Fixació de mitjons de detecció de pressió: 18 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

A l’hora d’escollir ortesis personalitzades, no hi ha moltes opcions de proves fiables que puguin ajudar-vos a decidir quin tipus d’inserció és millor per a les necessitats dels vostres peus. I les opcions que existeixen quasi sempre posen a prova específicament els desequilibris de forces als peus mentre es queden quiets. En realitat, necessiteu les plantilles per proporcionar comoditat i estabilitat durant les condicions de marxa, no només quan estigueu parades. Curiosos de com podríem començar a solucionar aquest problema, vam decidir dissenyar un mitjà senzill, assequible i senzill de pressió que, amb sort, un cop millorat en el futur, es podria utilitzar per diagnosticar qualsevol desequilibri als peus d’un pacient mentre caminava. Aquest diagnòstic es podria utilitzar potencialment, juntament amb la documentació mèdica existent, per crear plantilles personalitzades per al pacient (o recomanar-ne d’altres).

El nostre disseny actual (el que podeu fer en aquest instructiu) té tres sensors que s’adhereixen a la part inferior de qualsevol mitjó i donen lloc a que els neopíxels (petites llums) s’encenguin quan es premen. Tots els components electrònics estan allotjats en una banda de turmells i permeten enviar dades de pressió a l’ordinador mitjançant bluetooth i després representar-les en temps real. Esperem actualitzar aquest disseny en el futur, però ara com ara es construeix el nostre prototip actual.

(Mireu el vídeo anterior per veure què farà quan hàgiu acabat.)

Preparació

Per fer aquest dispositiu amb èxit, heu de saber algunes coses. S'ha inclòs el codi utilitzat per al projecte, però un coneixement bàsic de la lògica implicada pot ser beneficiós si teniu problemes. Si teniu algun problema, també hi ha fòrums disponibles a Internet on podeu publicar el vostre problema o cercar-ne un de similar al vostre problema que ja s’ha resolt. El coneixement bàsic del cablejat elèctric, tot i que no és massa complicat, pot fer que el projecte vagi junt una mica més ràpid. Finalment, haureu de soldar alguns elements de fixació a la Flora. Fes un cop d’ull als conceptes bàsics abans de començar.

Seguretat

Abans de començar amb el projecte, hi ha algunes qüestions de seguretat que cal abordar. El producte acabat no us farà mal, però la seguretat elèctrica no sempre és un coneixement comú. Per evitar un curtcircuit de qualsevol equip, assegureu-vos que la terra estigui connectada al dispositiu abans d'afegir corrent. Assegureu-vos també que cap fil conductor no creui cap altre fil conductor. Si ho feu, podríeu curtcircuitar el circuit i provocar un incendi. També s’ha de tenir precaució a l’hora de soldar els elements de fixació a la Flora. Les eines de soldar són increïblement calentes i causaran cremades extremadament doloroses si es toca accidentalment la punta. Assegureu-vos de saber què feu per no cremar-vos ni danyar els vostres circuits.

Consells i consells

• Comproveu que el circuit funcioni abans de fer costures o construccions.
• Si sembla que no podeu obtenir cap dada de sortida d’un sensor de pressió, comproveu que el pin associat de la Flora sigui funcional (un dels nostres pins estava trencat i hem hagut d’aconseguir un Flora nou).
• Planifiqueu com s’ajustaran tots els components de la banda del turmell per tal d’evitar creuar fils conductors en qualsevol punt.
• Deixeu-vos espai addicional quan planifiqueu cosir el fil conductor a la banda. Tenir els fils massa propers l’un de l’altre presenta el risc que es toquin accidentalment.
• Per estalviar temps, planifiqueu la ubicació del fil abans de cosir-lo. Si intenteu cosir-lo sense tenir una idea clara d’on anirà tot, us quedareu frustrats i acabareu fent de nou de totes maneres.
• Si teniu problemes per connectar-vos al mòdul Bluetooth, desconnecteu-lo, oblideu el dispositiu a la configuració de Bluetooth de l'ordinador i torneu-lo a connectar.
• Per estalviar temps, mireu alguns videotutorials a YouTube sobre com cosir electrònica de vestir a la roba

Pas 1: reuniu materials i eines

La creació de l'accessori de mitjó de detecció de pressió, hi ha algunes coses que necessitareu si voleu que funcioni. Algunes de les coses de la llista següent són obligatòries i algunes d’elles es desitgen per facilitar-les.

