Drukmeting sokkie: 18 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

As dit kom by die keuse van pasgemaakte ortotika, is daar nie baie betroubare toetsopsies wat u kan help om te besluit watter tipe insetsel die beste by u voete pas nie. En die opsies wat bestaan, toets feitlik altyd die wanbalans van kragte in u voete terwyl u stilstaan. In werklikheid het u u binnesole nodig om gemak en stabiliteit te bied tydens wandelomstandighede, nie net terwyl u stilstaan nie. Nuuskierig oor hoe ons kan begin werk om hierdie probleem op te los, het ons besluit om 'n eenvoudige, bekostigbare druksensorkoppelstuk te ontwerp wat hopelik, sodra dit in die toekoms verbeter is, kan help om enige wanbalans in die voete van 'n pasiënt te diagnoseer terwyl hy loop. Hierdie diagnose kan dan moontlik saam met bestaande mediese dokumentasie gebruik word om pasgemaakte binnesole vir die pasiënt te skep (of bestaande aan te beveel).

Ons huidige ontwerp (die een wat u in hierdie instruksies kan maak) het drie sensors wat aan die onderkant van 'n sokkie vasgemaak word, wat lei tot neopixels (klein liggies) wanneer hulle ingedruk word. Alle elektroniese komponente word in 'n enkelband gehuisves, en laat toe dat drukdata via Bluetooth na u rekenaar gestuur word en dan in real -time geteken kan word. Ons hoop om hierdie ontwerp in die toekoms by te werk, maar hier is hoe ons ons huidige prototipe kan bou!

(Kyk na die video hierbo om te sien wat dit sal doen as u klaar is.)

Voorbereiding

Om hierdie toestel suksesvol te maak, is daar 'n paar dinge wat u moet weet. Die kode wat vir die projek gebruik is, is ingesluit, maar 'n basiese kennis van die betrokke logika kan voordelig wees as u probleme ondervind. As u 'n probleem het, is daar ook forums op die internet waar u u probleem kan plaas of kan soek na een wat soortgelyk is aan u probleem wat reeds aangespreek is. Basiese kennis van elektriese bedrading, hoewel dit nie te ingewikkeld is nie, kan die projek 'n bietjie vinniger laat verloop. Uiteindelik moet u 'n paar bevestigingsmiddels aan die Flora soldeer. Ontdek die basiese beginsels voordat u begin!

Veiligheid

Voordat u met die projek begin, is daar 'n paar veiligheidskwessies wat aandag moet geniet. Die finale produk self sal u nie skade aandoen nie, maar elektriese veiligheid is nie altyd algemene kennis nie. Om te voorkom dat u toerusting kortkom, moet u seker maak dat die grond aan u toestel gekoppel is voordat u krag toevoeg. Maak ook seker dat nie een van u geleidende draad ander geleidende draad kruis nie. Deur dit te doen, kan die stroombaan kortkom en 'n brand ontstaan. Wees ook versigtig wanneer die bevestigingsmiddels aan die Flora gesoldeer word. Soldeergereedskap is ongelooflik warm en veroorsaak uiters pynlike brandwonde as u per ongeluk aan die punt raak. Maak seker dat u weet wat u doen, sodat u nie brand of die stroombaan beskadig nie.

Wenke en wenke

• Maak seker dat die kring werk voordat u naaldwerk of konstruksie doen!
• As u geen data -uitset van 'n druksensor kan kry nie, moet u seker maak dat die gepaardgaande pen op die Flora funksioneel is (een van ons penne is gebreek en ons moes 'n nuwe Flora kry).
• Beplan hoe u al die komponente op die enkelband gaan pas om te voorkom dat u op enige stadium geleidende drade kruis.
• Laat u ekstra ruimte toe as u van plan is om die geleidende draad aan die band vas te maak. As die drade te naby aan mekaar is, kan u per ongeluk raak.
• Om tyd te bespaar, beplan die draadplasing voordat u dit aanmekaarwerk. As u probeer om dit te naai sonder om 'n duidelike idee te hê van waarheen alles gaan, sal u gefrustreerd raak en in elk geval baie daarvan weer doen.
• As u probleme ondervind met die verbinding met die Bluetooth -module, moet u die module ontkoppel, die toestel vergeet in die Bluetooth -instellings op u rekenaar en dan weer daaraan koppel.
• Om tyd te bespaar, kyk na 'n paar video -tutoriale op YouTube oor die naai van draagbare elektronika op klere

