DIY Breath Sensor With Arduino (Conductive Knitted Stretch Sensor): 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Αυτός ο αισθητήρας DIY θα λάβει τη μορφή ενός αγώγιμου πλεκτού αισθητήρα τάνυσης. Θα τυλιχτεί γύρω από το στήθος/το στομάχι σας, και όταν το στήθος/το στομάχι σας επεκταθεί και συσπαστεί το ίδιο και ο αισθητήρας, και κατά συνέπεια τα δεδομένα εισόδου που τροφοδοτούνται στο Arduino. Λάβετε λοιπόν υπόψη ότι αυτός δεν είναι ένας απόλυτα ακριβής τρόπος για να παρακολουθείτε κάθε αναπνοή και μερικές φορές οι κινήσεις του σώματος μπορούν να επηρεάσουν τον αισθητήρα, αφού όλα έχουν να κάνουν με το πώς εκτείνεται. Επίσης, όσον αφορά τη σταθερότητα, διαπίστωσα ότι το εύρος των αριθμών μπορεί να πηδήξει αρκετά αν ο αισθητήρας δεν παραμείνει σταθερός σφίξιμο γύρω από το σώμα, αλλά αν απλά στέκεστε και αναπνέετε είναι αρκετά ακριβές/ευαίσθητο μαζεύοντας τη μικρή διαστολή του στήθους για κάθε ανάσα.

Υπάρχουν αρκετοί DIY αισθητήρες αναπνοής που βρήκα κατά την έρευνα στο Διαδίκτυο, αλλά δεν διαθέτουν όλες τις συγκεκριμένες πληροφορίες που χρειάζονται για να φτιάξετε έναν και να συνδεθείτε μόνοι σας με το Arduino. Εδώ είναι μερικές από αυτές τις πηγές που έχω συγκεντρώσει για να σας δώσω την πλήρη ιστορία σε αυτό το σεμινάριο:

www.kobakant.at/DIY/?p=1762

cargocollective.com/nelramon/i-Breathe

hackingthebody.wordpress.com/2014/01/03/bluetooth-stretch-breath-sensor/

itp.nyu.edu/~ek1669/blog/?p=769

Παρακαλώ Σημειώστε: Είμαι μόνο αρχάριος ηλεκτρισμού/κυκλωμάτων/arduino/κωδικοποίησης, οπότε χαιρετίζω τυχόν προτάσεις ή διορθώσεις αν βρείτε!

Βήμα 1: Υλικά και εργαλεία

Υλικά/Εργαλεία:

• Ένα καρούλι αγώγιμου νήματος (αγόρασα αυτό το είδος από το Sparkfun: https://www.sparkfun.com/products/12806) (ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ: Φαίνεται ότι το αποσύρθηκαν, οπότε αυτό θα πρέπει να λειτουργεί από το Adafruit:
• Ένα καρούλι από ελαστικό νήμα, χρησιμοποίησα τη μάρκα HiKoo CoBaSi (διαπίστωσα ότι το νήμα με κάποια τέντωμα είναι καλύτερο γιατί αυτός ο αισθητήρας βασίζεται στο να μπορεί να επεκταθεί και να συστέλλεται. Εάν χρησιμοποιείτε σκληρό νήμα, ο αισθητήρας δεν θα επεκταθεί και δεν θα συρρικνωθεί επίσης)
• Velcro (περίπου 6 ίντσες… μπορεί να είναι πολλά μικρότερα μέρη, χρησιμοποιείται για τη στερέωση του αισθητήρα γύρω από τον εαυτό σας) OR BINDER CLIP! (Βρήκα πραγματικά ότι ένα συνδετικό συνδετήρα λειτουργεί ευκολότερα για μια σφιχτή εφαρμογή)
• Κανονικό νήμα ραψίματος (yard 1 αυλή)
• Βελόνες πλεξίματος (χρησιμοποίησα μέγεθος: 5)
• Βελόνα ραψίματος
• Κιτ αντοχής (x1) (Απαιτείται μια σειρά διαφορετικών αντιστάσεων, αυτή που χρειάζεστε εξαρτάται από το πόσο καιρό είναι η ζώνη σας και τη στεγανότητα των βελονιών. Δεν νομίζω ότι θα χρειαστείτε όμως ένα μικρότερο από 10k. Αλλάζοντας επίπεδα αντίστασης αλλάζει τους αριθμούς εξόδου που βρίσκονται στη σειριακή οθόνη)
• Κλιπ αλιγάτορα (x2)
• Καλώδια βραχυκυκλωτήρα (x7)
• Arduino Uno
• Υπολογιστής (PC ή MAC)
• Καλώδιο USB A έως B
• Βολτόμετρο
• Σανίδα ψωμιού

