Naprava za dihanje z anksioznostjo z merilnikom srčnega utripa: 18 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Ker je svet vse bolj zaposlen, so vsi v vedno bolj stresnem okolju. Študentje imajo še večje tveganje za stres in tesnobo. Izpiti so za študente še posebej stresni, zato pametnih ur z nastavitvami dihalnih vaj običajno ni dovoljeno uporabljati med izpiti, saj lahko pošiljajo tudi besedila in se povežejo z internetom.

"Breathe Light" je poenostavljena naprava, osredotočena na tesnobo, ki nima internetne povezave in bo dobrodošla pri izpitih. Ta naprava ni specifična za uporabnika, kar omogoča enostavno prilagoditev vsaki osebi, ki potrebuje nadzor tesnobe. Z uporabo serije štirih LED diod NeoPixel bo uporabnik lahko sledil korakom za izvajanje dihalnih vaj in tudi spremljal svoj srčni utrip pred in po vajah, da ugotovi, ali se raven stresa znižuje.

1. korak: Potrebni materiali in orodja

Materiali:

1. Adafruit Flora (14,95 USD)
2. Ogledna plošča (5,00 USD)
3. Adafruit NeoPixels (4) (7,95 USD)
4. Senzor pulza (25,00 USD)
5. Posnetki iz aligatorja (3,95 USD)
6. Mostične žice za ploščice (3,95 USD)
7. Litij-ionska polimerna baterija (9,95 USD)
8. 220 ohmski upor (6,28 USD)
9. Potisni gumb (5,99 USD)
10. Različni Lego kocke (10–40 USD) (Opomba: ne potrebujete veliko lego kock)

Skupni stroški: (94-124 USD)

Orodja:

1. Programska oprema Arduino (BREZPLAČNA) - obvezna
2. Klešče za nos (~ 6 USD) ali rezalniki za obnohtno kožico (~ 4 USD)- priporočeno
3. Komplet za spajkanje/materiali (~ 11 USD)- neobvezno

Skupni stroški: (15-17 USD)

2. korak: Priprava

Pred začetkom projekta in uporabo zgornjih materialov je pomembno razviti dobro osnovno znanje o tem, kaj se uporablja.

Adafruit Flora

Adafruit Flora je majhen, preprost in zmogljiv mikrokrmilnik, ki je uporaben tako za začetnike kot za strokovnjake. Je zelo majhen (le nekoliko večji od četrtine) in ga je mogoče nositi! Na zgornji sliki je prikazan diagram pinout za Adafruit Flora. Če želite izvedeti več o Flori, obiščite naslednjo povezavo:

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

Adafruit NeoPixels

AdaPruit NeoPixels so posamično naslovljive RGB LED diode, ki so zasnovane posebej za nošenje. NeoPixels je mogoče priklopiti, kar pomeni, da potrebujete le eno pin povezavo z mikrokrmilnikom, da povežete toliko LED diod, kot želite. V Arduinu jih je mogoče kodirati, vendar zahtevajo nekaj prakse, raziskav in zgledne pomoči na spletu, da se seznanijo in da NeoPixels deluje tako, kot želite. Različni koraki na naslednji povezavi so zelo koristni, saj vas seznanijo z delovanjem NeoPixels in podajajo nasvete in primere kodiranja z Arduinom.

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

Senzor pulza

PulseSensor je tipalo za merjenje srčnega utripa za Arduino, ki zbira in uporablja za zbiranje podatkov o srčnem utripu v živo za različne projekte, kot je ta! Knjižnica, ki jo lahko prenesete v Arduino (kmalu bo prikazana spodaj), vsebuje primere kod, ki vam pomagajo, da postanete takojšen strokovnjak pri implementaciji PulseSensorja v projekt. Na naslednji povezavi so prikazane dodatne informacije o PulseSensorju in so opisani primeri mini projektov za začetek dela.