Stap 1: Versamel materiaal en gereedskap

As u die sokkie -aanhanger vir drukopsporing skep, is daar 'n paar dinge wat u nodig het as u wil hê dit moet werk. Sommige van die dinge in die onderstaande lys is nodig, en sommige daarvan is gemaklik.

1. A Flora (kan hier gevind word vir $ 15)
2. Bluetooth module. Ons het die Arduino -een (HC06 BT) gebruik, maar u kan ook 'n Flora BLE -draagbare module gebruik.
3. 'N Drukgevoelige geleidende materiaal soos Velostat (beskikbaar hier by Adafruit)
4. Flora RGB NeoPixels, ten minste drie. ('N 4-pakkie is beskikbaar by Adafruit vir ongeveer $ 8 hier.)
5. Geleidende draad
6. Truikdrade (wat so lyk met ten minste een vroulike kant). Jy benodig 4.
7. Alligatorknipsels aan drade geheg (opsioneel, maar uiters nuttig)
8. 'N Naald
9. 'N Klein battery, 3,7V, behoort voldoende te wees (beskikbaar hier by Adafruit vir ongeveer $ 8). Maak seker dat die battery die regte aansluiting vir die Flora het.
10. Klittenband, minstens 2 "x 4", plus klittenbandpunte.
11. Klein (5 mm) naaldwerk word vasgemaak. U benodig ten minste 18.
12. Soldeer en 'n soldeerbout
13. 'N Ou t-hemp
14. Smeltbare koppelvlakstof, dit kan by die meeste handwerk- of naaldwerkwinkels gekoop word. Lees 'n paar wenke en truuks hier.
15. 'N Ou t-hemp
16. Skêr, band en geduld.

Stap 2: Skep die druksensors

1. Sny 3 stukke uit die geleidende stof. Die een moet klein genoeg wees om onder die hak van die gemiddelde persoon te pas, en die ander twee moet ongeveer 1 x 1 duim vierkante wees (maar die vorm maak eintlik nie soveel saak nie).
2. Sny ses stukke geleidende draad van 18 duim.
3. Plak een stuk draad aan elke kant van al drie voorafgesnyde stofstukke vas. Die draad moet in 'n 'J' -vorm vasgemaak word, soos in die prent hierbo getoon, en moet aan die teenoorgestelde kante van die weefsel afgesleep word (hou ongeveer 'n half duim spasie tussen die sterte van die drade).

Stap 3: Koppel die druksensors aan die Flora

1. Met behulp van krokodilknipsels, heg vir elke druksensor een geleidende draadstert aan 'n grondpen op die Flora en die ander aan een van penne 6, 9 of 10 (verbindings word in die prent hierbo aan die linkerkant getoon). Die kode wat u gaan gebruik, dui die sensor op pen 9 aan as die op die hak, die sensor op pen 6 as die wat op die voetbal geleë is, en die sensor op pen 10 as die geleë onder die buitenste gedeelte van die voet (onder waar die kneukel van u kleinste toon is). As u u sensors spesifiek gevorm het om op een van hierdie plekke gebruik te word, moet u seker maak dat dit aan die regte pen vasgemaak is.
2. Plaas die sensors sodat hulle plat op die tafel is en dat geen van die drade gekruis of aan mekaar raak nie.

(Let wel: as u verskeie krokodilleklemme op een pen van die Flora moet plak, steek die uiteinde van 'n klein draadjie tussen die bestaande verbinding vas en heg dan u clip aan die uitsteekpunt soos hierbo in die prentjie hierbo getoon.)

