Fitness Motivator -toestel: 22 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Ons is ingenieursstudente wat fisiek fiks wil wees.

Ons weet hoe dit is om skynbaar te veel skoolwerk te hê om uit te kom en te oefen. Om twee voëls in een klap uit te haal, het ons besluit om 'n finale projek in een van ons ingenieurswese klasse te gebruik om basiese biosensorlesings tydens die oefening te doen. Meer spesifiek stel hierdie projek die gebruiker in staat om metings van 'n versnellingsmeter (ACC) en elektromyogram (EMG) af te neem terwyl die uitvoer inligting na twee LED's en 'n klein digitale skerm oorgedra word.

As u van stroombane, Arduino, houtwerk, kodering, biomediese ingenieurswese of soldeer hou, is hierdie projek moontlik vir u!

Kyk wat jy maak

Voordat u met hierdie projek begin, moet u 'n rukkie neem om te sien wat u in die video hierbo maak.

In wese kan u met hierdie projek verskeie fasette kombineer van wat u weet. As u nuut is met biomediese ingenieurswese (BME) of biosensors, is dit geen probleem nie. Daar is twee primêre sensors wat in hierdie projek gebruik word. Hierdie sensors is 'n versnellingsmeter en 'n elektromyogram (EMG). Soos die naam aandui, is 'n versnellingsmeter bloot 'n sensor wat versnelling meet. Minder intuïtief meet 'n elektromyogram die elektriese aktiwiteit in die spier waaraan die ooreenstemmende elektrodes gekoppel is. In hierdie projek is drie oppervlakgel -bio -elektrodes gebruik om van 'n elektriese lood af te kom wat seine van die kalf van die aangehegte proefpersoon gemeet het.

Materiaal en gereedskap

Materiaal

Om hierdie projek te bou, benodig u die volgende:

• 'n Arduino Uno -bord (wat gekoop kan word by
• 'n 9V -batterykrag (wat gekoop kan word by
• 'n Bitalino -prop (wat gekoop kan word by www.bitalino.com)
• 'n Adafruit 1.8 "TFT-skermuitbraak en skerm, benewens 'n halfgrootte perma-protobord (wat gekoop kan word by www.adafruit.com)
• diverse jumperdrade, LED's, 220 Ohm weerstande, soldeersel en flux (kan gekoop word by www.radioshack.com)
• 1/2 "houtskroewe, 5/8" afwerkingsnaels, 'n stuk van 28 x 28 mm, twee klein skarniere en 'n eenvoudige grendelmeganisme (kan gekoop word by www.lowes.com)

• vyf plankvoete hout

  Let wel: Hardhout kan op www.lowes.com gekoop word, maar ons beveel aan dat u 'n plaaslike saagwerker soek en hout van daardie persoon gebruik. Die afmetings van hout wat in hierdie projek gebruik word, is nie verbasend algemeen nie, dus is die kans om hout voorgesny tot die nodige dikte redelik klein te vind

  Gereedskap

• 'n soldeerbout (wat gekoop kan word by www.radioshack.com)

• baie gereedskap vir houtwerk, wat op die foto's hierbo ingesluit is en hier gelys word

  • 'n versteksaag (wat by www.lowes.com gekoop kan word)
  • 'n Winkelsmid of ekwivalente tafelsaag (wat gekoop kan word by www.shopsmith.com)
  • 'n dikteskaaf (wat by www.sears.com gekoop kan word)
  • 'n hamer, boorpunte, 'n maatband en 'n potlood (kan gekoop word by www.lowes.com)
  • 'n koordlose boor en battery (kan gekoop word by www.sears.com)
  • 'n bandsaag (kan gekoop word by www.grizzly.com)

Opsionele gereedskap

• 'n soldeerbout (kan gekoop word by www.radioshack.com)
• 'n skroefdraaier (kan gekoop word by www.sears.com)

Voorbereiding

Alhoewel dit nie die moeilikste is om te onderneem nie, is dit ook nie die eenvoudigste nie. Voorvereiste kennis in kodering, bedradingsbane, soldeer en houtbewerking is nodig. Verder sal vorige werk met Arduino of Adafruit nuttig wees.