pulsesensor.com/pages/getting-advanced

Knjižnice Arduino

Da bi koda lahko komunicirala s Floro za nekatere funkcije in ukaze, je treba v Arduino namestiti naslednje knjižnice za različne električne komponente. Za prenos programske opreme uporabite to povezavo ali povezavo v razdelku 'Uvod in potrebščine'

1. PulseSensor igrišče

   (Opomba: Primer datoteke Arduino "PulseSensor_BPM" je bil v pomoč pri ustvarjanju kode za Breathe Light)

2. Knjižnica Adafruit NeoPixel

   (Opomba: Primer datoteke Arduino "Strandtest" je bil v pomoč pri ustvarjanju kode za Breathe Light)

(Opomba: Za dodatno pomoč pri nameščanju knjižnic obiščite naslednjo povezavo:

GitHub

GitHub je zmogljiva platforma, ki ljudem omogoča, da skupaj gradijo in delijo programsko opremo. Koda, ustvarjena za Breathe Light, je v skupni rabi prek GitHub -a in je dostopna tukaj. Na to se bo kasneje sklicevalo tudi v navodilih za korak 14. Do knjižnic Arduino in zgoraj omenjenih primerov, ki so potrebni za projekt, je mogoče dostopati tudi prek naslednjih povezav GitHub.

1. Senzor pulza
2. NeoPixel

Za več informacij o tem, kaj je GitHub in zakaj je uporaben, si oglejte ta video.

3. korak: Varnost

Ko se ukvarjate s katerim koli električnim vezjem, vključno s tistim, ki ga boste ustvarili v tem projektu, je pomembno, da razumete in upoštevate vse protokole o električni varnosti, da bo vaš projekt varen in da ne boste šokirani. Naslednji seznam podrobno opisuje nekaj preprostih korakov.

1. Ko premikate in pritrjujete žice na vezje, Flore NE priključite na računalnik.
2. Ko se dotikate žic ali drugih kovinskih sestavnih delov v tokokrogu, se prepričajte, da je napajanje IZKLOPLJENO, da preprečite, da bi po telesu tekel tok.
3. Tekočine, hrano in vse ostalo, kar se lahko razlije, ne hranite v tokokrogu.
4. Vsakič, preden vklopite napajanje, preverite, ali so na njem poškodovane električne žice.

OPOZORILO:

To NI medicinski pripomoček in ga ne smete uporabljati v nobenem kliničnem okolju, da bi se opirali na natančne meritve srčnega utripa. Če želite natančne podatke o srčnem utripu, pojdite k zdravniku. To je preprosto orodje, ki ljudem pomaga pri lajšanju stresa, in ga ne bi smeli uporabljati za diagnosticiranje kakršnega koli stanja.

4. korak: Namigi in nasveti

Spodaj je nekaj namigov in namigov, ki jih morate upoštevati pri gradnji Breathe Light.

Strategije odpravljanja težav

1. Če koda ne deluje pravilno, razdelite različne funkcije/odseke kode in jih preizkusite, da ugotovite, kje je težava.
2. Preden skočite s kodo in projektom, uporabite primerne kode, navedene v knjižnicah Arduino za PulseSensor in NeoPixels, da zagotovite pravilno delovanje naprav.
3. Preden zberete podatke, da odstranite morebitne artefakte gibanja, se prepričajte, da ima PulseSensor tesno in varno povezavo.
4. Pri ožičenju uporabite enake barvne žice pri priključitvi na ista vrata, da se izognete zmedi.
5. Z majhnimi mostičnimi kabli pritrdite žice navzdol, da ne bodo izgubile povezave, ko se naprava premakne.
6. Če imate dostop do spajkalnika, ga uporabite za zavarovanje žičnih povezav, ki morda ne delujejo dobro.

Vpogled

• Če želite prihraniti čas, pred uporabo žic preizkusite prototipiranje z aligatorskimi sponkami.

• Da prihranite čas in frustracije, napeljite žice, da vzpostavite trdno in stalno povezavo z vsakim NeoPixelom.