Stap 4: Koppel die NeoPixels aan die Flora

1. Koppel elke NeoPixel aan GND. Hulle kan almal aan dieselfde grond gekoppel word.
2. Koppel die NeoPixels in serie, met die eerste een in pin 12 op die Flora.
3. Let op watter rigting die pyle wys. Die pyl wat na die middel wys, is die inkomende sein en die pyl wat van die middel af wys, is die uitgaande sein.
4. Koppel elke NeoPixel aan VBATT.

Die bedradingsdiagram word in die bostaande prent as 'n verwysing getoon.

Stap 5: Verbind Bluetooth met die Flora

1. Koppel die GND -pen op die Bluetooth -module aan 'n GND -pen op die Flora.
2. Koppel die VCC -pen op die Bluetooth -module aan 'n 3.3V -pen op die Flora.
3. Koppel TXD op die Bluetooth -module aan RX #0 op die Flora.
4. Koppel RXD op die Bluetooth -module aan TX #1 op die Flora.

As die Bluetooth -module verkeerd aangesluit is, kan dit lei tot die braai van die kring of 'n verkeerde kommunikasie tussen die module en die rekenaar.

Stap 6: Bou die stroombaan

Gebruik die bogenoemde stroomdiagram en monteer alle komponente (MOENIE nog 'n geleidende draad probeer gebruik nie. Gebruik vir eers net krokodilleklemme en geïsoleerde drade of ander tydelike drade van u keuse)

Stap 7: Laai die kode af en koppel die flora aan u rekenaar

1. Laai die kode af met die onderstaande skakel en maak dit oop in Arduino IDE.
2. Laai dit af van GitHub as u nie die Adafruit NeoPixel -biblioteek geïnstalleer het nie. Installeer hierdie biblioteek en sluit dit in u gids Arduino Libraries in.
3. As u nie die Arduino Filters Library geïnstalleer het nie, laai dit dan hier af van GitHub. Installeer dit en sluit dit in u gids Arduino Libraries in.
4. Koppel die Flora aan u rekenaar met 'n mikro -USB na USB -kabel (foto hierbo).
5. Klik op "Tools"> "Board"> "Adafruit Playground" om die sagteware te vertel watter hardeware u gebruik.
6. Klik op "Tools"> "Port" en kies dan die COM -poort waarmee u Flora op u rekenaar gekoppel is, in die keuselys.

Hier is die kode wat u nodig het!

LET WEL: Miskien moet u die drempels in die kode aanpas om te bepaal wanneer u 'n NeoPixel moet aan- of uitskakel. Pas elkeen vir elke sensor aan.

Stap 8: Laai kode op na Flora

1. Klik op die pyltjie "Laai op" in die linker boonste hoek van IDE (omring in die prent hierbo).
2. Omdat die kode opgelaai is, kan u die Flora nou van u rekenaar ontkoppel. Kommunikasie tussen die Flora en u rekenaar sal voortaan via Bluetooth -verbinding geskied.

Stap 9: Koppel die Bluetooth -module aan die rekenaar

1. Die lig op die Bluetooth -module behoort op hierdie stadium te flikker.
2. Maak Bluetooth -voorkeure op u rekenaar oop.
3. Koppel aan die module deur op die 'HC-06'-opsie te klik.
4. Sodra dit verbind is, moet die lig op die HC-06 ophou knip en konstant bly, soos in die prent hierbo gesien.

Stap 10: Toets funksionaliteit

1. Op hierdie stadium moet die Bluetooth -module data stuur van die druksensors wat u geskep het, na u rekenaar.
2. Die afgelaaide kode neem hierdie data en teken dit as drie afsonderlike reëls (een vir elke sensor).
3. Klik in IDE op "Tools"> "Serial Plotter."
4. U moet die drie genoemde reëls sien, waarskynlik met verskillende beginwaardes.
5. Druk een op 'n slag op elke druksensor om seker te maak dat u 'n reaksie in die ooreenstemmende lyn sien (druk moet 'n daling in die kromme tot gevolg hê).
6. As u geen data sien uitbeeld nie, moet u seker maak dat die baud -tempo op die plot op 9600 gestel is.
7. Gaan nie verder met die volgende stap totdat u seker maak dat data versamel word en die persele reageer op druk op die druksensors nie

