Treningowy zegarek monitorujący strefę tętna: 19 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Studia to gorączkowy i chaotyczny czas w życiu, dlatego bardzo ważne jest, aby utrzymywać niski poziom stresu. Jednym ze sposobów, w jaki lubimy to robić, jest ćwiczenie, które pomaga zachować jasność umysłu i zdrowe ciało. Dlatego stworzyliśmy przenośny bioczujnik, który wykorzystuje tętno człowieka podczas intensywnego treningu, aby dostarczać użytkownikom informacji o strefie tętna, w której się znajdują.

Jest to sposób, aby pomóc użytkownikom upewnić się, że nie wywierają wysiłku ani nie naciskają zbyt mocno poza maksymalne tętno do punktu, który jest niebezpieczny. Ten czujnik pomoże również użytkownikom, którzy próbują schudnąć lub zwiększyć wytrzymałość, upewniając się, że utrzymują tętno w określonych strefach.

Krok 1: Strefy tętna

Powyższe zdjęcie pokazuje różne strefy tętna. Za każdym razem, gdy użytkownik wejdzie do nowej strefy, zegarek będzie się coraz bardziej świecił, aby ostrzec użytkownika, w której strefie aktualnie się znajduje. Jeśli użytkownik przekroczy swoje maksymalne tętno, zegarek zmieni kolor na czerwony i zacznie wibrować. Maksymalne tętno oblicza się na podstawie wieku osób i odejmując je od 220.

Krok 2: Materiały, których będziesz potrzebować

Poniżej znajduje się lista materiałów i narzędzi potrzebnych do tego projektu:

Materiały

1. Flora od Adafruit
2. Czujnik tętna
3. Wibracyjny mini dysk silnika
4. Pierścień NeoPixel - 12 diod LED RGBW - Zimna Biel
5. Dioda
6. Rezystor 220 omów
7. Tranzystor NPN
8. Zaciski krokodylkowe
9. Mankiet do zegarka na rzep
10. Bateria
11. Przewody
12. Przycisk (opcjonalnie)

Wiele z tych materiałów można znaleźć pod tym linkiem:

Narzędzia

1. Zestaw lutowniczy/materiały
2. Igła z nitką
3. Oprogramowanie Arduino
4. Narzędzia do ściągania izolacji
5. Klej w razie potrzeby
6. Nożyce

Krok 3: Przygotowanie i tło

Aby móc korzystać z tych materiałów, warto wiedzieć i rozumieć, co robią niektóre z nich.

Flora to elektroniczna platforma Adafruit do noszenia. Jest to bardzo przyjazne dla początkujących urządzenie, które jest małe z zasilaczem, który jest łatwy w użyciu. Powyższy obrazek pokazuje, gdzie wszystko znajduje się na Flory.

Więcej informacji na temat Flory można znaleźć na tej stronie:

NeoPixels to także marka Adafruit dla indywidualnie adresowanych kolorowych pikseli i pasków RGB. Inną ważną rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę, jest to, że nie tylko zapalają się same, ale wymagają mikrokontrolera, takiego jak Arduino, i kodowania. Potrzeba trochę praktyki programistycznej, aby NeoPixels zrobiły to, co chcesz, więc musieliśmy się temu przyjrzeć w naszym projekcie. Programowanie było niezwykle ważne dla tego projektu, a doświadczenie w tym zakresie pomoże.

Więcej informacji na temat Neopixel można znaleźć na tej stronie:

Czujnik tętna firmy Adafruit służy również do pomiaru pulsu. Następnie implementujemy kod, aby mógł obliczyć liczbę uderzeń na minutę (BPM) dla tego projektu.

Dalsze instrukcje i informacje dotyczące czujnika tętna można znaleźć pod tym linkiem:

Istnieją biblioteki, które musisz pobrać do oprogramowania Arduino, aby kod mógł komunikować się z twoim urządzeniem za pomocą określonych poleceń. Ten link poniżej pokazuje, jak pobrać biblioteki do Arduino.

learn.adafruit.com/adafruit-all-about-ardu…

Potrzebne będą następujące biblioteki:

1. Biblioteka Adafruit NeoPixel

2. Plac zabaw z czujnikiem pulsu

3. Biblioteka pikseli Adafruit Flora

Kliknij „sklonuj lub pobierz” i postępuj zgodnie z instrukcjami powyżej w linku, aby uwzględnić je w swoim kodzie.

