სუნთქვის მსუბუქი შფოთვის მოწყობილობა გულისცემის მონიტორით: 18 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

როდესაც სამყარო უფრო დატვირთული ხდება, ყველა უფრო მეტად სტრესულ გარემოში იმყოფება. კოლეჯის სტუდენტები სტრესისა და შფოთვის კიდევ უფრო მაღალი რისკის ქვეშ არიან. გამოცდები განსაკუთრებით მაღალი სტრესის პერიოდია სტუდენტებისთვის და სმარტ საათები, რომლებსაც აქვთ სუნთქვის ვარჯიშის პარამეტრები, როგორც წესი, არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას გამოცდების დროს, ვინაიდან მათ ასევე შეუძლიათ ტექსტის მიწოდება და ინტერნეტთან დაკავშირება.

"Breathe Light" არის გამარტივებული შფოთვაზე ორიენტირებული მოწყობილობა, რომელსაც არ აქვს ინტერნეტ კავშირი და მისასალმებელია გამოცდებზე. ეს მოწყობილობა არ არის მომხმარებლისთვის სპეციფიკური, რაც საშუალებას აძლევს მას ადვილად მოერგოს ნებისმიერ ადამიანს, რომელსაც სჭირდება შფოთვის კონტროლი. ოთხი NeoPixel LED- ის სერიის გამოყენებით, მომხმარებელს შეეძლება დაიცვას ნაბიჯები სუნთქვითი ვარჯიშების შესასრულებლად და ასევე აკონტროლოს მათი გულისცემა ვარჯიშების დაწყებამდე და მის შემდეგ, რათა დადგინდეს მცირდება თუ არა სტრესის დონე.

ნაბიჯი 1: საჭირო მასალები და ინსტრუმენტები

მასალები:

1. ადაფრუტის ფლორა ($ 14.95)
2. პურის დაფა ($ 5.00)
3. Adafruit NeoPixels (4) ($ 7.95)
4. PulseSensor ($ 25.00)
5. ალიგატორის კლიპები ($ 3.95)
6. Breadboard Jumper Wires ($ 3.95)
7. ლითიუმ-იონური პოლიმერული ბატარეა ($ 9.95)
8. 220 Ohm რეზისტორი ($ 6.28)
9. ღილაკი ($ 5.99)
10. ლეგოს ასორტი ($ 10-$ 40) (შენიშვნა: თქვენ არ გჭირდებათ ბევრი ლეგო)

საერთო ღირებულება: ($ 94-$ 124)

ინსტრუმენტები:

1. Arduino პროგრამული უზრუნველყოფა (უფასო) - აუცილებელია
2. ნემსის ცხვირსახოცი (~ 6 $) ან კუტიკულის საჭრელი (~ 4 $)- შემოთავაზებულია
3. შედუღების ნაკრები/მასალები (~ 11 $)- სურვილისამებრ

საერთო ღირებულება: ($ 15-17)

ნაბიჯი 2: მომზადება

პროექტის დაწყებამდე და ზემოთ მოყვანილი მასალების გამოყენებამდე მნიშვნელოვანია კარგი ცოდნის განვითარება იმის შესახებ, თუ რა გამოიყენება.

ადაფრუტის ფლორა

Adafruit Flora არის პატარა, მარტივი და ძლიერი მიკროკონტროლი, რომელიც სასარგებლოა როგორც დამწყებთათვის, ასევე ექსპერტებისთვის. ის ძალიან პატარაა (მხოლოდ მეოთხედზე ოდნავ დიდი) და ტარებადია! ზემოთ მოყვანილი სურათი აჩვენებს ადაფრუტის ფლორის pinout დიაგრამას. ფლორის შესახებ მეტი ინფორმაციის მისაღებად ეწვიეთ შემდეგ ბმულს:

