TfCD - AmbiHeart: 6 stappe (met foto's)

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

Inleiding

Bewustheid van ons liggaam se belangrike funksies kan help om gesondheidsprobleme op te spoor. Huidige tegnologie bied hulpmiddels vir die meting van 'n hartklop in die huislike omgewing. As deel van die meesterkursus Advanced Concept Design (sub-kursus TfCD) aan die Tegniese Universiteit van Delft het ons 'n bio-terugvoertoestel geskep.

Wat het jy nodig?

1 Pulssensor

1 RGB LED

3 weerstande (220 Ohm)

Arduino Uno

9V battery

Broodbord

3D -gedrukte omhulsels

Sterkpunte

Die meting deur 'n ligte kleur is makliker om te verstaan en te interpreteer as rou getalle. Dit kan ook draagbaar gemaak word. Deur kleiner mikrobeheerder en broodbord te gebruik, kan u die omhulsel groter maak. Ons kode gebruik gemiddelde waardes van die hartklop, maar deur klein veranderinge in die kode kan u die terugvoer aanpas by meer spesifieke waardes vir u ouderdomsgroep en gesondheidstoestand.

Swakpunte

Die grootste swakheid is die reaksie van die hartslagsensor. Dit neem tyd om die hartklop op te spoor en die gewenste terugvoer te toon. Die vertraging kan soms aansienlik wees en kan lei tot die verkeerde prestasie.

Stap 1: Voorbereiding van elektronika

Die hartklopsensor is gebaseer op die beginsel van foto pletysmografie. Dit meet die verandering in volume van bloed deur enige orgaan van die liggaam wat 'n verandering in die ligintensiteit deur die orgaan ('n vaskulêre streek) veroorsaak. In hierdie projek is die tydsberekening van die polse belangriker. Die vloei van bloedvolume word bepaal deur die tempo van hartpulse en aangesien lig deur bloed geabsorbeer word, is die seinpulse gelykstaande aan die hartklop.

Eerstens moet die polssensor aan Arduino gekoppel word om die BPM (slae per minuut) op te spoor. Koppel die polssensor aan A1. Die LED op die Arduino -bord behoort synchroon te knip met die opsporing van BPM.

Plaas tweedens 'n RGB -LED saam met 3 weerstande van 220 Ohm wat gekoppel is, soos getoon in die skematiese diagram. koppel die Rooi pen aan 10, Groen pen aan 6 en groen pen aan 9.

Stap 2: Programmering

Gebruik die hartklopmeting om die LED op die berekende frekwensie te pols. Die rustende hartklop is ongeveer 70 bpm vir die meeste mense. Nadat u een LED aan die werk het, kan u 'n ander vervaag met IBI gebruik. 'N Normale rustende hartklop vir volwassenes wissel van 60 tot 100 slae per minuut. U kan die BPM in hierdie reeks volgens u proefpersoon kategoriseer.

Hier wou ons toets op ruspersone en het die BPM hierbo en onder hierdie reeks in vyf kategorieë ingedeel

Alarmerend (onder 40) - (blou)

Waarskuwing (40 tot 60) - (helling van blou na groen)

Goed (60 tot 100) - (groen)

Waarskuwing (100 tot 120) - (helling van groen na rooi)

Alarmerend (bo 120) - (rooi)

Die logika vir die indeling van BPM in hierdie kategorieë is:

as (BPM <40)

R = 0

G = 0

B = 0

as (40 <BPM <60)

R = 0

G = (((BPM-40)/20)*255)

B = ((((60 BPM)/20)*255)

as (60 <BPM <100)

R = 0

G = 255

B = 0

as (100 <BPM <120)

R = (((BPM-100)/20)*255)

G = ((((120 BPM)/20)*255)

B = 0

as (120 <BPM)

R = 255

G = 0

B = 0

U kan die Processing Visualizer -app gebruik om die polssensor te bekragtig en te sien hoe die BPM en IBI verander. As u die visualiser benodig, benodig u spesiale biblioteke, as u dink dat 'n seriële plotter nie nuttig is nie, kan u gebruik maak van hierdie program, waarin die BPM -data verwerk word tot 'n leesbare invoer vir Visualizer.

Daar is verskillende maniere om die hartklop te meet met behulp van die polssensor sonder voorafgelaaide biblioteke. Ons gebruik die volgende logika, wat in een van soortgelyke toepassings gebruik is, en gebruik vyf pulse om die hartklop te bereken.

Five_pusle_time = time2-time1;

Single_pulse_time = Five_pusle_time /5;

koers = 60000/ Single_pulse_time;

waar time1 die eerste polstellerwaarde is

time2 is die lys pols teller waarde

koers is die finale hartklop.

Stap 3: modellering en 3D -druk

Vir die gemak van meting en veiligheid van elektronika is dit raadsaam om 'n omhulsel te maak. Boonop voorkom dit dat die komponente tydens die gebruik kortsluit. Ons het 'n eenvoudige vorm ontwerp wat volg op die organiese estetika. Dit is in twee dele verdeel: onderkant met 'n gat vir die polssensor en ribbes vir Arduino en broodbord, en 'n boonste met 'n ligte gids om 'n goeie visuele terugvoer te gee.

Stap 4: Elektro-meganiese prototipe

Sodra u die omhulsels gereed het, plaas die polssensor in die geleieribbe voor die gat. Maak seker dat die vinger die sensor bereik en die oppervlak heeltemal bedek. Om die effek van die visuele terugvoer te verbeter, bedek die binnekant van die boonste omhulsel met 'n ondeursigtige film (ons het aluminiumfoelie gebruik) en laat 'n opening in die middel uit. Dit sal die lig beperk tot 'n spesifieke opening. Ontkoppel die Arduino van die skootrekenaar en koppel 'n battery van meer as 5V (ons het 9V hier gebruik) om dit draagbaar te maak. Plaas nou al die elektronika in die onderste omhulsel en maak toe met die boonste omhulsel.

Stap 5: Toets en probleemoplossing

Dit is nou tyd om die resultate te kontroleer! aangesien die sensor binne, net voor die opening van die omhulsel, binne geplaas is, kan die sensitiwiteit van die sensor min verander word. Maak seker dat al die ander verbindings ongeskonde is. As dit blyk dat iets verkeerd is, bied ons hier 'n paar voorbeelde aan om u te help om dit te hanteer.

Die moontlike foute kan wees met die invoer van die sensor of die uitvoer van die RGB LED. Om probleme met die sensor op te los, is daar min dinge wat u moet waarneem. As die sensor BPM opspoor, moet daar 'n LED op die bord (L) in lyn met u BPM wees. As u nie 'n knipoog sien nie, gaan dan na die ingangsterminal op A1. As die polssensor nie brand nie, moet u die ander twee terminale (5V en GND) nagaan. Seriële plotter of seriële monitor kan u ook help om seker te maak dat die sensor werk.

As u geen lig op RGB sien nie, moet u eers die ingangsterminal (A1) nagaan, want die kode werk slegs as 'n BPM opgespoor word. As alles van sensors goed lyk, kyk dan na die kortsluitings wat op die broodbord oorgesien word.

Stap 6: Gebruikerstoetsing

As u 'n gereed prototipe het, kan u u hartklop meet om ligte terugvoer te ontvang. Ondanks die ontvangs van inligting oor u gesondheid, kan u met verskillende emosies speel en die reaksie van die toestel nagaan. Dit kan ook as meditasie -instrument gebruik word.