Nastavek za nogavice za zaznavanje tlaka: 18 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Ko gre za izbiro ortopedskih pripomočkov po meri, ni veliko zanesljivih preskusnih možnosti, ki bi vam lahko pomagale pri odločitvi, katera vrsta vložka je najboljša za potrebe vaših stopal. Možnosti, ki obstajajo, skoraj vedno posebej preizkusijo neravnovesje sil v nogah, ko mirujete. V resnici potrebujete vložke za udobje in stabilnost tudi med hojo, ne le med mirovanjem. Zanima nas, kako bi lahko začeli odpravljati to težavo, zato smo se odločili, da oblikujemo preprosto, cenovno ugodno nastavek za nogavice s senzorjem tlaka, ki bi ga lahko, ko se bo v prihodnosti izboljšal, uporabili za diagnosticiranje morebitnih neravnovesij v stopalih pacienta med hojo.. Ta diagnoza bi se nato lahko skupaj z obstoječo medicinsko dokumentacijo uporabila za izdelavo vložkov po meri za pacienta (ali priporočila obstoječih).

Naša trenutna zasnova (tista, ki jo lahko naredite v tem navodilu) ima tri senzorje, ki se pritrdijo na dno katere koli nogavice in povzročijo, da se ob pritisku na njih prižgejo neopiksli (majhne luči). Vse elektronske komponente so nameščene v pasu za gleženj in omogočajo pošiljanje podatkov o tlaku v računalnik prek bluetootha in nato v realnem času. Upamo, da bomo to zasnovo v prihodnosti posodobili, zaenkrat pa je opisano, kako zgraditi naš trenutni prototip!

(Oglejte si zgornji videoposnetek, da vidite, kaj bo naredil, ko končate.)

Priprava

Za uspešno izdelavo te naprave morate vedeti nekaj stvari. Koda, uporabljena za projekt, je vključena, vendar bi lahko osnovno poznavanje vključene logike koristilo, če naletite na težave. Če imate težave, so na internetu na voljo tudi forumi, kjer lahko objavite svojo težavo ali poiščete takšno, ki je podobna vaši, o kateri ste že govorili. Osnovno znanje o električnih napeljavah, čeprav ni preveč zapleteno, lahko projekt nekoliko hitreje združi. Nazadnje boste morali spajati nekaj pritrdilnih elementov na Floro. Preden začnete, si oglejte osnove!

Varnost

Preden začnete s projektom, je treba obravnavati nekaj varnostnih pomislekov. Končni izdelek vam ne bo škodil, vendar električna varnost ni vedno znana. Da se izognete kratkemu stiku z opremo, se prepričajte, da je ozemljitev priključena na vašo napravo, preden dodate napajanje. Prepričajte se tudi, da noben prevodni navoj ne prečka drugega prevodnega navoja. To lahko povzroči kratek stik in požar. Paziti je treba tudi pri spajkanju pritrdilnih elementov na Floro. Spajkalno orodje je neverjetno vroče in bo povzročilo izredno boleče opekline, če se nenamerno dotaknete konice. Poskrbite, da veste, kaj počnete, da se ne opečete in ne poškodujete vezja.

Namigi in nasveti

• Pred šivanjem ali izdelavo preverite, ali vezje deluje!
• Če iz senzorja tlaka ne morete dobiti nobenih podatkov, preverite, ali je ustrezen zatič na Flori funkcionalen (eden od naših zatičev je bil pokvarjen in morali smo dobiti novo Floro).
• Načrtujte, kako boste namestili vse komponente na gležnju, da se izognete prečkanju prevodnih niti na kateri koli točki.
• Ko nameravate prišiti prevodno nit na trak, si pustite dodaten prostor. Če so niti preblizu drug drugemu, obstaja nevarnost, da se nenamerno dotaknejo.
• Če želite prihraniti čas, načrtujte postavitev niti, preden jo zašijete. Če ga poskusite sešiti, ne da bi imeli jasno predstavo o tem, kam vse bo šlo, boste razočarani in boste na koncu vseeno ponovili veliko tega.
• Če imate težave pri povezovanju z modulom Bluetooth, odklopite modul, pozabite napravo v nastavitvah Bluetooth v računalniku in se nato znova povežite z njim.
• Če želite prihraniti čas, si oglejte nekaj video vadnic na YouTubu o šivanju nosljive elektronike na oblačila