1. A Flora (es pot trobar aquí per 15 dòlars)
2. Mòdul Bluetooth. Hem utilitzat l'Arduino (HC06 BT), però també podeu utilitzar un mòdul portàtil Flora BLE.
3. Un material conductor sensible a la pressió com Velostat (disponible aquí a Adafruit)
4. Flora RGB NeoPixels, almenys tres. (Un paquet de 4 està disponible a Adafruit per uns 8 dòlars aquí.)
5. Fil conductor
6. Cables de pont (que tenen un aspecte semblant amb almenys un costat femení). Necessitareu 4.
7. Clips de cocodril connectats als cables (opcionals, però extremadament útil)
8. Una agulla de cosir
9. Una bateria petita de 3,7 V hauria de ser suficient (disponible aquí a Adafruit per uns 8 dòlars). Assegureu-vos que la bateria tingui el connector adequat per a la Flora.
10. Coixinet de velcro, com a mínim 2 "x 4", a més de punts de velcro.
11. Costures petites (5 mm) en els tancaments de pressió. Necessitareu almenys 18.
12. Soldadura i un soldador
13. Una samarreta vella
14. Teixit d'interfície fusible, es pot comprar a la majoria de botigues d'artesania o de costura. Llegiu alguns consells i trucs aquí.
15. Una samarreta vella
16. Tisores, cinta adhesiva i paciència.

Pas 2: creeu els sensors de pressió

1. Retalleu 3 peces del teixit conductor. Un hauria de ser prou petit per cabre sota el taló de la persona mitjana i els altres dos haurien de tenir quadrats d’1 polzada x 1 polzada (però la forma no importa tant).
2. Tallar sis trossos de fil conductor de 18 polzades.
3. Enganxeu un tros de fil a cada costat de les tres peces de tela prèviament tallades. El fil ha de quedar gravat en forma de "J", tal com es mostra a la imatge superior, i ha de sortir del teixit pels costats oposats tal com es mostra (mantenint aproximadament una mitja polzada d'espai entre les cues dels fils).

Pas 3: connecteu els sensors de pressió a la flora

1. Mitjançant clips de cocodril, per a cada sensor de pressió fixeu una cua de fil conductor a un passador de terra de la Flora i l’altre a un dels passadors 6, 9 o 10 (connexions que es mostren a la imatge superior a l’esquerra). El codi que utilitzeu designa el sensor del pin 9 com el que estarà situat al taló, el sensor del pin 6 com el que estarà situat a la bola del peu i el sensor del pin 10 com el que es farà situar-se sota la part exterior del peu (a sota d’on es troba l’artell del dit més petit). Si heu configurat els vostres sensors específicament per utilitzar-los en una d'aquestes ubicacions, assegureu-vos que estigui connectat al pin correcte.
2. Col·loqueu els sensors de manera que quedin plans sobre la taula i que cap dels fils estigui creuat o tocat.

(Nota: si heu d’adaptar diversos clips de cocodril a un passador de la Flora, enganxeu l’extrem d’un petit cable entre la connexió existent i, a continuació, fixeu el clip a l’extrem que sobresurt, tal com es mostra a la imatge de la dreta.)