'N Eenvoudige programmeringskursus of praktiese ervaring in die vak behoort voldoende te wees vir die omvang van hierdie instruksies.

Soldeer- en bedradingsbane word die beste geleer deur hierdie aksies uit te voer. Alhoewel 'n teoretiese stroombaankursus nuttig kan wees in die tegniese begrip van stroombane, is dit min nut, tensy u 'n paar kringe daarin gebou het! Probeer om die bedrading so eenvoudig as moontlik te maak. Vermy, waar moontlik, om drade te kruis of om langer drade te gebruik as wat nodig is. Dit sal u help om die kring op te los wanneer dit lyk asof dit voltooi is en nie behoorlik werk nie. As u soldeer, moet u genoeg vloeistof gebruik om die soldeer te laat vloei waar u dit wil hê. Deur te min vloeistof te gebruik, sal die soldeerproses eenvoudig meer frustrerend wees as wat dit nodig is. Moet egter nie te veel soldeer gebruik nie. As dit kom by soldeer, help dit gewoonlik nie om die soldeerverbinding beter te voeg nie. Te veel soldeer kan u verbinding redelik laat lyk, selfs al is dit onbehoorlik gemaak.

Houtwerk is 'n praktiese handel. Dit verg beslis 'n bietjie oefening. Agtergrond in die materiaal eienskappe van hout help, soos dié wat Eric Meier in Wood verskaf, veral as u in die toekoms meer houtwerkprojekte gaan doen. Dit is egter nie nodig nie. As u 'n vakman gesien het wat hout werk of self houtwerk gedoen het, behoort dit 'n goeie agtergrond vir hierdie projek te wees. Dit is ook baie belangrik dat u 'n houtwinkel ken. As u verstaan watter gereedskap gegewe funksies verrig, kan u die projek vinniger en veiliger afhandel as wat andersins gedoen kon word.

Nuttige webwerwe

• www.github.com; hierdie webwerf help om kode te manipuleer
• www.adafruit.com; hierdie webwerf vertel jou hoe om die TFT -skerm te bedraad
• www.fritzing.com; hierdie webwerf help u om stroombane te teken en te konseptualiseer

Veiligheid

Voordat ons verder gaan, moet ons oor veiligheid praat. Veiligheid moet in die eerste plek bly by die doen van instruksies of byna enigiets anders in die lewe, want as iemand seerkry, is dit vir niemand lekker nie.

Alhoewel hierdie instruksies biosensors bevat, is nie die onderdele of die saamgestelde toestel 'n mediese toestel nie. Hulle moet nie vir mediese doeleindes gebruik word nie of as sodanig hanteer word.

Hierdie instruksies behels die gebruik van elektrisiteit, 'n soldeerbout en elektriese gereedskap. Met nalatigheid of gebrek aan begrip, kan hierdie dinge gevaarlik word.

Elektrisiteit is nodig om die Arduino, Adafruit -skerm en LED's aan te dryf. Dit word voorsien deur 'n 9V -battery. Oor die algemeen is dit moeilik om te veilig te wees as u met elektrisiteit omgaan.

Tog volg 'n paar nuttige wenke oor elektriese veiligheid:

• Hou jou hande droog en maak seker dat die vel daarop ongebreek is.
• As 'n stroom deur u moet gaan, probeer om die in- en uitgangspunte op dieselfde punt te hou.
• Voorsien aardingsmiddels, stroombrekers en foutonderbrekers vir alle stroombane. Dit help om oorbelasting van stroombane of stroomlek te voorkom as iets verkeerd loop met die toestel of die pad van die elektriese.
• Moenie elektriese toestelle gebruik tydens donderstorms of in ander gevalle waar kragstuwings 'n hoër voorkoms het as normaal nie.
• Moenie elektriese toestelle dompel of probeer om dit in 'n waterige omgewing te gebruik nie.
• Verander die stroombane slegs as die krag afgeskakel is.