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

ადაფრუტის ნეოპიქსელები

NeoPixels by Adafruit არის ინდივიდუალურად მიმართვადი RGB LED- ები, რომლებიც შექმნილია სპეციალურად ტარებისთვის. NeoPixels არის chainable, რაც იმას ნიშნავს, რომ თქვენ გჭირდებათ მხოლოდ ერთი pin კავშირი მიკროკონტროლერთან დასაკავშირებლად იმდენი LED როგორც სასურველი. მათი კოდირება შესაძლებელია არდუინოში, მაგრამ მოითხოვს გარკვეულ პრაქტიკას, კვლევას და მაგალითს ონლაინში გაცნობისთვის და NeoPixels– ის შესასრულებლად ისე, როგორც შენ გსურს. ქვემოთ მოყვანილი ბმულის სხვადასხვა ნაბიჯები ძალიან გამოსადეგია, რადგან ის გაცნობებთ როგორ მუშაობს NeoPixels და იძლევა კოდირების რჩევებს და მაგალითებს Arduino– სთან ერთად.

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

პულსის სენსორი

PulseSensor არის plug and play გულისცემის სენსორი Arduino– სთვის, რათა შეაგროვოს გულისცემის ცოცხალი მონაცემები სხვადასხვა პროექტებისთვის, როგორიცაა ეს ერთი! ბიბლიოთეკას, რომლის გადმოწერაც შესაძლებელია არდუინოში (ქვემოთ ნაჩვენები იქნება მოკლედ) აქვს კოდის მაგალითი, რომელიც დაგეხმარებათ გახდეთ მყისიერი ექსპერტი PulseSensor– ის პროექტში განხორციელების საქმეში. შემდეგი ბმული აჩვენებს დამატებით ინფორმაციას PulseSensor– ისთვის და აღწერს მინი პროექტების მაგალითს ადამიანების დასაწყებად.

pulsesensor.com/pages/getting-advanced

არდუინოს ბიბლიოთეკები

იმისათვის, რომ კოდი ფლორთან დაუკავშირდეს გარკვეულ ფუნქციებსა და ბრძანებებს, შემდეგი ბიბლიოთეკები უნდა დამონტაჟდეს არდუინოში სხვადასხვა ელექტრული კომპონენტისთვის. გამოიყენეთ ეს ბმული ან "შესავალი და მასალები" განყოფილებაში პროგრამული უზრუნველყოფის ჩამოსატვირთად

1. PulseSensor მოედანი

   (შენიშვნა: Arduino ფაილის "PulseSensor_BPM" მაგალითი იყო სასარგებლო Breathe Light- ის კოდის შესაქმნელად)

2. ადაფრუტის ნეოპიქსელის ბიბლიოთეკა

   (შენიშვნა: Arduino ფაილის "Strandtest" მაგალითი იყო სასარგებლო Breathe Light- ის კოდის შესაქმნელად)

(შენიშვნა: ბიბლიოთეკების დაყენების შემდგომი დახმარებისთვის ეწვიეთ შემდეგ ბმულს:

GitHub

GitHub არის ძლიერი პლატფორმა, რომელიც საშუალებას აძლევს პირებს ერთად შექმნან და გააზიარონ პროგრამული უზრუნველყოფა. Breathe Light- ისთვის შექმნილი კოდი გაზიარებულია GitHub– ით და მისი წვდომა აქ არის შესაძლებელი. ის ასევე მოგვიანებით იქნება მითითებული მე –14 საფეხურის ინსტრუქციებში. Arduino– ს ბიბლიოთეკები და ზემოთ ნახსენები მაგალითები, რომლებიც აუცილებელია პროექტისათვის, ასევე ხელმისაწვდომია შემდეგი GitHub ბმულების საშუალებით.

1. პულსის სენსორი
2. ნეოპიქსელი

დამატებითი ინფორმაციისთვის რა არის GitHub და რატომ არის ის სასარგებლო, ნახეთ ეს ვიდეო.

ნაბიჯი 3: უსაფრთხოება

როდესაც საქმე ეხება ნებისმიერ ელექტრულ წრეს, მათ შორის იმას, რასაც თქვენ შექმნით ამ პროექტში, მნიშვნელოვანია გესმოდეთ და დაიცვათ ყველა უსაფრთხოების ელექტრული პროტოკოლი, რომ თქვენი პროექტი უსაფრთხო იყოს და დარწმუნდეთ, რომ არ შეძრწუნდეთ. ქვემოთ მოცემულ ჩამონათვალში მოცემულია რამდენიმე მარტივი ნაბიჯი.