Pas 4: connecteu els NeoPixels a la Flora

1. Connecteu cada NeoPixel a GND. Es poden connectar tots a la mateixa terra.
2. Connecteu els NeoPixels en sèrie, amb el primer connectat al pin 12 de la Flora.
3. Fixeu-vos cap a quina direcció apunten les fletxes. La fletxa que apunta cap al centre és el senyal entrant i la fletxa que apunta cap al centre és el senyal de sortida.
4. Connecteu cada NeoPixel a VBATT.

El diagrama de cablejat es mostra a la imatge superior com a referència.

Pas 5: connecteu Bluetooth a la Flora

1. Connecteu el pin GND del mòdul Bluetooth a un pin GND del Flora.
2. Connecteu el pin VCC del mòdul Bluetooth a un pin de 3,3V del Flora.
3. Connecteu TXD al mòdul Bluetooth a RX # 0 del Flora.
4. Connecteu RXD al mòdul Bluetooth a TX # 1 del Flora.

Si el mòdul Bluetooth no està connectat de manera incorrecta, es podria produir una fregida del circuit o una mala comunicació entre el mòdul i l'ordinador.

Pas 6: Construeix el circuit

Mitjançant l’esquema de circuits anterior, munteu tots els components (encara no intenteu utilitzar fil conductor. De moment, només cal que utilitzeu pinces de cocodril i cables aïllats o altres cables temporals que trieu)

Pas 7: descarregueu el codi i connecteu la Flora al vostre ordinador

1. Baixeu-vos el codi mitjançant l'enllaç següent i obriu-lo a Arduino IDE.
2. Si no teniu instal·lada la biblioteca Adafruit NeoPixel, descarregueu-la des de GitHub. Instal·leu aquesta biblioteca i assegureu-vos d’incloure-la a la carpeta Arduino Libraries.
3. Si no teniu instal·lada la biblioteca de filtres Arduino, descarregueu-la aquí des de GitHub. Instal·leu-lo i assegureu-vos d'incloure'l a la carpeta Arduino Libraries.
4. Connecteu el Flora a l’ordinador amb un cable micro USB a USB (a la imatge superior).
5. Feu clic a "Eines"> "Tauler"> "Adafruit Playground" per indicar al programari quin maquinari feu servir.
6. Feu clic a "Eines"> "Port" i, al menú desplegable, seleccioneu el port COM al qual està connectat el vostre Flora a l'ordinador.

Aquí teniu el codi que necessiteu.

NOTA: És possible que hàgiu d'ajustar els llindars del codi per determinar quan cal activar / desactivar un NeoPixel. Ajusteu cadascun per a cada sensor.

Pas 8: pengeu el codi a Flora

1. Feu clic a la fletxa "Penja" a l'extrem superior esquerre de l'IDE (encerclat a la imatge superior).
2. Com que el codi s'ha carregat, ara podeu desconnectar Flora de l'ordinador. A partir d’aquí, la comunicació entre la Flora i l’ordinador es realitzarà mitjançant la connexió Bluetooth.

Pas 9: connecteu el mòdul Bluetooth a l'ordinador

1. La llum del mòdul Bluetooth hauria de parpellejar en aquest moment.
2. Obriu les preferències de Bluetooth a l'ordinador.
3. Connecteu-vos al mòdul fent clic a l'opció "HC-06".
4. Un cop connectat, el llum de l'HC-06 hauria de deixar de parpellejar i romandre constant, tal com es veu a la imatge superior.

Pas 10: proveu la funcionalitat

1. En aquest moment, el mòdul Bluetooth hauria de transmetre dades dels sensors de pressió que heu creat a l’ordinador.
2. El codi descarregat pren aquestes dades i les representa com a tres línies separades (una per a cada sensor).
3. A IDE, feu clic a "Eines"> "Plotter en sèrie".
4. Hauríeu de veure les tres línies esmentades, totes probablement amb valors inicials diferents.
5. Premeu cap avall cada sensor de pressió un per un per assegurar-vos que veieu una resposta a la seva línia representada (la pressió hauria de provocar un descens a la corba).
6. Si no veieu que s'està traçant cap dada, comproveu que la velocitat en bauds de la trama estigui definida en 9600.
7. No passeu al pas següent fins que no assegureu-vos que es recopilen dades i que les parcel·les responen a la pressió sobre els sensors de pressió