Korak: Zberite materiale in orodja

Če želite ustvariti nastavek za nogavice z zaznavanjem pritiska, boste potrebovali nekaj stvari, če želite, da deluje. Nekatere stvari na spodnjem seznamu so potrebne, nekatere pa zaradi lažjega.

1. Flora (tukaj jo najdete za 15 USD)
2. Bluetooth modul. Uporabili smo Arduino one (HC06 BT), lahko pa uporabite tudi nosili modul Flora BLE.
3. Prevodni material, občutljiv na pritisk, kot je Velostat (na voljo tukaj pri Adafruit)
4. Flora RGB NeoPixels, vsaj tri. (4 paketa je na voljo pri Adafruit za približno 8 USD tukaj.)
5. Prevodna nit
6. Mostične žice (tako izgledajo z vsaj eno žensko stranjo). Potrebovali boste 4.
7. Spojke iz aligatorja, pritrjene na žice (neobvezno, vendar zelo koristno)
8. Šivalna igla
9. Majhna baterija, 3,7 V bi morala zadostovati (na voljo tukaj pri Adafruit za približno 8 USD). Prepričajte se, da ima baterija ustrezen priključek za Floro.
10. Velcro podloga, najmanj 2 "x 4", plus Velcro pike.
11. Majhne (5 mm) prišitne zaponke. Potrebovali boste vsaj 18.
12. Spajkalnik in spajkalnik
13. Stara majica
14. Taljena vmesna tkanina, kupite jo lahko v večini obrtnih ali šivalnih trgovin. Nekaj nasvetov in trikov preberite tukaj.
15. Stara majica
16. Škarje, trak in potrpljenje.

2. korak: Ustvarite senzorje tlaka

1. Iz prevodne tkanine izrežite 3 kose. Eden bi moral biti dovolj majhen, da bi se spravil pod peto povprečnega človeka, druga dva pa naj bosta okvirja velikosti približno 1 x 1 palca (vendar oblika pravzaprav ni tako pomembna).
2. Odrežite šest 18-palčnih kosov prevodne niti.
3. Na vsako stran vseh treh vnaprej izrezanih kosov tkanine prilepite en kos niti. Nit je treba prilepiti v obliki črke 'J', kot je prikazano na zgornji sliki, in naj se odlepi od tkanine na nasprotnih straneh, kot je prikazano (pri čemer mora biti približno 2,5 cm prostora med repi niti).

3. korak: Senzorje tlaka priključite na Floro

1. Z aligatorskimi sponkami za vsak senzor tlaka pritrdite en prevodni navojni rep na ozemljitveni zatič na Flori, drugega pa na enega od zatičev 6, 9 ali 10 (povezave so prikazane na zgornji sliki na levi). Koda, ki jo boste uporabljali, označuje senzor na zatiču 9 kot tisti, ki bo nameščen na peti, senzor na zatiču 6 kot tisti, ki se bo nahajal na kroglici stopala, senzor na zatiču 10 pa kot tisti, ki bo naj se nahajajo pod zunanjim delom stopala (pod tam, kjer se nahaja člen vašega najmanjšega prsta). Če ste senzorje oblikovali posebej za uporabo na enem od teh mest, se prepričajte, da je pritrjen na pravilen zatič.
2. Senzorje postavite tako, da bodo ravno na mizi in da se nobena nit ne prekriža ali dotika.

(Opomba: Če morate na en zatič Flore namestiti več zaponk iz aligatorja, prilepite konec majhne žice med obstoječo povezavo in nato pritrdite posnetek na štrleči konec, kot je prikazano zgoraj na sliki na desni.)

