TfCD - AmbiHeart: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

შესავალი

ჩვენი სხეულის სასიცოცხლო ფუნქციების ცოდნა დაგეხმარებათ ჯანმრთელობის პრობლემების გამოვლენაში. ამჟამინდელი ტექნოლოგია უზრუნველყოფს ინსტრუმენტებს გულისცემის გაზომვისთვის შიდა გარემოში. დელფტის ტექნიკურ უნივერსიტეტში სამაგისტრო კურსის გაფართოებული კონცეფციის დიზაინის (ქვე-კურსი TfCD) ფარგლებში, ჩვენ შევქმენით ბიო-უკუკავშირის მოწყობილობა.

Რა გჭირდება?

1 პულსის სენსორი

1 RGB LED

3 რეზისტორი (220 Ohm)

არდუინო უნო

9 ვ ბატარეა

პურის დაფა

3D დაბეჭდილი გარსაცმები

ძლიერი მხარეები

ღია ფერის გაზომვის წარმოდგენა უფრო ადვილი გასაგები და ინტერპრეტირებულია, ვიდრე ნედლი რიცხვები. ის ასევე შეიძლება პორტატული გახდეს. მცირე ზომის მიკროკონტროლერის და პურის დაფის გამოყენება საშუალებას მოგცემთ გაზარდოთ შიგთავსის ზომა. ჩვენი კოდი იყენებს გულისცემის საშუალო მნიშვნელობებს, მაგრამ კოდის მცირე ცვლილებებით თქვენ შეგიძლიათ შეცვალოთ გამოხმაურება თქვენი ასაკისა და ჯანმრთელობის მდგომარეობის უფრო სპეციფიკურ მნიშვნელობებზე.

სისუსტეები

მთავარი სისუსტე არის გულისცემის სენსორის რეაქტიულობა. გარკვეული დრო სჭირდება გულისცემის გამოვლენას და სასურველი გამოხმაურების ჩვენებას. ეს შეფერხება ზოგჯერ შეიძლება მნიშვნელოვანი იყოს და შეიძლება გამოიწვიოს არასწორი შესრულება.

ნაბიჯი 1: ელექტრონიკის მომზადება

გულისცემის სენსორი ეფუძნება ფოტო პლეტიზმოგრაფიის პრინციპს. ის ზომავს სისხლის მოცულობის ცვლილებას სხეულის ნებისმიერი ორგანოს მეშვეობით, რაც იწვევს სინათლის ინტენსივობის ცვლილებას ამ ორგანოს მეშვეობით (სისხლძარღვთა არე). ამ პროექტში, პულსის დრო უფრო მნიშვნელოვანია. სისხლის მოცულობის დინება განისაზღვრება გულის იმპულსების სიხშირით და ვინაიდან სინათლე შეიწოვება სისხლით, სიგნალის იმპულსები გულისცემის ტოლფასია.

პირველ რიგში, პულსის სენსორი უნდა იყოს დაკავშირებული არდუინოსთან, რათა აღმოაჩინოს BPM (დარტყმა წუთში). შეაერთეთ პულსის სენსორი A1– თან. არდუინოს დაფაზე გამავალი led უნდა დახუჭოს სინქრონიზებულად BPM– ის გამოვლენით.

მეორეც, განათავსეთ RGB LED ერთად 3 რეზისტორი 220 Ohm დაკავშირებული, როგორც ნაჩვენებია სქემატურ დიაგრამაში. შეაერთეთ წითელი პინი 10, მწვანე პინ 6 და მწვანე პინ 9.

ნაბიჯი 2: პროგრამირება

გამოიყენეთ გულისცემის გაზომვა, რათა LED გამოითვალოთ გამოთვლილი სიხშირით. ადამიანების უმრავლესობისათვის გულისცემა დასვენების დროს არის დაახლოებით 70 დარტყმა / წთ. მას შემდეგ, რაც ერთი LED მუშაობთ, შეგიძლიათ გამოიყენოთ სხვა გამქრალი IBI– ით. მოზრდილებში ნორმალური გულისცემის მაჩვენებელი 60 -დან 100 დარტყმამდეა წუთში. თქვენ შეგიძლიათ დაარეგულიროთ BPM ამ დიაპაზონში თქვენი საგნის მიხედვით.

აქ ჩვენ გვსურდა შემოწმება დასვენებულ ადამიანებზე და ამრიგად, BPM- ს ამ დიაპაზონის ზემოთ და ქვემოთ დავყავით შესაბამისად ხუთ კატეგორიად

საგანგაშო (40 -ზე ქვემოთ) - (ლურჯი)

გაფრთხილება (40 -დან 60 -მდე) - (გრადიენტი ლურჯიდან მწვანემდე)

კარგი (60 -დან 100 -მდე) - (მწვანე)

გაფრთხილება (100 -დან 120 -მდე) - (გრადიენტი მწვანედან წითლამდე)

საგანგაშო (120 -ზე ზემოთ) - (წითელი)

BPM ამ კატეგორიებად კატეგორიზაციის ლოგიკაა:

თუ (BPM <40)

R = 0

G = 0

B = 0

თუ (40 <BPM <60)

R = 0

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

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

თუ (60 <BPM <100)

R = 0

G = 255

B = 0

თუ (100 <BPM <120)

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

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

B = 0

თუ (120 <BPM)

R = 255

G = 0

B = 0

თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ დამუშავების ვიზუალიზატორის აპლიკაცია პულსის სენსორის დასადასტურებლად და ნახოთ როგორ იცვლება BPM და IBI. ვიზუალიზატორის გამოყენებას სჭირდება სპეციალური ბიბლიოთეკები, თუ ფიქრობთ, რომ სერიული შემგროვებელი არ არის გამოსადეგი, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ეს პროგრამა, რომელშიც დამუშავებულია BPM მონაცემები ვიზუალიზატორისთვის წაკითხვად.