  Lego -ji so prav tako v veliko pomoč pri zavarovanju flore in baterij

5. korak: Montaža 1. del

Začnite z zaponko iz aligatorja, da povežete vrata #6 na FLORI. Nato za priključek GND uporabite drugo sponko iz aligatorja. Enako storite z vrati VBATT na FLORI.

6. korak: Montaža 1. del

Sedaj povežite zaponko aligatorja, priključeno na vrata 6, s puščico obrnjeno navznoter na NeoPixelu. Posnetek vrat GND priključite na (-) na NeoPixelu, sponko za vrata VBATT pa na (+) na NeoPixelu.

S to nastavitvijo smo preizkusili vsak NeoPixel in preverili, ali deluje, po navodilih s strani NeoPixel Adafruit.

7. korak: Montaža 2. del

Ko potrdite delovanje vsakega od NeoPixelov, lahko začnete z gradnjo Breathe Light!

Začnite s priključitvijo žic na FLORA na VBATT, #12, #6, GND in #10. Da se izognete zmedi, izberite barve, ki bodo ustrezale vsakemu od vrat. V naslednjih korakih jih bomo povezali z matično ploščo.

8. korak: Montaža 3. del

Nato bomo začeli izdelovati verigo NeoPixels. Tako kot v prvem koraku bomo sčasoma (+) priključili na vrata VBATT, (-) na vrata GND, puščice pa bodo pokazale smer pretoka signala v vrstici NeoPixels. Začel sem z zadnjim in napredoval.

Najprej samo dodajte žice v NeoPixels v ustreznih barvah. Na sliki lahko vidite, da smo uporabili belo za VBATT, zeleno za GND in rumeno za signal, ki prihaja iz vrat #6. S kleščami za igelni nos zavijte žico okoli majhnih lukenj. Uporabite lahko tudi rezalnike za kožico, če nimate na voljo klešč za igelni nos.

(Majhne rdeče žice v ozadju bodo razložene v naslednjih korakih. Zaenkrat jih ne skrbite.)

9. korak: Montaža 4. del

Dodajte žice drugim NeoPixels tako kot prvemu. Prepričajte se, da puščica kaže od vrat #6 na FLORI do dna verige.

Nato vsako belo žico povežite s (+) nožicami na plošči, zelene žice pa z (-) nožicami na plošči. Prepričajte se, da imajo povezave nekaj napetosti za pritrditev žic.

10. korak: Montaža 5. del

Zdaj zeleno žico povežite z GND na vrh (-) zatičev. Belo žico iz vrat VBATT povežite z zatiči (+) na plošči in rumeno žico št. 6 povežite z začetkom verige NeoPixel.

Vijolična žica in rdeča žica bosta povezani kasneje.

(Rdeče žice pri dnu pomagajo ustvariti napetost med rumenimi signalnimi žicami med NeoPixels, vendar jih morda ne boste potrebovali, odvisno od tega, kako tesne so povezave)

11. korak: montaža 6. del

Nato bomo gumb povezali z našo mizo. S tem se bodo začele meritve srčnega utripa in tesnobna dihalna vaja!

Gumb postavite, kot je prikazano na sliki. Nato z belo žico priključite zgornji zatič gumba na (+). 220 ohmski upor postavite med spodnji zatič na isti strani in (-) nožice. Nazadnje, rdečo žico št. 10 priključite na spodnji desni zatič gumba.

Korak 12: Montaža Korak 7

Zdaj bomo povezali senzor pulza! Rdečo žico senzorja priključite na (+) nožice na plošči, črno žico senzorja pa na (-) nožice. Nato postavite vijolično žico senzorja in vijolično žico, ki prihaja iz vrat #12 v isto vrstico, da ju povežete.

13. korak: Montaža 8. korak

Z različnimi Lego kockami zgradite platformo za namestitev FLORE in majhno votlino za litijevo baterijo. Prepričajte se, da ima FLORA nekaj napetosti za pravilno povezavo rumenih žic. Za to smo uporabili rumene Lego kocke, prikazane na zgornji sliki.