1. არ ჩართოთ ფლორა კომპიუტერში ჩართვისას და მავთულხლართზე მიმაგრებისას.
2. წრეში მავთულხლართებთან ან სხვა ლითონის კომპონენტებთან შეხებისას, დარწმუნდით, რომ დენი გამორთულია, რათა თავიდან აიცილოთ თქვენს სხეულში მიმდინარე დენი.
3. შეინახეთ სითხეები, საკვები და სხვა ყველაფერი, რაც შეიძლება დაღვრილი იყოს თქვენი წრიდან.
4. ელექტროენერგიის ჩართვამდე ყოველ ჯერზე შეამოწმეთ ნებისმიერი გაფუჭებული ელექტრული მავთული.

გაფრთხილება:

ეს არ არის სამედიცინო მოწყობილობა და არ უნდა იქნას გამოყენებული ნებისმიერ კლინიკურ გარემოში, რათა დაეყრდნოთ გულისცემის ზუსტ გაზომვებს. ეწვიეთ ექიმს, თუ გსურთ გულისცემის ზუსტი მონაცემები. ეს უბრალოდ ინსტრუმენტია, რომელიც ეხმარება ადამიანებს სტრესის მოხსნაში და არ უნდა იქნას გამოყენებული რაიმე მდგომარეობის დასადგენად.

ნაბიჯი 4: მინიშნებები და მინიშნებები

ქვემოთ მოცემულია რამდენიმე მინიშნება და რჩევა, რომელიც უნდა გახსოვდეთ Breathe Light– ის მშენებლობისას.

პრობლემების მოგვარების სტრატეგიები

1. თუ კოდი არ მუშაობს სწორად, გაყავით კოდის სხვადასხვა ფუნქცია/მონაკვეთი და შეამოწმეთ ისინი, რათა დადგინდეს, სად არის პრობლემა.
2. სანამ კოდს და პროექტს შეუდგებით, გამოიყენეთ Arduino ბიბლიოთეკებში მოცემული მაგალითის კოდები PulseSensor და NeoPixels– ისთვის, რათა უზრუნველყოთ მოწყობილობების გამართული მუშაობა.
3. დარწმუნდით, რომ PulseSensor– ს აქვს მჭიდრო და უსაფრთხო კავშირი მონაცემების შეგროვებამდე, რათა ამოიღოთ მოძრაობის პოტენციური არტეფაქტი.
4. გაყვანილობისას, გამოიყენეთ იგივე ფერის მავთულები იმავე პორტებთან შეერთებისას, რათა თავიდან აიცილოთ დაბნეულობა.
5. გამოიყენეთ პატარა ჯუმბერის კაბელები, რათა დაიჭიროთ მავთულები ისე, რომ მათ არ დაკარგონ კავშირი მოწყობილობის მოძრაობისას.
6. თუ თქვენ გაქვთ წვდომა გამაგრილებელ რკინაზე, განიხილეთ მისი გამოყენება მავთულხლართების უზრუნველსაყოფად, რომლებიც შეიძლება არ მუშაობდეს კარგად.

გამჭრიახობა

• დროის დაზოგვის მიზნით, მავთულის გამოყენებამდე შეამოწმეთ პროტოტიპი ალიგატორებით.

• დროის და იმედგაცრუების დაზოგვის მიზნით, გაჭიმეთ მავთულები, რათა მყარი და მუდმივი კავშირი დაამყაროთ თითოეულ NeoPixel– თან.

  ლეგოს ასევე ძალიან ეხმარება ფლორისა და ბატარეის უზრუნველყოფაში

ნაბიჯი 5: ასამბლეის ნაწილი 1 ა

დაიწყეთ ალიგატორის კლიპის გამოყენებით, რათა დააკავშიროთ #6 პორტი FLORA– ზე. შემდეგ გამოიყენეთ სხვა ალიგატორის კლიპი GND პორტის დასაკავშირებლად. იგივე გააკეთეთ VBATT პორტით FLORA– ზე.