4. korak: Povežite NeoPixels s Floro

1. Vsak NeoPixel priključite na GND. Vsi so lahko priključeni na isto ozemljitev.
2. NeoPixels povežite zaporedno, pri čemer je prvi priključen na pin 12 na Flori.
3. Bodite pozorni na smer puščic. Puščica, usmerjena proti sredini, je vhodni signal, puščica, usmerjena stran od središča, pa je odhodni signal.
4. Vsak NeoPixel povežite z VBATT.

Shema ožičenja je prikazana na zgornji sliki kot referenca.

5. korak: Priključite Bluetooth na Floro

1. Pin GND na modulu Bluetooth priključite na pin GND na Flori.
2. Vtič VCC na modulu Bluetooth povežite z vtičem 3.3V na Flori.
3. Povežite TXD na modulu Bluetooth z RX #0 na Flori.
4. Povežite RXD na modulu Bluetooth s TX #1 na Flori.

Če je modul Bluetooth napačno priključen, lahko pride do pregretja vezja ali napačne komunikacije med modulom in računalnikom.

Korak 6: Sestavite vezje

S pomočjo zgornjega diagrama vezja sestavite vse komponente (NE poskušajte uporabljati prevodnega navoja. Zaenkrat uporabite samo aligatorske sponke in izolirane žice ali druge začasne žice po vaši izbiri)

7. korak: Prenesite kodo in povežite Flora z računalnikom

1. Prenesite kodo s spodnjo povezavo in jo odprite v Arduino IDE.
2. Če nimate nameščene knjižnice Adafruit NeoPixel, jo prenesite s spletnega mesta GitHub. Namestite to knjižnico in jo vključite v mapo Arduino Libraries.
3. Če nimate nameščene knjižnice filtrov Arduino, jo prenesite tukaj z GitHub -a. Namestite ga in ga vključite v mapo Arduino Libraries.
4. Floro povežite z računalnikom s kablom mikro USB na USB (slika zgoraj).
5. Kliknite »Orodja«> »Board«> »Adafruit Playground«, da programski opremi sporočite, katero strojno opremo uporabljate.
6. Kliknite "Orodja"> "Vrata" in nato v spustnem meniju izberite vrata COM, s katerimi je vaša Flora povezana v vašem računalniku.

Tukaj je koda, ki jo potrebujete!

OPOMBA: Morda boste morali prilagoditi pragove v kodi, da ugotovite, kdaj vklopiti/izklopiti NeoPixel. Vsakega prilagodite za vsak senzor.

8. korak: Naložite kodo v Flora

1. Kliknite puščico »Naloži« v zgornjem levem kotu IDE (obkroženo na zgornji sliki).
2. Ker je bila koda naložena, lahko Flora odklopite od računalnika. Od tu naprej bo komunikacija med Floro in vašim računalnikom potekala prek povezave Bluetooth.

9. korak: Modul Bluetooth povežite z računalnikom

1. Lučka na modulu Bluetooth bi morala na tej točki utripati.
2. Odprite nastavitve Bluetooth v računalniku.
3. Povežite se z modulom s klikom na možnost 'HC-06'.
4. Ko je priključena, mora lučka na HC-06 prenehati utripati in ostati konstantna, kot je prikazano na zgornji sliki.

10. korak: Preizkusite funkcionalnost

1. Na tej točki naj bi modul Bluetooth prenašal podatke iz senzorjev tlaka, ki ste jih ustvarili, v računalnik.
2. Naložena koda vzame te podatke in jih prikaže kot tri ločene vrstice (po eno za vsak senzor).
3. V IDE kliknite "Orodja"> "Serijski ploter."
4. Videti bi morali tri omenjene vrstice, vse verjetno pri različnih začetnih vrednostih.
5. Pritiskajte vsak senzor tlaka enega za drugim, da zagotovite, da vidite odziv v ustrezni narisani črti (tlak bi moral povzročiti padec krivulje).
6. Če ne vidite narisanih podatkov, preverite, ali je hitrost prenosa na ploskvi nastavljena na 9600.
7. Ne nadaljujte z naslednjim korakom, dokler ne zagotovite zbiranja podatkov in ploskev se odzovejo na pritisk na senzorje tlaka

