Sigh Collector: 10 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:25

Povzdech v. I. [imp. & p. p. {Vzdychl}; p. pr. & vb. n. {Sighing}.] 1. Vdechněte větší množství vzduchu než obvykle a okamžitě jej vypusťte; provést hluboké jediné slyšitelné dýchání, zejména jako výsledek nebo nedobrovolný projev únavy, vyčerpání, zármutku, smutku a podobně. [1913 Webster] Popis: Toto jsou pokyny pro stavbu domácího monitorovacího systému, který měří a sbírá vzdechy. Výsledkem je fyzická vizualizace množství povzdechů pro osobní použití v domácím prostředí. Projekt se skládá ze dvou částí. První část je stacionární jednotka, která po přijetí příslušného signálu nafoukne velký červený vzduchový měchýř. Druhou částí je mobilní jednotka, kterou nosí uživatel a která monitoruje dýchání (přes hrudní pás) a při zjištění vzdechu bezdrátově sděluje signál stacionární jednotce. Předpoklady: 1. Máte základní znalosti stavebních a výrobních technik a také přístup k příslušným nástrojům a zařízením. 2. Máte pracovní znalosti o fyzických počítačích (čtení schémat zapojení) 3. Jste zdrceni úzkostí ze života v neúspěšném stavu a jste frustrovaní z toho, že většina vašich domácích předmětů řeší pouze fyzické, nikoli emoční zdraví.

Krok 1: Potřebný materiál

Zde je přehled materiálů, které budou potřeba. Každá jednotlivá stránka obsahuje další podrobnosti a odkazy, kde lze některé z těchto materiálů zakoupit. Fyzikální materiály:> 1, 4x8 list překližky. Použil jsem kus javorové vrstvy.> 2, 2x2 na konstrukční rám> ~ 2 yardy z červeného nylonového popruhu> Nějaká volná červená tkanina z obchodu s tkaninami> Latexové hadičky (vnitřní průměr: 1/8 ", vnější: 1/4 ")> Šrouby do dřeva (5/16, 3", 4 ")> 1 vzduchové čerpadlo na dobíjecí baterii (dobíjecí rychlé čerpadlo Coleman)> 1 jednosměrný" zpětný ventil "> Kousek zahradní hadice> Kapalina Latex & Red Pigment nebo velký červený balónek nějakého druhu. Elektronika, Různé:> 1, 20cm Stretch Sensor> 1 červený RCA kabel, samčí a samičí záhlaví> 1 10K potenciometr s velkým knoflíkem> 1 třícestný přepínač> 2 mikrokontroléry Arduino (Diecimille nebo novější)> 2 9V bateriové spony s 5mm (středově kladnými) zástrčkami.> 2 bezdrátové moduly xBee> 2 xBee shiels od LadyAda> 1 kabel FTDI pro programování xBees> 1 LMC662, „rail-to- rail "Čip OpAmp> Různé komponenty elektroniky (podrobnosti viz schémata zapojení).

Krok 2: Sestavte a naprogramujte obvod. Hack do vzduchové pumpy

Rád bych začal tím, že nejprve uvedu elektroniku do provozu, obvykle s prototypem toho, co chci postavit (vyrobeno z levné vnější překližky nebo dokonce lepenky a lepidla za tepla). Elektronika je rozdělena na dvě části. Tato část je přijímacím koncem. Bude přijímat bezdrátový signál z nositelné jednotky a pomocí tohoto signálu zapne vzduchovou pumpu na ~ 2 sekundy a poté ji vypne. Mezi pumpou a balónem se nazývá zpětný ventil, který nechává vzduch procházet jedním směrem, ale ne druhé. Vzduchové čerpadlo je dobíjecí "Quickpump" Coleman. Líbí se mi to díky dobíjecí baterii a různě velkým nástavcům. Otevřete pumpu a přepracujte kolébkový spínač, aby překlenul baterii a jeden terminál motoru. Druhý terminál motoru bude veden ke kolektoru tranzistoru TIP120. Chcete-li to provést, musíte odpájet černý vodič z druhého terminálu motoru a také odpájet kabel vycházející z nabíječky baterií a jít na druhý konec kolébkového spínače. Zajistěte společné uzemnění baterie motoru s napájecím zdrojem arduino. Sestavte obvod podle schématu níže. Pro vyšší rozlišení je také přiložen PDF. Naprogramujte arduino pomocí kódu dodaného v textovém souboru. Tuto knihovnu si budete muset nainstalovat. Pokud nevíte, jak pracovat s Arduinem, zde je několik odkazů, abyste se mohli naučit:> Hlavní web Arduino> Freeduino- úložiště znalostí a odkazů Arduina> NYU, ITP's in- vlastní fyzický počítačový server s návody a referencemi.