Podziękowanie

Specjalne podziękowania dla Adafruit, który dostarczył nam część kodu użytego w naszym produkcie końcowym!

Krok 4: Informacje dotyczące bezpieczeństwa

Bardzo ważne jest, aby zawsze mieć na uwadze bezpieczeństwo swoje i ludzi wokół siebie podczas pracy nad różnymi projektami. Po pierwsze, ważne jest, aby zawsze mieć odłączone USB od komputera podczas przenoszenia i podłączania przewodów do Flory, aby nie szokować siebie.

1. Płyny należy trzymać z dala od tego urządzenia w przypadku rozlania, które może zniszczyć obwód

2. Unikaj przepływu prądu przez ciało, dotykając tylko przewodów i innych metalowych obwodów, gdy zasilanie jest wyłączone

Ostrzeżenie, że nie jest to urządzenie medyczne, ściśle ostrzega, jeśli tętno przekroczyło tętno maksymalne, nie należy go porównywać z monitorem tętna w świecie medycznym. Jeśli czujesz się wyczerpany/zmęczony, a zegarek nie zaalarmował Cię, że przekraczasz tętno maksymalne, nadal powinieneś przerwać to, co robisz, ponieważ zegarek może nie zawsze być dokładny.

Krok 5: Wskazówki i porady

Oto kilka wskazówek i wskazówek, jeśli utkniesz po drodze:

Wskazówki dotyczące rozwiązywania problemów:

• NeoPixels może wyświetlać wiele różnych wzorów świateł, aby upewnić się, że działa, użyj przykładowego kodu dostarczonego przez Bibliotekę NeoPixel
• Możesz użyć multimetru do pomiaru ciągłości między połączeniami po lutowaniu, aby upewnić się, że połączenia są wykonane prawidłowo
• Upewnij się, że czujnik tętna jest bezpiecznie przymocowany do mankietu zegarka, aby upewnić się, że artefakty ruchu nie wpływają na odczyt tętna
• Na etapie prototypowania, jeśli nie masz dobrych połączeń, upewnij się, że zaciski krokodylkowe są prawidłowo zamocowane
• Jeśli kod nie działa poprawnie, skopiuj i wklej fragmenty swojego kodu do osobnego okna
  1. Prześlij kod po skopiowaniu i wklejeniu każdej części
  2. Dzięki temu dowiesz się, gdzie działa Twój kod, a gdzie nie

Informacje:

• Silnik wibracyjny można podłączyć za pomocą diody, rezystora i tranzystora zamiast Hectic Motor Controller. Okazało się, że ta metoda jest najtańszą opcją.
• Aby zaoszczędzić czas i frustrację, upewnij się, że do prototypowania używasz zacisków krokodylkowych. Nie chcesz lutować prototypu, a potem dowiadujesz się, że połączenie nie działa.

Krok 6: Montaż 1- Okablowanie NeoPixel Ring do Flora

Na początek weź pierścień NeoPixel i zamocuj go za pomocą 3 przewodów i zacisków krokodylkowych. Do zbudowania prototypu użyjesz zacisków krokodylkowych i zakończysz lutowanie części, gdy będziesz zadowolony z produktu.

1. Podłącz jeden przewód, który przechodzi od „IN” na pierścieniu Neopixel do „#6”
2. Podłącz jeden przewód z „PWR” na pierścieniu NeoPixel do „VBATT” na florze
3. Podłącz jeden przewód z „GND” na NeoPixel Ring do „GND” na florze

Krok 7: Montaż 2- Podłączanie przycisku do Flory

TEN KROK JEST OPCJONALNY… jeśli chcesz przycisk, możesz go dodać, w tym kroku użyliśmy przełącznika on/off znajdującego się na Flory, dlatego nie jest on zawarty w kodzie.

Na tym etapie musisz zrobić…

1. Podłącz przewód z jednej z 4 nóg przycisku do „#12” na florze
2. Podłącz przewód z dowolnej z pozostałych 3 nóg przycisku do „GND” na florze

Krok 8: Montaż 3- Okablowanie silnika wibracyjnego do Flora

Do podłączenia silnika wibracyjnego do flory użyliśmy diody, tranzystora i rezystora. Chcesz najpierw…

1. Za pomocą zacisków krokodylkowych przymocuj czerwony przewód silnika wibracyjnego do końca diody znajdującego się najbliżej paska na nim
2. Podłącz niebieski przewód silnika wibracyjnego do drugiego końca diody

Krok 9: Montaż 4- Okablowanie silnika wibracyjnego do Flory (cd.)