ნაბიჯი 6: შეკრება ნაწილი 1 ბ

ახლა, დაუკავშირეთ მე -6 პორტთან დაკავშირებული ალიგატორის კლიპი NeoPixel– ის შიდა მიმართულების ისარს. შეაერთეთ GND პორტის კლიპი NeoPixel- ზე (-) და VBATT პორტის კლიპი NeoPixel- ზე (+).

ჩვენ გამოვიყენეთ ეს კომპლექტი თითოეული NeoPixel– ის შესამოწმებლად, რათა გაერკვია, მუშაობს თუ არა NeoPixel Adafruit გვერდიდან მოცემული ინსტრუქციის გამოყენებით.

ნაბიჯი 7: შეკრება ნაწილი 2

მას შემდეგ რაც დაადასტურებთ, რომ თითოეული NeoPixel ფუნქციონირებს, შეგიძლიათ დაიწყოთ Breathe Light- ის აგება!

დაიწყეთ მავთულის დაკავშირება FLORA– სთან VBATT, #12, #6, GND და #10. დაბნეულობის თავიდან ასაცილებლად, შეარჩიეთ ფერები, რომლებიც შეესაბამება თითოეულ პორტს. ჩვენ მათ დავაკავშირებთ პურის დაფაზე მომდევნო ნაბიჯებში.

ნაბიჯი 8: შეკრება ნაწილი 3

შემდეგი, ჩვენ დავიწყებთ NeoPixels ჯაჭვის შექმნას. პირველი ნაბიჯის მსგავსად, ჩვენ საბოლოოდ დავუკავშირებთ (+) VBATT პორტს, (-) GND პორტს და ისრები აჩვენებენ სიგნალის ნაკადის მიმართულებას ნეოპიქსელების ხაზში. მე დავიწყე ბოლოდან და გავაგრძელე გზა.

პირველი, უბრალოდ დაამატეთ მავთულები NeoPixels- ში შესაბამის ფერებში. სურათზე ხედავთ, რომ ჩვენ ვიყენებთ თეთრს VBATT– სთვის, მწვანე GND– ს, ხოლო ყვითელს სიგნალისთვის, რომელიც მოდის #6 პორტიდან. გამოიყენეთ ნემსის ცხვირსახოცი, რომ მავთული მართლაც შემოახვიოთ პატარა ხვრელებში. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ კუტიკულის საჭრელი, თუ არ გაქვთ ნემსის ცხვირსახოცი.

(პატარა წითელი მავთულები ფონზე ახსნილი იქნება შემდგომ ნაბიჯებში. არ ინერვიულოთ მათზე ახლა.)

ნაბიჯი 9: შეკრება ნაწილი 4

დაამატეთ მავთულები სხვა NeoPixels- ს, ისევე როგორც პირველი. დარწმუნდით, რომ ისრების ხაზი მიმართულია FLORA– ს #6 პორტიდან ჯაჭვის ბოლოში.

შემდეგ, დააკავშირეთ თითოეული თეთრი მავთული პურის დაფაზე (+) და მწვანე მავთულები პურის დაფაზე (-) ქინძისთავებთან. დარწმუნდით, რომ კავშირებს აქვთ გარკვეული დაძაბულობა მავთულის დასაფიქსირებლად.

ნაბიჯი 10: შეკრება ნაწილი 5

ახლა, დააკავშირეთ მწვანე მავთული GND– დან (-) ქინძისთავების თავზე. შეაერთეთ თეთრი მავთული VBATT პორტიდან პურის დაფაზე (+) ქინძისთავებთან და დააკავშირეთ #6 ყვითელი მავთული თქვენი NeoPixel ჯაჭვის დასაწყისში.

მეწამული მავთული და წითელი მავთული მოგვიანებით იქნება დაკავშირებული.