Krok 3: Postavte hlavní jednotku Sigh Collector

Kvůli stručnosti nebudu podrobně popisovat každý krok v procesu budování hlavní jednotky. Stačí říci, že to může být tak jednoduché nebo složité, jak si přejete; cokoli od lepenky a horkého lepidla po zakázkově vyráběné nebo pokročilejší materiály. Navrhl jsem svůj způsob tímto způsobem, což neznamená, že je to jediný způsob, jak to lze provést. Pokud se chcete řídit mými pokyny nebo je upřesnit, podívejte se na níže uvedený diagram. Opět je připojeno PDF ve vyšším rozlišení. Na diagramu najdete přesná měření a specifikace, jak sestrojit jednotku, na obrázku níže. Jak je uvedeno v kroku 2, postavil jsem svůj z překližky javorové třídy vhodné pro dílny. Má pěkné zrno a dobře se krájí. Nechal jsem povrch surový. Pár poznámek k návrhu: Rozhodl jsem se zatáhnout všechny šrouby zevnitř, abyste je neviděli zvenčí. Proklouznout vrtačku dovnitř jednotky může být ošidné, proto doporučuji stavět ji po částech. Zahnul jsem spodní hrany rámu 2x2, aby vypadaly trochu uhlazeněji, když jsou viditelné. Horní část se zkosenými rohy a kruhovým otvorem je odnímatelná pro snadnou opravu vnitřních částí. Čerpadlo a elektronika budou umístěny uvnitř krabice, na poličce, kterou drží dva z 2x2 na vnitřním rámu (viz obrázek). Důvod, proč jsem ji postavil na rám, je ten, že rohy zůstanou hranaté. Jinak může mít překližka tendenci se zdeformovat. Tímto způsobem lze také vše držet pohromadě pomocí šroubů, a proto je snadno rozložit na kusy.

Krok 4: Vytvořte vzduchový měchýř

Chtěl jsem organičtější, masitější texturu svého vzduchového měchýře, a tak jsem ji vylil z tekutého latexu. Tekutý latex mnoha různých druhů lze zakoupit v řemeslném obchodě, v obchodě s rekvizitami nebo snadno na internetu. Smíchal jsem latex s červeným pigmentem, abych jej obarvil, a natřel jej ve vrstvách na vnější stranu velkého balónu. Mnoho vrstev vytvořených tak, aby vytvářely velký, pružný masitý balónek, s texturou, kterou jsem vytvořil štětcem. Nahradit mohl jednoduchý balón, plážový míč nebo dokonce pytel na odpadky. Na tomto webu najdete různé typy velkých balónků.

Krok 5: Kombinujte elektroniku s hlavní jednotkou. Nainstalujte zpětný ventil a čerpadlo

Umístěte vzduchové čerpadlo a obvod dovnitř hlavní jednotky na spodní polici. Nyní je čas vytvořit spojení mezi vzduchovým čerpadlem a vzduchovým měchýřem/balónem, který bude sedět na hladině. Chceme, aby vzduch procházel pouze jedním směrem, a nikoli opačným směrem, proto používáme něco, čemu se říká „zpětný ventil“. Základním principem je, že sklopné dveře, gumovou membránu nebo kuličku lze přemístit vzduchem jedním směrem, ale pak zabrání návratu vzduchu. Koupil jsem zpětný ventil na webové stránce McMaster Carr; Přesněji se to nazývá zpětný ventil z PVC. Používám průměr 1 ". Ten byl pro mě atraktivní, protože byl extrémně nízký" tlak prasknutí "nebo tlak potřebný k odstranění bariéry. <0,1 psi !! Použil jsem jednoduchou zahradní hadici ke spuštění z čerpadlo, ke zpětnému ventilu, pak z druhé strany ventilu do balónu. Kování je spojeno a správně dimenzováno a já jsem je pomocí lepidla dále zajistil a zabránil úniku vzduchu…

Krok 6: Sestavte si přenosný kufr, přišijte rukojeť

Vzdychání je monitorováno hrudním popruhem, který budete nosit. Abyste udrželi elektroniku a napájecí zdroj, musíte si postavit „přepravní kufřík“. To bude mobilní a bude se připevňovat k hrudnímu popruhu. Budete to nosit s sebou při plnění svých každodenních úkolů a bude to sledovat vaši povzdechovou aktivitu. Když je detekován povzdech, mobilní jednotka odešle bezdrátový signál do hlavní jednotky. Opět můžete postupovat podle schématu, který jsem poskytl, a najít měření, jak postavit přenosný box. Nebo se můžete rozhodnout vytvořit vlastní, jedinečnou verzi nebo vylepšit vlastní. Ten svůj jsem modeloval podle různých druhů lékařských zařízení pro monitorování pacientů. Poznámky: Spojil jsem kabel RCA mezi obvod a senzor/hrudní pás (kroky 7 a 8), aby se mohl snadno zapojit a vyjmout z krabice. Vybral jsem si kabel RCA, protože je to jednoduchý způsob, jak mít dva lankové vodiče, pěkně zabalené se snadno připojitelným/odpojeným konektorem. Z estetických důvodů jsem navlékl kabel RCA do latexové hadičky.

