Sensor de pols usable: 10 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Descripció del Projecte

Aquest projecte tracta de dissenyar i crear un dispositiu portàtil que tingui en compte la salut de l'usuari que el portarà.

El seu objectiu és actuar com un exoesquelet que té com a funció relaxar i calmar l’usuari durant un període d’ansietat o situacions d’estrès emetent vibracions en els punts de pressió que tenim al cos.

El motor de vibració estarà encès mentre el sensor de pols fotopletismogràfic rep, durant algun temps, un repic elevat de pulsacions dures accelerades. Quan la freqüència de pols disminueix, el que significa que l'usuari s'ha calmat, les vibracions s'aturaran.

Una breu reflexió com a conclusió

Gràcies a aquest projecte hem pogut aplicar part dels coneixements adquirits en els exercicis de classe, en què treballem diversos circuits elèctrics mitjançant diferents sensors i motors en un cas real: un dispositiu portàtil que relaxa l’usuari durant un període d’ansietat o situacions d’estrès.

Amb aquest projecte, no només hem desenvolupat la part creativa alhora de dissenyar i cosir el mecenes, sinó també la branca d’enginyeria, i les hem barrejat totes en un sol projecte.

També posem en pràctica els coneixements elèctrics a l’hora de crear el circuit elèctric a la protoborda i transferir-lo a la soldadura dels components del LilyPad Arduino.

Subministraments

Sensor de pols fotopletismogràfic (entrada analògica)

El sensor de pols és un sensor de ritme cardíac plug-and-play per a Arduino. El sensor té dues cares, per un costat es col·loca el LED junt amb un sensor de llum ambiental i per l’altre costat hi ha alguns circuits. Aquest és el responsable del treball d'amplificació i cancel·lació de soroll. El LED de la part frontal del sensor es col·loca sobre una vena del nostre cos humà.

Aquest LED emet llum que cau directament sobre la vena. Les venes tindran un flux sanguini dins d’elles només quan el cor bomba, de manera que si controlem el flux de sang també podem controlar els batecs del cor. Si es detecta el flux de sang, el sensor de llum ambiental captarà més llum, ja que serà reflectit per la sang, aquest petit canvi de llum rebuda s’analitza al llarg del temps per determinar els batecs del nostre cor.

Té tres cables: el primer està connectat a terra del sistema, el segon + 5V tensió d’alimentació i el tercer és el senyal de sortida pulsant.

En el projecte s’utilitza un sensor de pols. Es col·loca a sota del canell perquè pugui detectar les pulsacions dures.

Motor de vibració (sortida analògica)

Aquest component és un motor de corrent continu que vibra en rebre un senyal. Quan ja no el rep, s’atura.

En el projecte s’utilitzen tres motors de vibració per calmar l’usuari a través de tres punts de relaxació diferents situats al canell i a la mà.

Arduino Uno

Arduino Uno és un microcontrolador de codi obert i placa desenvolupada per Arduino.cc. La placa està equipada amb conjunts de pins d’entrada / sortida (E / S) digitals i analògics. També té 14 pins digitals, 6 pins analògics i es pot programar amb el Arduino IDE (Integrated Development Environment) mitjançant un cable USB tipus B.

Cable elèctric

Els cables elèctrics són conductors que transmeten electricitat d’un lloc a un altre.

Al projecte els hem utilitzat per connectar el circuit elèctric soldat a la placa de baquelita als pins Arduino.

Altres materials:

- Polsera

- Fil negre

- Colorant negre

- Teixit

Eines:

- Soldador

- Tisores

- Agulles

- Maniquí de mà de cartró

Pas 1:

En primer lloc, vam fer el circuit elèctric amb una protoborda per poder definir com volíem que fos el circuit sobre quins components volíem utilitzar.

Pas 2:

Després, vam fer el circuit final que anàvem a posar dins del maniquí soldant els components mitjançant una soldadura de llauna. El circuit hauria de semblar a la fotografia anterior.

Cal connectar cada cable al port corresponent de l’Arduino Uno i es recomana tapar la part elèctrica del cablejat per evitar curtcircuits mitjançant cinta aïllant.

Pas 3:

Vam programar el codi mitjançant el programari Arduino i el vam carregar a l’Arduino mitjançant un cable USB.

// buffer per filtrar les freqüències baixes # define BSIZE 50 float buf [BSIZE]; int bPos = 0;

// algorisme de batec del cor

#define THRESHOLD 4 // llindar de detecció sense signar llarg t; // flotació del batec del cor detectada per darrer lastData; int lastBpm;

configuració nul·la () {

// inicialitzar la comunicació serial a 9600 bits per segon: Serial.begin (9600); pinMode (6, OUTPUT); // declarar el vibrador 1 pinMode (11, OUTPUT); // declarar el vibrador 2 pinMode (9, OUTPUT); // declarar el vibrador 3}

bucle buit () {

// llegir i processar l'entrada del sensor al pin analògic 0: float processatData = processData (analogRead (A0));

//Serial.println(processedData); // descomenteu-ho per utilitzar el traçador en sèrie

si (processatDades> LLIMA) // per sobre d’aquest valor es considera un batec del cor

{if (lastData <THRESHOLD) // la primera vegada que superem el llindar calculem el BPM {int bpm = 60000 / (millis () - t); if (abs (bpm - lastBpm) 40 && bpm <240) {Serial.print ("Nou batec del cor:"); Serial.print (ppm); // mostra a la pantalla el bpms Serial.println ("bpm");

if (bpm> = 95) {// si bpm és superior a 95 o 95 …

analogWrite (6, 222); // el vibrador 1 vibra

analogWrite (11, 222); // el vibrador 2 vibra analogWrite (9, 222); // el vibrador 3 vibra} else {// si no (el ppm és inferior a 95) … analogWrite (6, 0); // el vibrador 1 no vibra analogWrite (11, 0); // el vibrador 2 no vibra analogWrite (9, 0); // el vibrador 3 no vibra}} lastBpm = bpm; t = millis (); }} lastData = processatDades; retard (10); }

float processData (int val)

{buf [bPos] = (flotant) val; bPos ++; if (bPos> = BSIZE) {bPos = 0; } mitjana flotant = 0; for (int i = 0; i <BSIZE; i ++) {mitjana + = buf ; } return (float) val - average / (float) BSIZE; }

Pas 4:

Durant el procés de disseny hem hagut de tenir en compte la ubicació dels punts de pressió del cos per saber on s'han de col·locar els motors de vibració, i n'hem seleccionat tres.

Pas 5:

Per obtenir el dispositiu usable, primer vam tenyir la polsera de color carn amb tint negre seguint les instruccions del producte.

Pas 6:

Un cop vam tenir la polsera, vam fer quatre forats al maniquí de cartró. Tres d’ells es van fer per extreure els tres motors de vibració que vam utilitzar al circuit elèctric i l’últim es va fer per col·locar el sensor de pols al canell del maniquí. A part, també vam fer un petit tall a la polsera per fer visible aquest darrer sensor.

Pas 7:

Més tard, vam fer un darrer forat a la part inferior de la mà de cartró per connectar i desconnectar el cable USB de l’ordinador a la placa Arduino per alimentar el circuit. Vam fer una prova final per comprovar que tot funcionava bé.

Pas 8:

Per donar al nostre producte un disseny més personalitzable, dibuixem i tallem un cercle de color granat en el qual després vam cosir unes línies per representar els batecs elèctrics del cor.

Pas 9:

Finalment, a mesura que la polsera negra cobria els motors de vibració, vam tallar i cosir tres petits cors al dispositiu portàtil per conèixer la seva ubicació.