Βήμα 2: Πλέξτε

Ξεκινήστε πλέκοντας μια ευρεία ζώνη 2 συνδυάζοντας τόσο το αγώγιμο νήμα όσο και το ελαστικό νήμα.

Πλέξτε με το αγώγιμο και ελαστικό νήμα σαν να ήταν ένα κομμάτι νήματος!

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια τυπική βελονιά. Το συγκρότημά μου είχε 10 βελονιές και μήκος περίπου 30 ίντσες.

Αν δεν ξέρετε πώς να πλέξετε, το Youtube είναι φίλος σας.:) ** Συμβουλή: Βρείτε βίντεο που είναι ειδικά για το κυρίαρχο χέρι σας. Αυτό με βοήθησε:

Βήμα 3: Ράψτε Velcro στην πλεκτή σας ζώνη (ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΑ)

Στη μία άκρη της πλεκτής ζώνης σας ράψτε μερικά εκατοστά Velcro (προτείνω να χρησιμοποιήσετε το σκληρό μισό Velcro).

** ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΑ: Εάν δεν έχετε velcro, παραλείψτε αυτό το βήμα και χρησιμοποιήστε απλά ένα BINDER CLIP για να κρατήσετε τη μπάντα στη θέση της γύρω σας. Βρήκα ότι ένα συνδετικό συνδετήρα μπορεί πραγματικά να λειτουργήσει καλύτερα για να πάρει μια σφιχτή εφαρμογή!

Βήμα 4: Ράψτε περισσότερο Velcro (ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΟ)

Αναποδογυρίστε τη ζώνη σας και ράψτε το άλλο αντίστοιχο velcro (το μαλακό μισό, αν χρησιμοποιήσατε το σκληρό μισό από την άλλη πλευρά) στο άλλο άκρο της πλεκτής ζώνης σας. Θα θέλετε το μήκος αυτού του velcro να είναι λίγο μεγαλύτερο, περίπου. 7 ίντσες.

*** Πριν ράψετε βεβαιωθείτε ότι όταν τυλίξετε τη ζώνη γύρω σας, τα μισά velcro ταιριάζουν!

** ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΑ: Εάν δεν έχετε velcro, παραλείψτε αυτό το βήμα και χρησιμοποιήστε απλά ένα BINDER CLIP για να κρατήσετε τη μπάντα στη θέση της γύρω σας. Βρήκα ότι ένα συνδετικό συνδετήρα μπορεί να λειτουργήσει καλύτερα για να σφίξει καλά!

Βήμα 5: Δημιουργήστε το κύκλωμα

Χρησιμοποιήστε τις φωτογραφίες σε αυτό το βήμα για να συνδέσετε το Arduino στον αισθητήρα.

Συνδέστε 2 συνδετήρες αλιγάτορα στην πλεκτή ζώνη, ένα σε κάθε άκρο. Η ποσότητα τεντώματος θα μετρηθεί μόνο μεταξύ αυτών των 2 σημείων. ** Φροντίστε να στερεώσετε τη ζώνη με ασφάλεια και να επιλέξετε ένα σημείο όπου εκτίθεται μεγάλο μέρος του αγώγιμου νήματος, είναι απαραίτητο το αγώγιμο νήμα και το μεταλλικό κλιπ να έρθουν σε επαφή (προσπάθησα να ελέγξω αυτήν τη σύνδεση με τον μετρητή τάσης, αλλά έχω διαπιστώσει ότι ακόμη και αν λειτουργεί δεν δείχνει απαραίτητα ότι είναι στο Volt Meter, συνιστώ να συνδέσετε ολόκληρο το κύκλωμα και στη συνέχεια να δείτε πώς φαίνονται οι αριθμοί στη σειριακή οθόνη σας για να δείτε αν λειτουργεί) **

Χρησιμοποιήστε αυτό το σεμινάριο αναλογικής εισόδου που παρέχεται από το Arduino για να συνδέσετε το κύκλωμά σας. (Απλώς αντικαταστήστε τη φωτοευαίσθητη αντίσταση με την πλεκτή ταινία + κλιπ αλιγάτορα, και είναι το ακριβές διάγραμμα/σχηματικό που χρειάζεστε).