Lego platforma se bo razlikovala glede na velikost vaše plošče, vendar pazite, da lahko FLORA stoji ravno, da obstaja nekaj napetosti z rumenimi signalnimi žicami in da je vdolbina za vstavljanje baterije.

Korak 14: Montaža Korak 9

Če želite dokončati montažo, dodajte ploščad Lego s FLORO poleg mize. Priključite baterijo na FLORA.

Korak 15: Montaža Korak 10: Naložite kodo in zaključite montažo

Zadnji korak je nalaganje te kode v Breathe Light. Ko je koda naložena, mora Breathe Light delovati prenosno, ko je stikalo ON vklopljeno sredi FLORA!

Kako do kode iz GitHub -a do Flore

1. Za dostop do spletnega mesta GitHub uporabite zgornjo povezavo.

2. Kliknite "Kloniraj ali prenesi"

   Kliknite "Prenesi ZIP"

3. Preneseno datoteko zip shranite na želeno mesto v računalniku.
4. Odprite datoteko "Breathe_Light_V3.0" v Arduinu.
5. Pod "Orodja" na zgornji vrstici Arduino pojdite na "Board:" in izberite "Adafruit Flora"
6. Nazadnje (ko je Flora priključena na vaš računalnik) kliknite »Naloži« (puščica desno na vrhu zaslona)

Ko so zgornji koraki zaključeni, je treba kodo naložiti v Flora. Floro lahko odklopite iz računalnika in Breathe Light je pripravljen za uporabo!

Korak 16: Montaža Korak 11: Koda Pojasnilo

To počne koda:

Najprej koda zbere začetni srčni utrip osebe s pomočjo senzorja pulza in ga prikaže skozi štiri posamezne neopiksele, ki so v vrsti. Glede na to, kateri srčni utrip je zaznan, bo prikazana določena serija LED/barv. Na primer, če je srčni utrip 76, bodo 3 NeoPixel osvetljene v modri barvi. Te barve/pragove damo subjektu prek nalepke na napravi (prikazano zgoraj), da ve, kakšen je njihov srčni utrip.

Potem, ko je zaznan srčni utrip, gre skozi vajo tesnobe, ki pomaga pri globokem, počasnem vdihu in izdihu. Na začetku te vaje so vse štiri LED diode zelene. Ko se vaja nadaljuje, LED svetijo ena za drugo modro, kar ustreza, kdaj naj subjekt vdihne. Ko svetijo štiri LED diode, mora subjekt zadrževati dih, in ko se LED sveti nazaj v zeleno, lahko počasi izdihne. Po opravljeni vaji tesnobe bo koda znova zaznala in prikazala srčni utrip osebe, da ugotovi, ali se je lahko pomirila.

17. korak: Shema vezja

To vezje je bilo narejeno v EAGLE -u. Vse v velikem pravokotniku je mikroprocesor Adafruit FLORA. Ima veliko podrobnosti, vendar je kot celota vsebovana v pravokotniku. Vse komponente, ki smo jih dodali FLORI, so pod velikim pravokotnikom.

4 neopiksne točke je mogoče povezati z izhodom D6* FLORA. Gumb je priključen na IO10*, pulzni senzor pa na vrata FLORA prek vrat IO12*.

18. korak: Nadaljnje ideje

Obstaja več načinov, na katere bi lahko Breathe Light nadaljevali, in tukaj je nekaj predlogov.

• Naj bo nosljiv: uporabite trak za glavo ali manšeto za uro (kot je ta) in uporabite prevodni navoj za vse žične povezave.
• Dodajte funkcijo anksioznosti Exercise () za ustvarjanje vizualno privlačnejše dihalne vaje (na primer dodajanje več barv).
• Zamenjajte posamezne NeoPixels z obročem NeoPixel ali nizom NeoPixel, da dodate več LED in povečate zmogljivosti funkcij heartRateDisplay () in anksioznosti ().