11. korak: Pokrijte senzorje

1. Izrežite koščke tanke neprevodne tkanine (uporabili smo staro majico) v enakih oblikah kot senzorji pritiska (le nekoliko večji). Za vsak senzor izrežite 2 kosa tkanine.
2. Vsak senzor stisnite med svoja 2 kosa tkanine, nato pa zašite okoli vsakega senzorja (pazite, da ga ne preluknjate).
3. Ko je šivanje končano, izrežite 3 kose Velcro (groba stran) enake oblike in velikosti kot vaši senzorji.
4. Velcro pritrdite na ustrezne na novo pokrite senzorje (samo na eni strani vsakega).
5. Če se čičak ne drži dobro na tkanino, jo lahko tudi prišijete. Še enkrat pa bodite previdni, da senzorjev ne preluknjate. Velcro bo služil kot metoda za pritrditev senzorjev na nogavico.

12. korak: Načrtujte svoje niti

Zdaj, ko ste zbrali grob osnutek prototipa in preverili, ali resnično deluje, ga lahko poskusite sešiti skupaj za končni izdelek. Ne pozabite, da ne prečkajte prevodne niti in načrtujte šivanje pred šivanjem. Obstajajo neskončne možnosti, kam postaviti Flora, Bluetooth in NeoPixels. Zgornja slika je ena od možnosti, za katere smo ugotovili, da delujejo. Trije NeoPixeli so povezani zaporedno in vsak je priključen na napajanje in maso. Poleg tega brez križanja žic! zaradi česar je to odlična postavitev.

13. korak: Sestavljanje prototipa: Šivanje 1. del

Senzorji so pokriti, koda deluje in načrtovali ste svoje niti. Zdaj je čas, da sestavimo končni izdelek. Vse smo sešili na gleženj (narejen iz stare majice), ki ga je mogoče oviti in zavarovati z ježkom. Lahko poskusite isto idejo, vendar priporočamo, da se z njo poigrate in poiščete postavitev, ki vam ustreza! Sledite spodnjim korakom in pazite na svoje povezave!

1. Likajte vmesnik na trak majice in pazite, katera stran je obrnjena navzdol. Trak mora biti dovolj dolg, da se ovije okoli gležnja, in dovolj širok, da lahko prišije Flora, Bluetooth in NeoPixels.
2. Odločite se, kam želite postaviti Flora, modul Bluetooth in NeoPixels.
3. Žensko stran pripnite na majico, kamor želite postaviti Floro. Noben od posnetkov se ne sme dotikati.
4. Med šivanjem preverite lokacije vsakega snapa in se prepričajte, da se ujemajo s pravilnim zatičem na Flori. (Na sliki zgoraj.)

Ne pozabite se ves čas sklicevati na svoj načrt navojev, da ne prečkate žic ali pozabite nekaj povezati.

14. korak: Sestavljanje prototipa: Šivanje 2. del

Zdaj, ko imate ogrodje spuščeno, preidimo na šivalne komponente:

1. NeoPixels prilepite tam, kjer želite. To ni nujno potrebno, vendar je koristno, če jih držite na mestu, medtem ko jih šivate.
2. NeoPixels prišite na majico.
3. Bluetooth prišite na majico. Naredili smo majhen žep, kot je prikazano na zgornji sliki, vendar razvijte svoj ustvarjalni um, da se odločite, kako ga najbolje zadržati.
4. S prevodno nitjo zašijete povezave med zaponkami za Flora, Bluetooth in NeoPixels.
5. Ne prekrižajte niti! Če se križanju niti ni mogoče izogniti, med nitmi položite nekakšno izolacijo, na primer del majice.