(ქვედა ქვედა ნაწილში წითელი მავთულები ხელს უწყობს დაძაბულობას ყვითელ სიგნალის მავთულებს შორის NeoPixels- ს შორის, მაგრამ შეიძლება არ დაგჭირდეთ იმისდა მიხედვით, თუ რამდენად მჭიდროა კავშირები)

ნაბიჯი 11: შეკრება ნაწილი 6

შემდეგი, ჩვენ დავაკავშირებთ ღილაკს ჩვენს პურის დაფაზე. ამით დაიწყება გულისცემის გაზომვა და შფოთვის სუნთქვის ვარჯიში!

განათავსეთ ღილაკი, როგორც სურათზე ჩანს. შემდეგ გამოიყენეთ თეთრი მავთული, რომ დააკავშიროთ ზედა ღილაკის პინ (+). მოათავსეთ 220 ოჰმიანი რეზისტორი იმავე მხარეს ქვედა პინსა და (-) ქინძისთავებს შორის. დაბოლოს, დააკავშირეთ #10 წითელი მავთული ქვედა მარჯვენა ღილაკის პინთან.

ნაბიჯი 12: შეკრება ნაბიჯი 7

ახლა ჩვენ დავაკავშირებთ პულსის სენსორს! შეაერთეთ წითელი სენსორის მავთული პურის დაფაზე (+) და შავი სენსორის მავთულს (-) ქინძისთავებთან. შემდეგი, განათავსეთ მეწამული სენსორის მავთული და მეწამული მავთული, რომელიც მოდის #12 პორტიდან იმავე რიგში, მათ დასაკავშირებლად.

ნაბიჯი 13: შეკრება ნაბიჯი 8

ასორტიმენტი Legos– ით შექმენით პლატფორმა FLORA– სთვის და ცოტა ღრუს ლითიუმის ბატარეისთვის. დარწმუნდით, რომ FLORA– ს აქვს გარკვეული დაძაბულობა ყვითელი ხაზების სწორად დასაკავშირებლად. ამისათვის ჩვენ გამოვიყენეთ ყვითელი ლეგოები, რომლებიც ჩანს ზემოთ სურათზე.

ლეგოს პლატფორმა განსხვავდება ზომით თქვენი პურის დაფის ზომის მიხედვით, მაგრამ დარწმუნდით, რომ FLORA შეიძლება იჯდეს ბინაში, რომ არის გარკვეული დაძაბულობა ყვითელი სიგნალის მავთულხლართებთან და რომ არის ღრუ ბატარეის პაკეტის ჩასასმელად.

ნაბიჯი 14: შეკრება ნაბიჯი 9

შეკრების დასასრულებლად დაამატეთ ლეგოს პლატფორმა FLORA– სთან ერთად პურის დაფის გვერდით. შეაერთეთ ბატარეის ნაკრები FLORA– სთან.

ნაბიჯი 15: შეკრება ნაბიჯი 10: ატვირთეთ კოდი და დაასრულეთ შეკრება

ბოლო ნაბიჯი არის ამ კოდის ატვირთვა Breathe Light- ში. კოდის ატვირთვის შემდეგ, Breathe Light უნდა მუშაობდეს პორტაბელურად, როდესაც ON გადამრთველი გააქტიურებულია FLORA- ს შუაგულში!

როგორ მივიღოთ კოდი GitHub– დან ფლორაში

1. გამოიყენეთ ზემოთ მოცემული ბმული GitHub ვებსაიტზე მოსახვედრად.

2. დააწკაპუნეთ "კლონირება ან ჩამოტვირთვა"

   დააჭირეთ ღილაკს "ჩამოტვირთეთ ZIP"

3. შეინახეთ გადმოწერილი zip ფაილი თქვენს კომპიუტერში სასურველ ადგილას.
4. გახსენით ფაილი "Breathe_Light_V3.0" არდუინოში.
5. Arduino ბარის ზედა ნაწილში "ინსტრუმენტები" გადადით "Board:" - ში და აირჩიეთ "Adafruit Flora"
6. დაბოლოს (თქვენს კომპიუტერში ჩართული ფლორა), დააწკაპუნეთ "ატვირთვაზე" (მარჯვენა ისარი ეკრანის ზედა ნაწილში)

ზემოაღნიშნული ნაბიჯების დასრულების შემდეგ, კოდი უნდა აიტვირთოს ფლორაში. ფლორის გათიშვა შესაძლებელია კომპიუტერიდან და Breathe Light მზადაა გამოსაყენებლად!