Krok 7: Sestavte a naprogramujte obvod pro detekci povzdechu. Sestavte elektroniku do přenosného pouzdra

Postupujte podle schématu zapojení níže. Připojeno je také PDF ve vyšším rozlišení. Naprogramujte Arduino pomocí dodaného kódu. Chcete -li sledovat dýchání, vyrobíme hrudní pás, který je vybaven napínacím senzorem. Expanze a smrštění hrudníku nám poskytne data, která můžeme v kódu použít k extrapolaci normálního dýchání, a tedy k určení větší než obvyklé inhalace (následované velkým výdechem). K vytočení prahové hodnoty bude použit 10 nebo 20K potenciometr, který bude představovat, jak velká vdechnutí je spojena s povzdechem. Koupil jsem si natahovací senzor od společnosti Merlin Robotics, britské společnosti. Mají na skladě různé velikosti. Používám 20cm senzor. V mém obvodu zesilovám signál ze snímače odporovým můstkem a čipem OpAmp (viz diagram). Toto je metoda navržená výrobcem. Datasheet najdete na internetu. Poznámka: Domnívám se, že podobný nápad by mohl být proveden se snímačem tlaku místo snímače roztažení. Mohli byste připojit tlakový bod na senzoru k nějakému druhu hadičky a omotat tuto trubku kolem hrudníku. Před přišroubováním krabice vyvrtejte do přední strany pouzdra otvory a připevněte k němu ze zadní strany potenciometr, kontrolku LED, vypínač a nástavec senzoru roztažení (RCA, samice). Napájím Arduino 9V baterií. Mám 2 z nich zapojené paralelně, takže získám stejné napětí, ale zdvojnásobím proud (vydrží déle).

Krok 8: Odřízněte a přišijte hrudní popruh a připevněte snímač roztažení

Základní myšlenkou je, že tkaninový popruh je omotán kolem hrudníku spodními žebry (kde dochází k největšímu pohybu). Strečový senzor překlenuje malou mezeru v hrudním popruhu, zbytek není pružný, takže dýchání, následně senzor podle potřeby deformuje. Budete muset změřit délku popruhu podle vašeho individuálního typu těla. Kolem popruhu jsem přišil další pruh látky, aby dráty mohly bezpečně sedět uvnitř. Vpředu, kde je připojení natahovacího senzoru, jsem ušil „rukáv“látky, který by senzor volně zakryl, aby se nepoškrábal nebo nepoškodil. V zadní části hrudního popruhu jsem vytvořil jednoduchý tvar (např. na batohu) pro utažení a povolení popruhu. Nechal jsem tvar vyřezat laserem z čirého akrylu (viz obrázek), ale můžete to udělat jakýmkoli způsobem.

Krok 9: Slovo o bezdrátové síti

Jedna věc, o které jsem ještě nemluvil, je, jak je dosahováno bezdrátové komunikace. Používám bezdrátové modemy xBee. xBee's jsou snadný způsob, jak vytvořit bezdrátové připojení typu point-to-point nebo vytvořit síťovou síť. K propojení s deskou Arduino jsem použil adaptér xBee společnosti LadyAda. Je to levné, snadno sestavitelné a existuje podrobný instruktážní web s vysvětlením, jak jej nakonfigurovat. Prostřednictvím kombinace těchto webových stránek a kapitoly o rádiu xBee v knize „Making Things Talk“(Tom Igoe) jsem implementoval, možná jaké je nejjednodušší použití těchto rádií, která jsou ve skutečnosti docela silná. Odtud mám své adaptéry a xBees (+ příslušný kabel). Pokyny ke konfiguraci xBees jsou zde. Jediná věc, do které se nechystám, je konfigurace xBees. Udělal jsem to velmi snadno (na macu) přepsáním nějakého kódu z Igoeovy knihy, která pomocí Processingu vytváří jednoduchý terminál pro programování xBee. Tento kód je na straně 198.

Krok 10: Hotovo

Gratuluji! Skončil jsi. Nyní můžete pomocí Sigh Collector sledovat své emoční zdraví.