Korak 15: Sestavljanje prototipa: šivanje 3. del

Ko so NeoPixels šivani, nadaljujte s priključitvijo senzorjev tlaka v vezje:

1. Prišite linijo šestih zavihkov približno centimeter pod NeoPixels.
2. Med Floro in novo linijo zaponk napeljite prevodne žice. Ti bodo delovali kot priključne točke za senzorje tlaka. (Na GND bi morali biti priključeni trije, na analogne signalne zatiče 6, 9 in 10. pa trije.)
3. Žice iz vsakega senzorja tlaka smo prinesli navzgor po gležnju in jih napeli skozi del majice, da se ne dotikajo drug drugega.
4. Moško stran šestih zatičev pritrdite na konec prevodnega navoja s senzorjev tlaka.
5. Ti posnetki bi morali pasti na črto, ki ste jo pravkar zašili.

Med temi koraki se obrnite na svoj načrt navojev, da zagotovite, da ne prečkate žic in da povežete prave zatiče.

Korak 16: Sestavljanje prototipa: spajkanje

Zdaj preidemo na spajkanje. Ne pozabite pregledati svoje varnosti, saj so spajkalniki ob dotiku lahko zelo boleči.

1. Moško stran spojev spajkajte na Floro. (Na sliki zgoraj na levi.)
2. Po vsakem spajkanju dvakrat preverite njegov položaj s prišitimi zaponkami. Hitreje prilagodite en snap s spajkanjem kot pa ponovno zašijete vse sponke, ker niso pravilno poravnane.
3. Ko so posnetki spajkani na Floro, jo lahko pritrdite na grobo sestavo delov, da vidite, kako se prilega, vidno na sliki na desni.

17. korak: Sestavljanje prototipa: dokončanje

1. Zadnjo stran traku (kjer so izpostavljeni vsi navoji in vozli) smo pokrili z drugim delom majice. Škoda bi bilo, če bi se žica prijela in raztrgala!
2. Po želji ustvarite majhen žep za baterijo.
3. Ustvarili smo loputo, ki pokriva vse komponente, vendar je to v celoti odvisno od vas!
4. Traku majice dodajte pike na ježka. To bo služilo kot nastavljiva velikost za pritrditev pasu okoli gležnja.
5. Ko ste končali, preizkusite velikost in preverite, ali deluje!

18. korak: Nadaljnje ideje

V bližnji prihodnosti upamo, da bomo dodali nadaljnjo obdelavo, da bi dosegli jasnejši signal, in povratne informacije, ki bodo uporabnike obvestile o neravnovesju med odčitki senzorjev tlaka. Upajmo, da bi lahko potem ta neravnovesja uporabili za podajanje predlogov vložka za uporabnika (spet bi to olajšali z natančnejšo in popolnejšo mrežo senzorjev).

V prihodnosti bi lahko ta projekt razširili na natančnejšo paleto senzorjev tlaka. Če bi, recimo, uporabili nekakšno mrežo za zaznavanje tlaka, bi lahko ustvarili veliko bolj podrobno zbirko podatkov. Ti podatki bi se nato lahko uporabili za ustvarjanje podobe stopala v realnem času z območji višjega in nižjega tlaka, označenih z vrsto barv. Tako bi bila pritrditev senzorja veliko bolj uporabna v kliničnem okolju, saj bi lahko zdravnik med hojo vizualno prepoznal nepravilnosti v porazdelitvi sile po nogi nekoga. Nato bi lahko pogledal številčne podatke in na podlagi ugotovitev priporočil zdravljenje stanja (tj. Kakšen vložek naj kupi za izboljšanje udobja). Takšna funkcionalnost je za ta projekt še daleč, vendar menimo, da ima ta Instructable zagotovo veliko potenciala!

Najlepša hvala, ker ste si vzeli čas za branje naše vadnice in (morda!) Poskusite. Sporočite nam, če imate predloge ali povratne informacije v spodnjem razdelku za komentarje.