Teraz podłącz diodę jeden koniec diody (pochodzi z czerwonego przewodu silnika wibracyjnego) do "3,3V" we Florze.

Krok 10: Montaż 5- Okablowanie silnika wibracyjnego do Flory (cd.)

Weź drugą stronę diody i chwyć swój tranzystor, podłącz go do kolektora tranzystora (prawy pin tranzystora).

Krok 11: Montaż 6- Okablowanie silnika wibracyjnego do Flory (cd.)

Zlokalizuj emiter tranzystora (lewy styk tranzystora) do masy.

Krok 12: Montaż 7- Okablowanie silnika wibracyjnego do Flory (cd.)

Ostatnim krokiem w podłączeniu silnika wibracyjnego do Flory jest zlokalizowanie bazy tranzystora (środkowego pinu tranzystora) i podłączenie go do rezystora, a następnie rezystora do "GND" na Flory.

Krok 13: Montaż 8- Podłączanie czujnika tętna do Flory

W tym kroku musisz wykonać trzy połączenia przewodowe.

1. Podłącz fioletowy przewód czujnika tętna do „#10” na Flora
2. Podłącz czerwony przewód czujnika tętna do "3,3 V" we Flora
3. Podłącz czarny przewód czujnika tętna do "GND" na Flora

Krok 14: Montaż 9- Podłączanie baterii do Flora

Zlokalizuj przewody akumulatora z białym złączem na końcu, podłącz tę część do elementu akumulatora znajdującego się na Flory.

Krok 15: Montaż 10- Kompletny schemat obwodu

Teraz obwód ze wszystkimi zaciskami krokodylowymi jest gotowy. Może to wyglądać na bałagan, ale wszystkie połączenia są już nawiązane! Teraz poszczególne połączenia można lutować razem, aby zegarek był bardziej kompaktowy.

Krok 16: Nareszcie… Kod

Gdy obwód zostanie ukończony, zespół będzie potrzebował kodu, który sprawi, że zrobi to, co chcemy. Kod github zbiera dane o tętnie z czujnika tętna Adafruit i dzieli je na 5 stref tętna. Gdy HR danej osoby spadnie do określonych stref, spowoduje to, że pierścień Neopixel zapali się zgodnie ze strefą, w której się znajduje. być aktywowany, wskazując, że HR znajduje się w niebezpiecznej strefie i jednostka musi zwolnić.

Krok 17: Montaż zegarka

Po zlutowaniu części, jak pokazano na schemacie, czas złożyć zegarek!

Pierścień NeoPixel jest umieszczany na górze Flory i może być przymocowany za pomocą kleju lub bezpiecznie przyszyty za pomocą otwartego otworu w NeoPixel, który nie został przylutowany. Uruchom kod w tym momencie, aby zobaczyć, gdzie zapala się pierwszy neoPixel, aby umieścić zegarek w orientacji, która ma dla Ciebie sens. Upewnij się, że NIE zakrywasz włącznika/wyłącznika podczas wykonywania tego kroku. Flora jest również przyszyta do mankietu przez pozostałe otwory na zewnątrz.

Akumulator można schować pod pierścieniem Flora/NeoPixel wraz z wibratorem (i załącznikami).

Czujnik tętna jest następnie bezpiecznie przyszywany do części zegarka, która zostanie przymocowana pod spodem nadgarstka. Upewnij się, że masz prawą stronę skierowaną do góry, kiedy to robisz.

Zapraszam do montażu w różny sposób w zależności od dostępnych materiałów!

Krok 18: Produkt końcowy

Tak powinien wyglądać finalny produkt. Funkcjonalna i stylistka!

Krok 19: Dalsze pomysły

Jednym ze sposobów rozwinięcia tego pomysłu jest dodanie przycisku, który był wcześniej pokazywany jako opcjonalny w instrukcji.

Innym sposobem jest dodanie osobnego kodu, którego można użyć, gdy nie ćwiczysz. Może to być zegar czasu rzeczywistego, w którym jeden piksel pokazuje wskazówkę godzinową, a drugi minutową. Aby uzyskać więcej informacji na ten temat, sprawdź ten link dotyczący funkcji zegara czasu rzeczywistego.