Gait Keeper: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Plantejament del problema

En un estudi de 87 adults grans i normals, la mesura dels patrons de caminar i l'estat d'ànim va mostrar evidències correlacionals que la marxa podria proporcionar un índex de nivell de depressió en una població clínica [1]. A més, s’ha demostrat que la millora del patró de la marxa redueix el risc de dolor i lesions, utilitza els mecanismes naturals d’absorció de xocs del cos i distribueix la càrrega de treball energètica de caminar i córrer al llarg del temps. El nostre projecte pretén promoure una marxa adequada per millorar el benestar dels que l’utilitzen.

[1] Sloman, L, et al. "Patrons d'humor, de malaltia depressiva i de marxa". Informes actuals de neurologia i neurociència., Biblioteca Nacional de Medicina dels Estats Units, abril de 1987, www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3567834.

Visió general de com funciona

El nostre dispositiu avalua la marxa d’un usuari i determina si camina de la manera més òptima en funció de la distribució de la pressió del peu. Ho hem aconseguit mitjançant làmines conductores sensibles a la pressió en un conjunt de coixinets portàtils. Hem avaluat la seva marxa en funció de la quantitat mitjana de pressió exercida sobre el taló o la bola del peu. Això provoca que s’encenguin una cadena de LED RGB segons el resultat de l’avaluació de la marxa.

En inicialitzar els coixinets, la primera ronda de LEDs blancs permet a l’usuari capgirar el coixinet al terra i col·locar-lo a la posició desitjada. Quan s’encén la segona ronda de LEDs blaus, és quan l’usuari ha de trepitjar els coixinets. Es registren les pressions màxima i mínima aplicades a la part davantera i posterior del peu. Mitjançant aquests números l’hem utilitzat per normalitzar lectures futures del velòstat. A més, calculem un llindar variable que detecta quan el coixinet hauria de començar a llegir valors, en funció de si algú el trepitja.

Imatge

La nostra iteració final del projecte es mostra a les imatges anteriors.

Pas 1: materials

Llista de materials (per a un sol bloc)

1 Lilypad Arduino (https://amzn.to/2Pjf5dO)

¼ d'un full de Velostat (https://amzn.to/2Pkfrke)

¼ d'una tira NeoPixel RGB (https://amzn.to/2E1dGGG)

Fusta contraxapat de 14 "x 16" ch polzades (https://amzn.to/2QJyPf8)

1 bateria de ions de liti de 1,3 V (https://bit.ly/2AVIcP7)

Cable (https://amzn.to/2G4PzcV)

Cinta de coure (https://amzn.to/2SAIBOf)

Paper d'alumini (https://amzn.to/2RFKs47)

Cola per a fusta (https://amzn.to/2Qhw7yb)

Pas 2: tall per làser

Tallem amb làser dues peces de fusta contraxapada de 1/2 per a cada coixinet. La part inferior acull els cables i l'electrònica, mentre que el marc superior presenta els coixinets de pressió i protegeix les parts de sota. Un total de 8 peces formaran 4 coixinets quan s'uneixin junts.

El fitxer Illustrator és la dimensió final del teclat. Les línies VERMELLS s’han d’establir a CUT i el NEGRE s’ha de gravar. Depenent de la màquina de tall per làser, es necessitaran diferents combinacions de potència / velocitat per obtenir un gravat prou profund per fer que l’Arduino Lilypad quedi a ras sota el peu del peu. Com a referència, hem utilitzat 50 velocitats, 40 potències i hem fet 3 passades.

Pas 3: cablejat

Hem utilitzat el LilyPad Arduino AT, que inclou un total d’11 pins de connector.

A continuació, es detallen els detalls per connectar el Gait Keeper tal com es mostra al diagrama de Fritzing i a les imatges de prototipus anteriors:

• Velòstat frontal positiu> A5
• Tornar Velostat positiu> A4
• Terrenys Velostat> Pin GND
• Senyal LED> A3
• LED GND> Pin GND
• LED positiu> Pin positiu

Pas 4: Codi

A continuació hi ha un enllaç al nostre codi i adjuntem una imatge del nostre pseudocodi i enfocament:

Pas 5: Muntatge

Per al procés de muntatge final, primer hem tallat la tira NeoPixel RGB en trossos prou llargs per embolicar la circumferència del coixinet i tallar el filferro per adaptar-lo a les pistes que havíem gravat a les coixinetes. Després vam soldar els cables als pins adequats de cadascun dels Lilypads, tal com s’indica a la primera imatge superior, i vam penjar el nostre codi als taulers. A continuació, vam passar tires de paper d'alumini a través de les ranures que havíem tallat amb làser i les vam gravar al lloc, tal com es mostra a la segona i tercera imatge. Després, hem utilitzat les pistes del cablejat per fixar-les al paper d’alumini mitjançant cinta de coure i hem soldat el cablejat connectat a Lilypads als punts de contacte corresponents (pin A5 al pad frontal per la part superior de les pistes de cablejat tallades pel làser, pin A4 al inferior, i el terra pel centre (es mostra a la quarta imatge).

Tal com es mostra a la cinquena imatge, vam assegurar tires de Velostat que es tallaven de la mateixa mida que les tires de paper d'alumini, fixant-les al seu lloc per assegurar-ne el contacte uniforme amb el material conductor. Per a la capa superior de material conductor, hem utilitzat cinta de coure per la seva durabilitat, creant un patró en espiral per cobrir tota la superfície de la peça rectangular de fusta que es veu a la sisena imatge superior, mantenint tot al seu lloc. També hem utilitzat la cinta de coure per crear una connexió entre aquestes capes en espiral enfilades a través de les ranures tallades amb làser per arribar al cablejat de terra soldat.

Finalment, vam emparedar tots els materials i vam connectar totes les peces d’emmarcament de fusta, vam connectar les bateries carregades i vam enganxar el Lilypad a la seva unitat d’habitatge designada. Un cop instal·lat tot, hem utilitzat cola de fusta per enganxar els marcs de fusta i, a continuació, fixem les tires RGB tallades a la vora exterior i hem deixat assecar la cola durant la nit.

Pas 6: Vídeo de demostració d’interaccions

Aquí teniu un vídeo d’un dels nostres membres del grup caminant pels coixinets i rebent retroalimentació LED.