Stap 11: Bedek die sensors

1. Sny stukke dun, nie-geleidende stof (ons het 'n ou t-hemp gebruik) in dieselfde vorm as u druksensors (net effens groter). Knip 2 stukke stof vir elke sensor uit.
2. Rondel elke sensor tussen die twee stukke stof, en werk dan om elke sensor (maak seker dat dit nie deurboor word nie).
3. As die naaldwerk voltooi is, sny u 3 stukke klittenband (die ruwe kant) van dieselfde vorm en grootte as u sensors af.
4. Plak die klittenband by die ooreenstemmende nuut bedekte sensors (slegs aan die een kant van elkeen).
5. As die klittenband nie goed by u stof kleef nie, kan u dit ook aanwerk. Maar weereens, wees versigtig om nie die sensors te steek nie. Die klittenband sal dien as die metode om die sensors aan 'n sokkie vas te maak.

Stap 12: Beplan u gare

Noudat u 'n ruwe konsep van die prototipe saamgestel het en geverifieer het dat dit inderdaad werk, kan u probeer om dit saam te werk vir 'n finale produk. Onthou, moenie u geleidende draad kruis nie en beplan u stikwerk voordat u naaldwerk doen. Daar is eindelose moontlikhede om die Flora, Bluetooth en NeoPixels te plaas. Die bostaande beeld is 'n moontlikheid wat ons gevind het werk. Die drie NeoPixels is in serie gekoppel en elkeen is verbind met krag en grond. Boonop kruis geen drade nie! maak dit 'n uitstekende uitleg.

Stap 13: Monteer 'n prototipe: naai deel 1

Die sensors is bedek, die kode werk en u het u threading beplan. Nou is dit tyd om 'n finale produk saam te stel. Ons het alles vasgemaak op 'n enkelband (gemaak van 'n ou t-hemp) wat omhul kan word en met klittenband vasgemaak kan word. U kan dieselfde idee probeer, maar ons moedig aan om daarmee te speel en 'n opset te vind wat vir u werk! Volg die onderstaande stappe en kyk na u verbindings!

1. Stryk die koppelvlak op 'n strook van die t-hemp, en wees versigtig met watter kant na onder. Die strook moet lank genoeg wees om om 'n enkel te draai en wyd genoeg om die Flora, Bluetooth en NeoPixels vas te maak.
2. Besluit waar u die Flora, Bluetooth -module en NeoPixels wil plaas.
3. Werk die vroulike kant van die knope vas op die t-hemp waar u die Flora wil plaas. Nie een van die kiekies moet aan mekaar raak nie.
4. Kontroleer die liggings van elke snap terwyl u naaldwerk om seker te maak dat dit ooreenstem met die korrekte pen op die Flora. (Bo in die prent gesien.)

Onthou dat u gedurende hierdie stadiums steeds na u draadplan moet verwys, sodat u nie drade kruis of iets vergeet nie.

Stap 14: Monteer 'n prototipe: naai deel 2

Noudat u die raamwerk af het, gaan ons na die naaikomponente:

1. Plak die NeoPixels vas waar u dit wil hê. Dit is nie streng nodig nie, maar dit is handig om dit vas te hou terwyl u dit vaswerk.
2. Werk die NeoPixels op die t-hemp vas.
3. Werk die Bluetooth aan die t-hemp vas. Ons het 'n klein sak gemaak, soos in die prent hierbo, maar oefen u kreatiewe verstand uit om te besluit hoe u dit die beste kan hou.
4. Naai verbindings tussen die knope vir die Flora, die Bluetooth en die NeoPixels met geleidende draad.
5. Moenie die drade kruis nie! As kruisdrade onvermydelik is, plaas 'n soort isolasie tussen drade, soos 'n deel van die t-hemp.