Pas 11: tapeu els sensors

1. Retalleu trossos de tela fina i no conductora (hem utilitzat una samarreta vella) de la mateixa forma que els vostres sensors de pressió (una mica més grans). Retalleu 2 trossos de tela per a cada sensor.
2. Introduïu cada sensor entre els seus dos trossos de tela designats i, a continuació, cosiu-los al voltant de cada sensor (assegurant-vos de no punxar-lo).
3. Un cop acabada la costura, retalleu 3 trossos de velcro (el costat rugós) de la mateixa forma i mida que els vostres sensors.
4. Enganxeu el velcro als sensors recién coberts corresponents (només a un costat de cadascun).
5. Si el velcro no s’enganxa bé al teixit, també el podeu cosir. Una vegada més, però, tingueu cura de no perforar els sensors. El velcro servirà com a mètode per fixar els sensors a un mitjó.

Pas 12: planifiqueu la vostra discussió

Ara que heu muntat un esborrany del prototip i heu comprovat que realment funciona, podeu provar de cosir-lo per obtenir un producte final. Recordeu, no creueu el fil conductor i planifiqueu les puntades abans de cosir. Hi ha infinites possibilitats d’ubicació de Flora, Bluetooth i NeoPixels. La imatge anterior és una possibilitat que hem trobat treballada. Els tres NeoPixels es connecten en sèrie i cadascun està connectat a la xarxa elèctrica i a terra. A més, no hi ha cables creuats! convertint-lo en un disseny excel·lent.

Pas 13: Muntatge d’un prototip: costura de la primera part

Els sensors estan coberts, el codi funciona i ja heu planificat el roscat. Ara toca muntar un producte final. Vam cosir-ho tot sobre una faixa de turmell (feta amb una samarreta vella) que es pot embolicar i assegurar amb velcro. Podeu provar la mateixa idea, però us animem a jugar amb ella i a trobar una configuració que us funcioni. Seguiu els passos següents i assegureu-vos de mirar les vostres connexions.

1. Planxa la interfície sobre una tira de la samarreta, tenint cura de quina cara queda cara avall. La tira ha de ser prou llarga per embolicar-se al turmell i prou ampla per cosir la Flora, el Bluetooth i els NeoPixels.
2. Decidiu on voleu col·locar el Flora, el mòdul Bluetooth i els NeoPixels.
3. Coseu el costat femení de les claus a la samarreta on voleu col·locar la Flora. Cap de les instantànies s’ha de tocar.
4. Assegureu-vos de comprovar les ubicacions de cada instantània mentre cosiu per assegurar-vos que s’alinearan amb el pin correcte de la Flora. (Vist a la imatge més amunt.)

Recordeu que heu de seguir referint-vos al vostre pla de rosca al llarg d’aquestes etapes per no creuar cables ni oblidar-vos de connectar alguna cosa.

Pas 14: Muntatge d’un prototip: costura de la part 2

Ara que teniu el marc cap avall, anem a components de costura:

1. Enganxeu els NeoPixels on vulgueu que estiguin. Això no és estrictament necessari, però és útil per mantenir-los al seu lloc mentre els cosiu.
2. Cosiu els NeoPixels a la samarreta.
3. Cosiu el Bluetooth a la samarreta. Vam fer una petita butxaca, tal com es veu a la imatge superior, però exerciteu la vostra ment creativa per decidir la millor manera de mantenir-la premuda.
4. Mitjançant fil conductor, cusiu connexions entre els ajustaments de la Flora, el Bluetooth i els NeoPixels.
5. No creueu els fils! Si creuar fils és inevitable, poseu algun tipus d’aïllament entre fils, com una part de la samarreta.