'N Soldeerbout is 'n elektriese toestel. Hierin geld al die veiligheidsmaatreëls vir elektriese toestelle. Die punt van die yster word egter ook baie warm. Om te voorkom dat u verbrand word, moet u kontak met die punt van die yster vermy. Hou die yster en soldeer so vas dat as u een van die items uit u greep glip, u hande nie met die punt van die yster sal raak nie.

Elektriese gereedskap benodig ook elektrisiteit. Volg die bogenoemde veiligheidsmaatreëls hierbo. Weet ook dat elektriese gereedskap baie bewegende dele het. As sodanig, hou u liggaam en alles wat u omgee, weg van hierdie dele wanneer die gereedskap gebruik word. Onthou dat die gereedskap nie weet wat dit sny of bewerk nie. As operateur is u verantwoordelik vir die veilige werking van elektriese gereedskap. Hou veiligheidswagte en skilde op hul plek terwyl u elektriese gereedskap gebruik.

Wenke en wenke

Die volgende inligting kan nuttig wees in hierdie instruksies. Nie elke wenk of wenk is van toepassing op elke stap nie, maar gesonde verstand behoort 'n riglyn te wees vir watter wenke en wenke in elke geval van toepassing is.

• By die bedrading maak die kleur van die draad nie saak nie. Dit kan egter nuttig wees om 'n kleurskema op te stel en konsekwent daarmee te wees gedurende u hele projek. Die gebruik van rooi draad vir 'n positiewe spanning in die stroombaan kan byvoorbeeld nuttig wees.
• Bioelektrodes moet op 'n gladgeskeerde deel van die liggaam geplaas word. Hare lei tot oormatige geraas en bewegingsartefakte in versamelde seine.
• Daar moet voorkom word dat drade wat aan die bio -elektrodes geheg is, meer beweeg as wat nodig is om bewegingsartefakte te vermy. 'N Kompressiesokkie of band werk goed om hierdie drade vas te maak.
• Soldeer gepas. Maak seker dat elke gesoldeerde verbinding voldoende is en kyk of hierdie verbindings voltooi is, maar nie behoorlik funksioneer nie.
• As u skaaf, maak stukke materiaal nie minder as ses sentimeter lank nie. Skaf stukke minder as hierdie lengte kan snipe of oormatige terugslag van werkstukke veroorsaak.
• Moet ook nie direk voor die skaaf staan nie. Staan eerder langsaan terwyl werkstukke ingevoer en van die skêr af ontvang word.
• As u saag gebruik, moet u seker maak dat werkstukke teen die toepaslike afskermings of heinings bly. Dit help om 'n veilige, akkurate sny te verseker.
• Gee loodgaatjies as u dit met skroewe of spykers vasmaak. Die waaier moet 'n kleiner deursnee hê as die beoogde bevestigingsmiddel, maar nie minder nie as die helfte van die deursnee van die sluiting. Dit help om te verhoed dat die hout gesplit en versplinter word deur oormatige spanning te verlig as gevolg van die teenwoordigheid van die hegstuk.
• As u proefgate vir spykers boor, probeer om die proefgat 'n agtste duim meer vlak te hou as die beoogde spykerlengte. Dit help om die spyker iets te laat sak en bied genoeg wrywing om die spyker in plek te hou as dit gesink word.
• As u hamer, ry reguit op die spyker se kop met die middel van die kop van die hamer. Neem matige swaaie in teenstelling met uitsluitlik konserwatiewe swaaie, aangesien konserwatiewe swaaie oor die algemeen nie genoeg energie verskaf om die spyker te dryf nie, maar eerder net genoeg energie verskaf om die spyker op ongewenste maniere te laat buig en buig.
• Gebruik die klou van die hamer om spykers te verwyder wat nie soos bedoel is nie.
• . Hou jou hande weg van die snylyn van saagblaaie. As iets verkeerd loop, wil u nie hê dat u hand gesny moet word nie.
• Om tyd te bespaar, meet twee keer en sny een keer. As u dit nie doen nie, sal u meer as een keer stukke moet maak.
• Gebruik skerp lemme op die dikteskaaf en saag. Op die saag is lemme met 'n hoër tandtelling goed om 'n gladde snykwaliteit te verseker. By die uitvoering van hierdie projek het ons 'n 96 -tand 12 "presisie gesnyde lem gebruik op die Dewalt -dubbelsnitzaag en 'n lem met ten minste 6 tande per lineêre duim op die bandzaag.
• Hou die winkel van die winkel se motor in die aanbevole snelheidsbereik vir tafelsaagkonfigurasie. Maak seker dat die tafel op die regte hoogte verstel is, sodat die lem nie meer blootgestel word as wat nodig is om elke snit te maak nie.