Stap 15: Monteer 'n prototipe: naai deel 3

Sodra die NeoPixels vasgewerk is, kan u die druksensors aan die stroombane koppel:

1. Werk 'n lyn van ses snaps ongeveer 'n duim onder die NeoPixels vas.
2. Ryg geleidende drade tussen die Flora en die nuwe reeks knope. Dit dien as verbindingspunte vir die druksensors. (Daar moet drie gekoppel wees aan GND en drie gekoppel aan analoog seinpenne 6, 9 en 10.)
3. Ons het die drade van elke druksensor aan die agterkant van die enkel gebring en deur 'n deel van die t-hemp gedraai sodat hulle nie aan mekaar raak nie.
4. Bevestig die manlike kant van die ses snaps aan die einde van die geleidende draad van die druksensors.
5. Hierdie knipsels moet vasmaak op die lyn wat u pas vasgewerk het.

Raadpleeg tydens u hierdie stappe na u draadplan om te verseker dat u nie drade kruis nie en dat u die regte snaps verbind.

Stap 16: Monteer 'n prototipe: soldeer

Nou gaan ons oor na soldeer. Onthou om u veiligheid te hersien, want soldeerboute kan baie pynlik wees as u dit aanraak.

1. Soldeer die manlike kant van die snaps aan die Flora. (In die prent hierbo aan die linkerkant gesien.)
2. Nadat elke snap gesoldeer is, moet u die posisie daarvan met die genaaide knoppies nagaan. Dit is vinniger om een snap met soldeer aan te pas as om al die knipsels weer vas te werk, omdat dit nie behoorlik in lyn is nie.
3. Sodra die knipsels aan die Flora gesoldeer is, kan u die ruwe samestelling van die dele daaraan heg om te sien hoe dit pas, gesien in die prent aan die regterkant.

Stap 17: 'n prototipe saamstel: klaarmaak

1. Ons bedek die agterkant van die strook (waar al die drade en knope blootgestel word) met nog 'n gedeelte t-hemp. Dit sal jammer wees as 'n draad ruk en ruk!
2. Skep 'n klein sak vir die battery indien nodig.
3. Ons het 'n klep gemaak om al die komponente te bedek, maar dit is heeltemal aan u!
4. Voeg klittenbandpunte by die strook t-hemp. Dit sal dien as 'n verstelbare grootte om die band om die enkel te hou.
5. Een wat u klaargemaak het, probeer die grootte daarvan en kyk of dit werk!

Stap 18: Verdere idees

In die nabye toekoms hoop ons om verdere verwerking by te voeg om 'n duideliker sein te kry, en terugvoer om gebruikers in te lig oor wanbalanse tussen druksensorlesings. Hierdie wanbalanse kan hopelik dan gebruik word om voorstelle te maak vir 'n binnesool vir die gebruiker (dit sou weer makliker wees om 'n meer akkurate en volledige sensorrooster te hê).

In die verdere toekoms kan hierdie projek uitgebrei word met 'n meer presiese reeks druksensors. As ons byvoorbeeld 'n drukvormingsrooster van een of ander aard gebruik, kan dit 'n baie meer gedetailleerde versameling data skep. Hierdie data kan dan gebruik word om 'n real-time weergawe van 'n voet te skep met gebiede van hoër en laer druk wat deur 'n verskeidenheid kleure aangedui word. Dit sou die sensorhegsel in 'n kliniese omgewing baie meer bruikbaar maak, omdat 'n dokter visueel afwykings in kragverspreiding oor iemand se voet kan herken terwyl hy loop. Hy of sy kan dan na die numeriese gegewens kyk en, op grond van die bevindings, behandeling vir die toestand aanbeveel (dws watter tipe binnesool om aan te skaf). Hierdie funksie is nog ver weg vir hierdie projek, maar ons glo dat hierdie instruksies beslis baie potensiaal het!

Baie dankie dat u die tyd geneem het om deur ons tutoriaal te lees en (miskien!) Dit te probeer. Laat ons weet as u voorstelle of terugvoer het in die kommentaarafdeling hieronder.