ნაბიჯი 16: შეკრება ნაბიჯი 11: კოდის ახსნა

ეს არის ის, რასაც კოდი აკეთებს:

პირველი, კოდი აგროვებს საგნის საწყის გულისცემას PulseSensor– ის გამოყენებით და აჩვენებს მას ოთხი ინდივიდუალური NeoPixel– ის საშუალებით, რომლებიც ხაზშია. იმის საფუძველზე, თუ რა გულისცემის მაჩვენებელია გამოვლენილი, ნაჩვენები იქნება LED- ების/ფერების გარკვეული სერია. მაგალითად, თუ გულისცემა 76 -ია, იქნება 3 ნეოპიქსელი, რომელიც განათებულია ლურჯ ფერში. ეს ფერები/ზღურბლები სუბიექტს ენიჭება სტიკერის საშუალებით მოწყობილობაზე (ნაჩვენებია ზემოთ), რათა მათ იცოდნენ როგორია მათი გულისცემა.

შემდეგ, გულისცემის გამოვლენის შემდეგ, ის გადის შფოთვის ვარჯიშს, რომელიც ხელს უწყობს ღრმა, ნელ ჩასუნთქვას და ამოსუნთქვას. ამ ვარჯიშის დასაწყისში ოთხივე LED არის მწვანე. ვარჯიშის გაგრძელებისას LED- ები სათითაოდ ცისფერდება, რაც შეესაბამება საგნის ჩასუნთქვის დროს. ოთხივე LED- ის განათების შემდეგ, სუბიექტმა უნდა შეინარჩუნოს სუნთქვა და როდესაც LED- ები მწვანე გახდება, მათ შეუძლიათ ნელა ამოისუნთქონ. შფოთვის ვარჯიშის შემდეგ, კოდი კვლავ აღმოაჩენს და აჩვენებს პირის გულისცემას, რათა დადგინდეს შეძლეს თუ არა დამშვიდება.

ნაბიჯი 17: წრიული დიაგრამა

ეს სქემის დიაგრამა დამზადებულია EAGLE- ში. ყველაფერი დიდ ოთხკუთხედში არის Adafruit FLORA მიკროპროცესორი. მას აქვს ბევრი დეტალი, მაგრამ მთლიანობაში, იგი შეიცავს ოთხკუთხედს. ყველა კომპონენტი, რომელიც ჩვენ FLORA- ს დავამატეთ, დიდი ოთხკუთხედის ქვეშაა.

4 ნეოპიქსელი ჩანს D6* FLORA გამომავალთან დაკავშირებული. ღილაკი უკავშირდება IO10* - ს, ხოლო პულსის სენსორი უკავშირდება FLORA– ს IO12* პორტის საშუალებით.

ნაბიჯი 18: დამატებითი იდეები

არსებობს მრავალი გზა, რომლითაც Breathe Light შეიძლება გამოყენებულ იქნას შემდგომში და აქ არის რამოდენიმე წინადადება.

• გახადეთ ის ტარებადი: გამოიყენეთ თავსაბურავი ან საათის სამაჯური (როგორიც არის ეს) და გამოიყენეთ გამტარი ძაფი მავთულის ყველა კავშირის დასამყარებლად.
• დაამატეთ stressExercise () ფუნქცია უფრო ვიზუალურად მიმზიდველი სუნთქვითი ვარჯიშის შესაქმნელად (მაგალითად, მეტი ფერის დამატება).
• ჩაანაცვლეთ ინდივიდუალური NeoPixels NeoPixel Ring ან NeoPixel Array, რომ დაამატოთ მეტი LED და გაზარდოთ როგორც heartRateDisplay (), ასევე anxExercise () ფუნქციების შესაძლებლობები.