Βήμα 6: Ανεβάστε τον Κώδικα Arduino στο Arduino

Αν δεν έχετε χρησιμοποιήσει ποτέ το Arduino, ανατρέξτε σε αυτήν τη σελίδα "έναρξη" και κατεβάστε το λογισμικό Arduino (είναι δωρεάν!).

Μόλις κατεβάσετε το λογισμικό στον υπολογιστή σας, ανοίξτε το πρόγραμμα και ακολουθήστε τα εξής βήματα:

1. Ανοίξτε το σκίτσο "AnalogReadSerial". (Αρχείο> Παραδείγματα> Βασικά> ReadAnalogSerial).
2. Συνδέστε το Arduino Uno (και το συνδεδεμένο κύκλωμα) στον υπολογιστή σας μέσω του καλωδίου USB A σε B.
3. Κάντε κλικ στο εικονίδιο "Μεταφόρτωση" (μοιάζει με βέλος) στο πλαίσιο σκίτσων (Βεβαιωθείτε ότι ο σωστός πίνακας (Arduino Uno) και η σειριακή θύρα είναι επιλεγμένες στην ενότητα "Εργαλεία").
4. Διατηρήστε το Arduino συνδεδεμένο με τον υπολογιστή και, στη συνέχεια, κάντε κλικ στο εικονίδιο "Serial Monitor" (μοιάζει με μεγεθυντικό φακό)
5. Αυτό θα πρέπει να ανοίξει ένα πλαίσιο που ονομάζεται σειριακή οθόνη και θα πρέπει να δείτε μια ροή αριθμών. Τεντώστε τον αισθητήρα και δείτε τους αριθμούς να αλλάζουν!

ΣΥΜΒΟΥΛΕΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΑΝ ΔΕΝ ΒΛΕΠΕΤΕ ΡΟΗ ΑΡΙΘΜΩΝ:

• Εάν δεν βλέπετε αριθμούς ή βλέπετε μια σειρά από περίεργους χαρακτήρες, βεβαιωθείτε ότι ο ρυθμός baud έχει οριστεί σε 9600 στο αναπτυσσόμενο μενού σειριακής οθόνης
• Βεβαιωθείτε ότι όλες οι συνδέσεις σας είναι ασφαλείς
• Δοκιμάστε ένα διαφορετικό επίπεδο αντίστασης
• Δοκιμάστε να κόψετε τα κλιπ αλιγάτορα σε ένα μικρότερο τμήμα της πλεκτής ζώνης σας. Εάν το αγώγιμο νήμα σπάσει κάποια στιγμή μεταξύ των συνδετήρων αλιγάτορα, δεν θα λειτουργήσει.

Βήμα 7: Δοκιμάστε το

Τυλίξτε το γύρω σας και παρακολουθήστε τους αριθμούς ενώ αναπνέετε! Σως χρειαστεί να δοκιμάσετε διαφορετικές αντιστάσεις για να λάβετε το σωστό εύρος αριθμών που λειτουργούν για το συγκεκριμένο έργο σας.

Πειραματιστείτε τοποθετώντας τη ζώνη σε διαφορετικές περιοχές του στήθους/του στομάχου σας. Πιθανότατα θα χρειαστείτε μακρύτερα καλώδια από τα κλιπ αλιγάτορα μόλις είναι γύρω σας. Νομίζω ότι λειτουργεί καλύτερα κάτω από τα ρούχα σας, ή πάνω από τα άβαφα ρούχα.

Τώρα μπορείτε να πάρετε αυτόν τον κώδικα και τον αισθητήρα και να τον τροποποιήσετε όπως θέλετε και να τον εφαρμόσετε με πολλούς διαφορετικούς τρόπους!

Παράδειγμα ιδέας: Κάντε ένα LED να αλλάζει τη φωτεινότητα με κάθε αναπνοή.