გულისცემის გაზომვის რამდენიმე გზა არსებობს პულსის სენსორის გამოყენებით წინასწარ დატვირთული ბიბლიოთეკების გარეშე. ჩვენ გამოვიყენეთ შემდეგი ლოგიკა, რომელიც გამოიყენებოდა ერთ – ერთ მსგავს პროგრამაში, ხუთი იმპულსის გამოყენებით გულისცემის გამოსათვლელად.

Five_pusle_time = დრო 2-დრო 1;

Single_pulse_time = Five_pusle_time /5;

განაკვეთი = 60000/ ერთჯერადი_ პულსი_დრო;

სადაც დრო 1 არის პირველი პულსის საზომი მნიშვნელობა

time2 არის პულსის მრიცხველის სიის ჩამონათვალი

ეს არის გულისცემის საბოლოო მაჩვენებელი.

ნაბიჯი 3: მოდელირება და 3D ბეჭდვა

ელექტრონიკის გაზომვისა და უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად, მიზანშეწონილია გააკეთოთ დანართი. უფრო მეტიც, ეს ხელს უშლის კომპონენტების მოკლე ჩართვას გამოყენების დროს. ჩვენ შევიმუშავეთ მოსახერხებელი მარტივი ფორმა, რომელიც მიჰყვება ორგანულ ესთეტიკას. იგი დაყოფილია ორ ნაწილად: ქვედა ხვრელი პულსის სენსორისთვის და ნეკნები არდუინოსთვის და პურის დაფისთვის, ხოლო ზედა - მსუბუქი სახელმძღვანელო სასიამოვნო ვიზუალური გამოხმაურებისთვის.

ნაბიჯი 4: ელექტრომექანიკური პროტოტიპი

მას შემდეგ, რაც შიგთავსები მზად იქნება, მოათავსეთ პულსის სენსორი ხვრელის წინ მყოფი სახელმძღვანელო ნეკნებში. დარწმუნდით, რომ თითი აღწევს სენსორს და მთლიანად ფარავს ზედაპირს. ვიზუალური უკუკავშირის ეფექტის გასაზრდელად, ზედა საფარის შიდა ზედაპირი დაფარეთ გაუმჭვირვალე ფილმით (ჩვენ გამოვიყენეთ ალუმინის ფოლგა), რომელიც შუაში გახსნის. ის ზღუდავს შუქს სპეციალურ გახსნაში. გათიშეთ Arduino ლეპტოპიდან და დაუკავშირეთ 5V -ზე მეტი ბატარეა (ჩვენ აქ ვიყენებთ 9V), რომ ის იყოს პორტატული. ახლა მოათავსეთ ყველა ელექტრონიკა ქვედა ყუთში და დახურეთ ზედა.

ნაბიჯი 5: ტესტირება და პრობლემების აღმოფხვრა

ახლა დროა შედეგების გადამოწმება! მას შემდეგ, რაც სენსორი მოთავსებულია შიგნით, გარს გახსნის წინ, სენსორის მგრძნობელობაში მცირედი ცვლილებები შეიძლება მოხდეს. დარწმუნდით, რომ ყველა სხვა კავშირი ხელუხლებელია. თუ, როგორც ჩანს, რაღაც არასწორია, აქ წარმოგიდგენთ რამდენიმე შემთხვევას, რომელიც დაგეხმარებათ გაუმკლავდეთ მას.

შესაძლო შეცდომები შეიძლება იყოს სენსორის შეყვანისას ან RGB LED- ის გამომავალი. სენსორთან დაკავშირებული პრობლემების გადასაჭრელად, რამდენიმე რამ უნდა გაითვალისწინოთ. თუ სენსორი აღმოაჩენს BPM- ს, დაფაზე უნდა იყოს LED (L) ციმციმებს თქვენს BPM- თან სინქრონიზაციაში. თუ ვერ ხედავთ მოციმციმე, შეამოწმეთ შეყვანის ტერმინალი A1– ზე. თუ პულსის სენსორის შუქი არ ანათებს, თქვენ უნდა შეამოწმოთ სხვა ორი ტერმინალი (5V და GND). სერიული პლოტერი ან სერიული მონიტორი ასევე დაგეხმარებათ დარწმუნდეთ, რომ სენსორი მუშაობს.

თუ თქვენ ვერ ხედავთ შუქს RGB– ზე, პირველ რიგში თქვენ უნდა შეამოწმოთ შეყვანის ტერმინალი (A1), რადგან კოდი მუშაობს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ BPM გამოვლენილია. თუ სენსორებიდან ყველაფერი კარგად ჩანს, მოძებნეთ შეუმჩნეველი მოკლე ჩართვა პურის დაფაზე.

ნაბიჯი 6: მომხმარებლის ტესტირება

როდესაც თქვენ გაქვთ მზა პროტოტიპი, შეგიძლიათ გაზომოთ თქვენი გულისცემა სინათლის გამოხმაურების მისაღებად. თქვენი ჯანმრთელობის შესახებ ინფორმაციის მიღების მიუხედავად, შეგიძლიათ ითამაშოთ სხვადასხვა ემოციებით და შეამოწმოთ მოწყობილობის რეაქცია. ის ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც მედიტაციის საშუალება.