Stap 1: Kom ons begin

Bou eers die kringkomponent. Begin met die bedrading van krag en grond na die perma-protobord.

Stap 2: Voeg die biosensors by

Draai die biosensors op die perma-protobord en let op watter sensor is watter. Ons het die sein links in die diagram as die versnellingsmeter gebruik.

Stap 3: LED's ingesluit

Voeg dan die LED's by. Hou in gedagte dat die rigting van die LED wel saak maak.

Stap 4: Voeg die skerm by

Voeg die digitale skerm by. Gebruik die bedrading op hierdie webwerf om te help:

Stap 5: Koderingstyd

Laai die kode hierop op, aangesien die kring voltooi is. Die aangehegte kode is die kode wat ons gebruik het om hierdie projek te voltooi. Die prentjie is 'n voorbeeld van hoe die kode moet lyk as dit behoorlik oopgemaak word. Dit is waar die oplos van probleme volledig kan begin. As dinge reg werk, word die seine van die versnellingsmeter eers gelees. As die sein onder die drempel is, gaan die rooi LED aan, die groen LED bly onlig en op die skerm verskyn "Staan op!". As die versnellingsmeter se sein bo die drempel is, word die rooi LED afgeskakel, die groen LED aangeskakel en op die skerm verskyn "Kom aan!". Boonop word 'n EMG -sein dan gelees. As die EMG -sein bo 'n vasgestelde drempel is, lees die digitale skerm "Great job!" As die EMG -sein egter onder die drempel is, lees die skerm 'Aan die gang!'. Dit word mettertyd herhaal, en die toestand van die LED's en die skerm verander namate die insette van die versnellingsmeter en EMG dit vereis. en oefen.

Klik HIER om toegang tot hierdie kode in GitHub te verkry!

Stap 6: Skaf

Maak die bokse met die kring en die battery.

Let daarop dat al die tekeninge wat hierna getoon word, afmetings in duim bevat, tensy anders aangedui.

Begin deur die hout wat vir die projek benodig word, tot die regte dikte te skaf met die dikteskaaf. Ongeveer drie en 'n half plankvoete moet tot 1/2 "dikte geskaaf word. 'N Halfbordvoet moet tot 3/8" dikte geskaaf word. Nog 'n halwe bordvoet moet tot 1/4 "dikte geskaaf word. Die laaste halfvoet moet so wees dat 'n u-kanaal wat die liggaam van die batterykas vorm, gemaak kan word, soos beskryf in 'n latere stap.

Stap 7: Onderkant van die primêre boks

Maak die onderkant van die primêre boks volgens die getoonde afmetings en maak die printplaat en Arduino daaraan vas. Klik op die prentjie om hierdie dimensies te openbaar.

Stap 8: Einde van die primêre boks

Maak die ente van die primêre boks volgens die getoonde afmetings en maak dit vas aan die onderkant van die primêre boks.

Stap 9: Sye van die primêre boks- sensorkant

Gaan voort deur die sensorkant van die primêre boks volgens die afmetings te wys en heg dit aan die res van die boks vas met spykers.

