս կատեգորիաների դասակարգելու տրամաբանությունը հետևյալն է

եթե (BPM <40)

R = 0

G = 0

B = 0

եթե (40 <BPM <60)

R = 0

G = (((BPM-40)/20)*255)

B = (((60-BPM)/20)*255)

եթե (60 <BPM <100)

R = 0

G = 255

B = 0

եթե (100 <BPM <120)

R = (((BPM-100)/20)*255)

G = (((120-BPM)/20)*255)

B = 0

եթե (120 <BPM)

R = 255

G = 0

B = 0

Դուք կարող եք օգտագործել Processing Visualizer հավելվածը ՝ զարկերակային տվիչը վավերացնելու և տեսնելու, թե ինչպես են փոխվում BPM- ն և IBI- ն: Visualizer- ի օգտագործումը հատուկ գրադարանների կարիք ունի, եթե կարծում եք, որ սերիական գծագրիչը օգտակար չէ, կարող եք օգտվել այս ծրագրից, որում BPM- ի տվյալները մշակվում են Visualizer- ի համար ընթերցվող մուտքագրման մեջ:

Առանց նախնական բեռնված գրադարանների ՝ զարկերակային տվիչի միջոցով սրտի բաբախումը չափելու մի քանի եղանակ կա: Մենք օգտագործեցինք հետևյալ տրամաբանությունը, որն օգտագործվում էր նմանատիպ ծրագրերից մեկում ՝ օգտագործելով հինգ իմպուլս ՝ սրտի բաբախյունը հաշվարկելու համար:

Five_pusle_time = time2-time1;

Single_pulse_time = Five_pusle_time /5;

դրույքաչափ = 60000/ Single_pulse_time;

որտեղ time1- ը առաջին զարկերակային հաշվիչն է

time2- ը ցուցակի զարկերակային հաշվիչի արժեքն է

փոխարժեքը սրտի վերջնական հաճախականությունն է:

Քայլ 3. Մոդելավորում և 3D տպում

Էլեկտրոնիկայի չափման և անվտանգության համար ավելի նպատակահարմար է պարիսպ պատրաստել: Ավելին, այն կանխում է օգտագործման ընթացքում բաղադրիչների կարճ միացումը: Մենք նախագծել ենք պահելու ունակ պարզ ձև, որը հետևում է օրգանական գեղագիտությանը: Այն բաժանված է երկու մասի. Ներքևը ՝ զարկերակային սենսորի անցքով և կողիկներ ՝ Arduino- ի և տախտակի համար, իսկ վերևում ՝ թեթև ուղեցույց ՝ գեղեցիկ տեսողական արձագանք տալու համար:

Քայլ 4: Էլեկտրամեխանիկական նախատիպ

Երբ պատյանները պատրաստ լինեն, զարկերակային տվիչը տեղադրեք անցքի առջևի ուղղորդող կողերի մեջ: Համոզվեք, որ մատը հասնում է սենսորին և ամբողջովին ծածկում է մակերեսը: Տեսողական արձագանքի ազդեցությունը բարձրացնելու համար ծածկեք վերևի պատյան ներքին մակերեսը անթափանց թաղանթով (մենք օգտագործել ենք ալյումինե փայլաթիթեղ), որը բաց է թողնում մեջտեղում: Դա կսահմանափակի լույսը որոշակի բացվածքի մեջ: Անջատեք Arduino- ն նոութբուքից և միացրեք 5 Վ -ից ավելի մարտկոց (մենք այստեղ օգտագործում էինք 9 Վ) `այն դյուրակիր դարձնելու համար: Այժմ տեղադրեք ամբողջ էլեկտրոնիկան ներքևի պատյանում և փակեք վերևի պատյանով:

Քայլ 5: Փորձարկում և անսարքությունների վերացում

Հիմա ժամանակն է խաչաձեւ ստուգել արդյունքները: քանի որ սենսորը տեղադրված է ներսում, անմիջապես պարիսպի բացումից առաջ, սենսորի զգայունության մեջ փոքր փոփոխություն կարող է լինել: Համոզվեք, որ մնացած բոլոր կապերն անձեռնմխելի են: Եթե թվում է, որ ինչ -որ բան սխալ է, այստեղ մենք ներկայացնում ենք մի քանի դեպք, որոնք կօգնեն ձեզ զբաղվել դրանով:

Հնարավոր սխալները կարող են լինել սենսորից կամ RGB LED- ի ելքով: Սենսորով խնդիրները լուծելու համար կան մի քանի բաներ, որոնց պետք է հետևել: Եթե սենսորը հայտնաբերում է BPM- ը, ապա տախտակի վրա պետք է լինի LED (L), որը համընկնում է ձեր BPM- ի հետ: Եթե թարթում չեք տեսնում, ստուգեք մուտքի տերմինալը A1- ում: Եթե զարկերակային տվիչի լույսը չի փայլում, ապա պետք է ստուգեք մյուս երկու տերմինալները (5V և GND): Սերիական գծանկարը կամ սերիական մոնիտորը կարող են նաև օգնել ձեզ համոզվել, որ սենսորը աշխատում է:

Եթե RGB- ի վրա որևէ լույս չեք տեսնում, առաջինը պետք է ստուգեք մուտքային տերմինալը (A1), քանի որ կոդը գործում է միայն BPM- ի հայտնաբերման դեպքում: Եթե սենսորներից ամեն ինչ լավ է թվում, փնտրեք անտեսված կարճ միացումներ տախտակի վրա:

Քայլ 6: Օգտվողի փորձարկում

Այժմ, երբ պատրաստ նախատիպ ունեք, կարող եք չափել ձեր սրտի բաբախյունը `թեթև արձագանք ստանալու համար: Չնայած ձեր առողջության մասին տեղեկատվություն ստանալուն, կարող եք խաղալ տարբեր հույզերի հետ և ստուգել սարքի արձագանքը: Այն կարող է օգտագործվել նաև որպես մեդիտացիայի գործիք: