Kolekcjoner westchnień: 10 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:34

Westchnienie v. ja. [chochlik. & P. P. {westchnął}; P. ks. & vb. n. {Wzdychanie}.] 1. Wdychać większą niż zwykle ilość powietrza i natychmiast je wypuścić; aby wykonać głęboki pojedynczy słyszalny oddech, zwłaszcza w wyniku lub mimowolnego wyrażenia zmęczenia, wyczerpania, żalu, smutku lub tym podobnych. [1913 Webster] Opis: Są to instrukcje dotyczące budowy domowego systemu monitorowania, który mierzy i „zbiera” westchnienia. Rezultatem jest fizyczna wizualizacja ilości westchnień, do użytku osobistego w środowisku domowym. Projekt składa się z dwóch części. Pierwsza część to jednostka stacjonarna, która po otrzymaniu odpowiedniego sygnału nadmuchuje duży czerwony pęcherz powietrzny. Druga część to jednostka mobilna, noszona przez użytkownika, która monitoruje oddech (za pomocą paska na klatkę piersiową) i przekazuje sygnał do jednostki stacjonarnej bezprzewodowo po wykryciu westchnienia. Założenia:1. Masz podstawową wiedzę na temat technik konstrukcyjnych i produkcyjnych, a także dostęp do odpowiednich narzędzi i urządzeń. 2. Masz praktyczną wiedzę z zakresu obliczeń fizycznych (czytanie schematów obwodów)3. Jesteś przytłoczony lękiem przed życiem w stanie upadku i sfrustrowany, że większość twoich domowych przedmiotów dotyczy tylko zdrowia fizycznego, a nie emocjonalnego.

Krok 1: Potrzebny materiał

Oto przegląd materiałów, które będą potrzebne. Każda strona zawiera więcej szczegółów i linków, gdzie można kupić niektóre z tych materiałów. Materiały fizyczne:> 1, 4x8 Arkusz sklejki. Użyłem kawałka sklejki z klonu sklepowego. > 2, 2x2 na ramę strukturalną > ~2 metry czerwonej tkaniny z nylonowego paska > Luźny czerwony materiał ze sklepu z tkaninami > Rurki lateksowe (średnica wewnętrzna: 1/8", zewnętrzna: 1/4")> Wkręty do drewna (5/16, 3", 4")> 1 akumulatorowa pompa powietrza (Coleman Rechargeable Quick-Pump)> 1 jednokierunkowy zawór zwrotny"> Kawałek węża ogrodowego> Płyn Latex & Red Pigment lub jakiś duży czerwony balonik. Elektronika, Różne:> 1 czujnik rozciągnięcia 20cm> 1 czerwony kabel RCA, złącza męskie i żeńskie> 1 potencjometr 10K z dużym pokrętłem> 1 przełącznik 3-pozycyjny> 2 mikrokontrolery Arduino (Diecimille lub nowsze) > 2 zaciski baterii 9V z męskimi gniazdami 5mm (centrum dodatnie). > 2 moduły bezprzewodowe xBee > 2 nakładki xBee od LadyAda > 1 kabel FTDI do programowania xBees > 1 LMC662, "rail-to- szyna" Układ OpAmp> Różne elementy elektroniczne (patrz schematy obwodów, aby uzyskać szczegółowe informacje).

Krok 2: Zbuduj i zaprogramuj obwód. Włamać się do pompy powietrza

Lubię zaczynać od uruchomienia elektroniki, zwykle z prototypem tego, co chcę zbudować (wykonany z taniej sklejki zewnętrznej, a nawet tektury i kleju na gorąco). Elektronika jest podzielona na dwie części. Ta część jest celem odbiorczym. Odbierze bezprzewodowy sygnał z urządzenia do noszenia i użyje tego sygnału, aby włączyć pompę powietrza na ~2 sekundy, a następnie ją wyłączyć. Między pompą a balonem znajduje się tak zwany zawór zwrotny, który przepuszcza powietrze w jednym kierunku, ale nie inne. Pompa powietrza to „Quickpump” firmy Coleman. Podoba mi się to ze względu na akumulator i różnej wielkości nasadki na nos. Otwórz pompę i przerób przełącznik dwustabilny, aby zmostkował się między akumulatorem a jednym zaciskiem silnika. Drugi zacisk silnika poprowadzi do kolektora tranzystora TIP120. Aby to zrobić, będziesz musiał odlutować czarny przewód z drugiego zacisku silnika, a także odlutować przewód wychodzący z ładowarki akumulatora i idący na drugi koniec przełącznika. Pamiętaj o wspólnym uziemieniu akumulatora silnika z zasilaczem arduino. Zbuduj obwód na poniższym schemacie. Dołączono również plik PDF w wyższej rozdzielczości. Zaprogramuj arduino kodem dostarczonym w pliku tekstowym. Musisz zainstalować tę bibliotekę. Jeśli nie wiesz, jak pracować z Arduino, oto kilka odnośników, dzięki którym możesz się nauczyć:> Główna strona Arduino> Freeduino - Repozytorium wiedzy i linków Arduino> NYU, in- strona z fizycznymi komputerami z samouczkami i referencjami.

Krok 3: Zbuduj jednostkę główną kolektora westchnień

Ze względu na zwięzłość nie będę szczegółowo omawiał każdego kroku w procesie budowy jednostki głównej. Wystarczy powiedzieć, że może to być tak proste lub złożone, jak chcesz; wszystko, od kartonu i gorącego kleju po niestandardowe materiały lub bardziej zaawansowane materiały. Zaprojektowałem swoją w ten sposób, co nie znaczy, że jest to jedyny sposób, w jaki można to zrobić. Jeśli chcesz postępować zgodnie z moimi instrukcjami lub je rozwinąć, zobacz poniższy diagram. Ponownie dołączony jest plik PDF o wyższej rozdzielczości. Na schemacie znajdziesz dokładne wymiary i specyfikacje jak zbudować urządzenie pokazane poniżej. Jak wspomniano w kroku 2, zbudowałem swoją z warsztatowej sklejki klonowej. Ma ładne ziarno i dobrze się tnie. Pozostawiłem powierzchnię surową. Kilka uwag dotyczących projektu: Postanowiłem wkręcić wszystkie śruby od wewnątrz, aby nie było ich widać z zewnątrz. Przemycenie wiertła do wnętrza jednostki może być trudne, więc polecam budowanie jej w sekcjach. Dolne krawędzie ramki 2x2 ustawiłem pod kątem, aby wyglądały bardziej elegancko, gdy były widoczne. Górna część ze ściętymi rogami i okrągłym otworem jest zdejmowana, co ułatwia naprawę części wewnętrznych. Pompa i elektronika będą siedzieć wewnątrz pudełka, na półce, która jest podtrzymywana przez dwie 2x2 na wewnętrznej ramie (patrz rysunek). Powodem, dla którego zbudowałem go na ramie jest to, że rogi pozostały kwadratowe. W przeciwnym razie sklejka może mieć tendencję do wypaczania się. W ten sposób również wszystko może być trzymane razem za pomocą śrub, a zatem łatwo rozbijane na kawałki.

Krok 4: Zrób pęcherz powietrzny

Chciałem mieć bardziej organiczną, mięsistą konsystencję mojego pęcherza powietrznego, więc wyrzuciłem go z płynnego lateksu. Płynny lateks wielu różnych rodzajów można kupić w sklepie rzemieślniczym, sklepie z rekwizytami lub łatwo w Internecie. Zmieszałem lateks z czerwonym pigmentem, aby go pokolorować i pomalowałem warstwami na zewnątrz dużego balonu. Wiele warstw ułożonych w duży, miękki, mięsisty balon o fakturze, którą stworzyłem za pomocą pędzla. Prosty balon, piłka plażowa, a nawet worek na śmieci mógłby zastąpić. Sprawdź na tej stronie internetowej różne rodzaje balonów o dużych rozmiarach.

Krok 5: Połącz elektronikę z jednostką główną. Zainstaluj zawór zwrotny i pompę

Umieść pompę powietrza i obwód wewnątrz jednostki głównej, na dolnej półce. Teraz nadszedł czas, aby połączyć pompę powietrza z pęcherzem powietrznym/balonem, który zostanie umieszczony na powierzchni. Chcemy tylko, aby powietrze szło w jedną stronę, a nie w drugą stronę, więc używamy czegoś, co nazywa się „zaworem zwrotnym”. Podstawową zasadą jest to, że drzwi na zawiasach, gumowa membrana lub kulka przemieszczają się przez powietrze w jedną stronę, ale potem zapobiegają cofaniu się powietrza. Kupiłem swój zawór zwrotny na stronie McMaster Carr; Dokładniej nazywa się to zaworem zwrotnym z PVC. Używam średnicy 1". Ten był dla mnie atrakcyjny ze względu na bardzo niskie "ciśnienie pękania" lub ciśnienie potrzebne do przemieszczenia bariery. < 0,1 psi !! Użyłem prostego węża ogrodowego do uruchomienia z pompę, do zaworu zwrotnego, a następnie z drugiej strony zaworu do balonu. Łączniki są odpowiednio dokręcone i dopasowane, a ja użyłem kleju, aby je dodatkowo zabezpieczyć i zapobiec wyciekom powietrza…

Krok 6: Zbuduj futerał, uszyj uchwyt

Wzdychanie jest monitorowane przez pasek na klatkę piersiową, który będziesz nosić. Aby utrzymać elektronikę i zasilacz, musisz zbudować „torbę transportową”. Będzie mobilny i przyczepi się do paska na klatkę piersiową. Będziesz nosić go przy sobie podczas wykonywania codziennych zadań i będzie monitorować twoją aktywność wzdychania. Gdy wykryte zostanie westchnienie, jednostka mobilna wyśle bezprzewodowy sygnał do jednostki głównej. Ponownie, możesz postępować zgodnie z dostarczonym przeze mnie schematem i znaleźć pomiary, jak zbudować pudełko do przenoszenia. Możesz też stworzyć własną, unikalną wersję lub ulepszyć moją własną. Swoją modelowałem na podstawie różnego rodzaju medycznych urządzeń monitorujących pacjenta. Uwagi: Włączyłem kabel RCA między obwód a czujnik/pasek na klatkę piersiową (kroki 7 i 8), aby można go było łatwo podłączyć i wyjąć z pudełka. Wybrałem kabel RCA, ponieważ jest to prosty sposób na posiadanie dwóch skręconych przewodów, ładnie zapakowanych z łatwym do podłączenia/odłączenia nagłówkiem. Ze względów estetycznych wsunąłem kabel RCA w rurkę lateksową.