Stap 10: Sye van die primêre boks- skermkant

Maak die skermkant van die primêre boks volgens die gespesifiseerde afmetings en heg dit aan die res van die boks.

Stap 11: Kyk wat u het

Kontroleer op hierdie stadium dat die algemene vorm van die primêre boks dieselfde is as wat hier getoon word, selfs al moet sommige van die afmetings verskil vanweë u keuse van hardeware of hardeware.

Stap 12: Bo -op die primêre boks

Maak die bokant van die primêre boks soos aangedui. Klik op die prentjie om dit in volle grootte uit te brei en die gepaardgaande afmetings te sien.

Stap 13: Dit hang alles hiervan af

Bevestig die bokant van die primêre boks aan die res van die primêre boks met die skarnier aan die einde met die LED's. Maak seker dat die bokant van die boks vierkantig is met die res van die boks voordat u een van die klein skarniere aanheg.

Stap 14: Sluit dit vas

Installeer 'n klein grendel aan die voorkant van die boks, aan die einde teenoor die skarnier. Dit verhoed dat die primêre boks oopmaak, behalwe as dit nodig is.

Stap 15: Maak vas

Om hierdie toestel draagbaar te maak, buig u die dun stuk plaatstaal langs een van sy afmetings sodat 'n gordel tussen dit en die onderkant van die primêre boks kan pas. Na buiging, heg dit aan die onderkant van die primêre boks vas met houtskroewe.

Stap 16: Basis van die batterykas

Nou is dit tyd om die batterykas te maak. Maak die basis van hierdie boks volgens die getoonde afmetings.

Stap 17: Einde van die batterykas

Terwyl ons die punte van die batterykas gemaak het, het ons materiaal van 3/8 gebruik. Gebruik die gespesifiseerde afmetings om die punte te maak en maak dit vas aan die basis van die batterykas.

Stap 18: Bo -op die batterykas

Ons het die bokant van die batterykas gemaak deur 'n 1/4 materiaal in lengte te sny met die versteksaag en op die regte breedte met 'n lagsaag. Om die afmetings te sien, klik op die prentjie om dit uit te brei.

Stap 19: Sit die deksel op die batterykas

Gebruik dieselfde prosedure wat gebruik word om die deksel op die primêre boks te plaas en bevestig die deksel van die batterykas aan die liggaam van die batterykas.

Stap 20: Gaan die batterykas na

Kyk op hierdie punt oor die batterykas om seker te maak dat dit 'n bietjie soos die prentjie hier lyk. As dit nie die geval is nie, is dit 'n goeie tyd om 'n paar van die vorige stappe te besoek!

Stap 21: Maak die batterykas vas aan die primêre boks

Plaas die batterykas bo -op die primêre boks. Gebruik houtskroewe of spykers om die batterykas aan die primêre boks vas te maak.

Stap 22: Verdere idees

As u hierdie stappe gevolg het, het u dit gedoen! Nadat ons die hardeware en sagteware geïmplementeer het, kon ons die toestel gebruik. In sy huidige vorm het die toestel beperkte toepassings, maar is dit steeds 'n interessante kombinasie van verskillende ontwerpaspekte. Die uitsette doen alles wat ons bedoel het nadat hulle seine van die biosensor -insette ontvang het. In totaal weeg die toestel 'n paar pond.

In toekomstige weergawes sou dit interessant wees om die toestel minder te laat weeg en minder ruimte in beslag te neem. As dit moontlik was, word die toestel meer bruikbaar en kan dit makliker gedra word tydens oefening. Om dit haalbaar te maak, beveel ons aan om te eksperimenteer met die gebruik van 'n Arduino-mikro en om die bokse in 3D te druk. Om ruimte te bespaar, is dit goed om te eksperimenteer met die gebruik van 'n herlaaibare battery wat minder ruimte in beslag neem as 'n eenvoudige 9V -battery. Die grootte van die batterykas kan dienooreenkomstig verminder word.