Pas 15: Muntatge d’un prototip: costura de la part 3

Un cop cosits els NeoPixels, connecteu els sensors de pressió als circuits:

1. Cusiu una línia de sis instantànies aproximadament una polzada per sota dels NeoPixels.
2. Enrosqueu els cables conductors entre la Flora i la nova línia de presions. Aquests actuaran com a punts de connexió dels sensors de pressió. (N’hi hauria d’haver tres connectats a GND i tres connectats als pins de senyal analògics 6, 9 i 10.)
3. Vam portar els cables de cada sensor de pressió per la part posterior del turmell i els vam passar per una part de la samarreta per evitar que es tocessin.
4. Assegureu el costat mascle de les sis presions a l'extrem del fil conductor dels sensors de pressió.
5. Aquests ajustaments haurien d’adaptar-se a la línia que acabeu de cosir.

Consulteu de nou el vostre pla de rosca durant aquests passos per assegurar-vos que no creieu els cables i que connecteu els ajustaments adequats.

Pas 16: Muntatge d'un prototip: soldadura

Ara passem a la soldadura. Recordeu que heu de revisar la vostra seguretat perquè les planxes de soldar poden ser molt doloroses si es toquen.

1. Soldeu el costat masculí de les claus a la Flora. (Vist a la imatge superior a l'esquerra.)
2. Després de soldar cada mosquetó, comproveu-ne la posició amb els mosquetons cosits. És més ràpid ajustar un ajust amb soldadura que tornar a cosir tots els ajustaments perquè no estan alineats correctament.
3. Un cop soldats els snaps a la Flora, podeu adjuntar-li el conjunt aproximat de les peces per veure com s’adapta, tal com es veu a la imatge de la dreta.

Pas 17: Muntatge d’un prototip: finalització

1. Cobrim la part posterior de la tira (on queden exposats tots els roscats i nusos) amb una altra porció de samarreta. Seria una pena que un filferro s’enganxés i s’arrencés!
2. Creeu una petita butxaca per a la bateria si ho desitgeu.
3. Hem creat una solapa per cobrir tots els components, però això depèn completament de vosaltres.
4. Afegiu punts de velcro a la tira de la samarreta. Això servirà com a fixació de mida ajustable per mantenir la banda al voltant del turmell.
5. Un que heu acabat, proveu-ne la mida i comproveu si funciona.

Pas 18: idees addicionals

En un futur proper, esperem afegir processos addicionals per aconseguir un senyal més clar i retroalimentació per informar els usuaris dels desequilibris entre les lectures del sensor de pressió. Aquests desequilibris es poden fer servir per fer suggeriments de plantilla per a l'usuari (de nou, tenir una quadrícula de sensors més precisa i completa ho facilitaria).

En un futur posterior, aquest projecte es podria ampliar per incloure una gamma més precisa de sensors de pressió. Si, per exemple, s’utilitzés una graella de detecció de pressió, es podria crear una col·lecció de dades molt més detallada. Aquestes dades es podrien utilitzar per crear una imatge representada en temps real d'un peu amb zones de pressió més alta i més baixa designades per una gamma de colors. Això faria que la fixació del sensor sigui molt més útil en un entorn clínic, perquè un metge podria reconèixer visualment anomalies en la distribució de la força al peu d'algú mentre camina. Després, podria mirar les dades numèriques i, basant-se en les conclusions, recomanar el tractament de la malaltia (és a dir, quin tipus de plantilla adquirir per millorar la comoditat). Aquesta funcionalitat queda molt lluny d’aquest projecte, però creiem que aquest Instructable definitivament té molt potencial.

Moltes gràcies per dedicar-vos temps a llegir el nostre tutorial i (potser!) Provar-lo. Feu-nos-ho saber si teniu suggeriments o suggeriments a la secció de comentaris següent.