Krok 7: Zbuduj i zaprogramuj obwód do wykrywania westchnień. Zamontuj elektronikę w futerale

Postępuj zgodnie z poniższym schematem obwodu. Załączony jest również plik PDF o wyższej rozdzielczości. Zaprogramuj Arduino za pomocą dostarczonego kodu. Aby monitorować oddychanie, stworzymy pas piersiowy wyposażony w czujnik rozciągania. Rozszerzanie i kurczenie klatki piersiowej dostarczy nam danych, które możemy wykorzystać w kodzie, aby ekstrapolować, czym jest normalne oddychanie, a zatem określić przy większym niż zwykle wdechu (po którym następuje duży wydech). Potencjometr 10 lub 20K zostanie użyty do nastawienia wartości progowej, która będzie reprezentować, jak duża inhalacja jest związana z westchnieniem. Czujnik rozciągnięcia kupiłem od firmy Merlin Robotics z Wielkiej Brytanii. Mają w ofercie różne rozmiary. Używam czujnika 20cm. W swoim obwodzie wzmacniam sygnał z czujnika mostkiem rezystorowym i układem OpAmp (patrz schemat). Jest to metoda sugerowana przez producenta. Arkusz danych można znaleźć w Internecie. Uwaga: Wyobrażam sobie, że podobny pomysł można zrobić z czujnikiem ciśnienia zamiast czujnika rozciągnięcia. Można by przymocować punkt nacisku czujnika do jakiegoś przewodu i owinąć go wokół klatki piersiowej. Wywierć otwory w przedniej części walizki transportowej i przymocuj do niej od tyłu potencjometr, wskaźnik LED, wyłącznik zasilania i mocowanie czujnika rozciągnięcia (RCA, żeńskie) przed ponownym przykręceniem pudełka. Arduino zasilam baterią 9V. Mam 2 z nich podłączone równolegle, więc dostanę to samo napięcie, ale podwojone natężenie prądu (będzie trwało dłużej).

Krok 8: Wytnij i zszyj pasek na klatkę piersiową i zamocuj czujnik rozciągania

Podstawową ideą jest to, że pasek z materiału jest owinięty wokół klatki piersiowej przez dolne żebra (gdzie występuje najwięcej ruchu). Czujnik rozciągania wypełnia niewielką szczelinę w pasie piersiowym, którego reszta nie jest rozciągliwa, więc oddychanie następnie deformuje czujnik w razie potrzeby. Będziesz musiał zmierzyć długość paska do swojego indywidualnego typu sylwetki. Wokół paska wszyłem dodatkowy pasek materiału, aby druty mogły bezpiecznie siedzieć w środku. Z przodu w miejscu podłączenia czujnika rozciągnięcia uszyłem 'rękaw' z materiału, który luźno zakrywa czujnik, żeby się nie przetarł ani nie uszkodził. na plecaku) do ściągania i luzowania paska. Miałem kształt wycięty laserowo z przezroczystego akrylu (patrz zdjęcie), ale możesz go wykonać w dowolny sposób.

Krok 9: Słowo o sieci bezprzewodowej

Jedna rzecz, o której jeszcze nie mówiłem, to sposób, w jaki osiąga się komunikację bezprzewodową. Korzystam z modemów bezprzewodowych xBee. xBee to łatwy sposób na nawiązanie bezprzewodowego połączenia punkt-punkt lub stworzenie sieci mesh. Aby połączyć się z moją płytką Arduino, użyłem adaptera xBee firmy LadyAda. Jest niedrogi, łatwy w montażu, a szczegółowa strona internetowa z instrukcjami wyjaśnia, jak go skonfigurować. Poprzez połączenie tej strony internetowej i rozdziału na temat radia xBee w książce "Making Things Talk" (Tom Igoe), zaimplementowałem prawdopodobnie najprostsze zastosowanie tych radia, które w rzeczywistości są dość potężne. Mam tutaj swoje adaptery i xBees (+ odpowiedni kabel). Instrukcje dotyczące konfiguracji xBees są tutaj. Jedyne, czego nie zamierzam, to jak skonfigurować xBees. Zrobiłem to bardzo łatwo (na Macu), transkrybując kod z książki Igoe, który wykorzystuje Przetwarzanie do stworzenia prostego terminala do programowania xBee. Ten kod znajduje się na stronie 198.

Krok 10: Zakończono

Gratulacje! Jesteś skończony. Możesz teraz używać swojego Kolekcjonera Westchnień do monitorowania swojego zdrowia emocjonalnego.