Πίνακας περιεχομένων:
Βίντεο: Φύλακας βάδισης: 7 βήματα
2025 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-13 06:57
Δήλωση Προβλήματος
Σε μια μελέτη 87 φυσιολογικών, ηλικιωμένων ενηλίκων, η μέτρηση των προτύπων περπατήματος και της διάθεσης έδειξε συσχετιστικές ενδείξεις ότι το βάδισμα θα μπορούσε να παρέχει ένα δείκτη επιπέδου κατάθλιψης σε έναν κλινικό πληθυσμό [1]. Επιπλέον, η βελτίωση του ρυθμού βάδισης έχει αποδειχθεί ότι μειώνει τον κίνδυνο πόνου και τραυματισμών, χρησιμοποιεί τους φυσικούς μηχανισμούς απορρόφησης κραδασμών του σώματος και κατανέμει τον φόρτο εργασίας από το περπάτημα και το τρέξιμο με την πάροδο του χρόνου. Το έργο μας σκοπεύει να προωθήσει ένα σωστό βάδισμα για να βελτιώσει την ευημερία όσων το χρησιμοποιούν.
[1] Sloman, L, et al. «Μοτίβα διάθεσης, κατάθλιψης και βαδίσματος». Current Neurology and Neuroscience Reports., US National Library of Medicine, Απρ. 1987, www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3567834.
Επισκόπηση του τρόπου λειτουργίας
Η συσκευή μας αξιολογεί το βάδισμα ενός χρήστη και καθορίζει εάν περπατά με τον πιο βέλτιστο τρόπο, με βάση την κατανομή της πίεσης των ποδιών του. Αυτό το πετύχαμε μέσω ευαίσθητων στην πίεση αγώγιμων φύλλων σε ένα σύνολο φορητών επιφανειών. Αξιολογήσαμε το βάδισμά τους με βάση τη μέση πίεση που ασκείται στη φτέρνα ή τη σφαίρα του ποδιού τους. Αυτό ενεργοποιεί μια σειρά LED RGB να ανάψουν σύμφωνα με το αποτέλεσμα της αξιολόγησης του βαδίσματος.
Κατά την προετοιμασία των μαξιλαριών, ο πρώτος γύρος λευκών LED επιτρέπει στον χρήστη να αναποδογυρίσει το μαξιλάρι στο πάτωμα και να τοποθετηθεί στην επιθυμητή θέση. Όταν ανάψει ο δεύτερος γύρος μπλε LED, τότε ο χρήστης πρέπει να πατήσει τα μαξιλάρια. Αυτό καταγράφει τις μέγιστες και ελάχιστες εφαρμοζόμενες πιέσεις για το μπροστινό και το πίσω μέρος του ποδιού. Χρησιμοποιώντας αυτούς τους αριθμούς το χρησιμοποιήσαμε για να ομαλοποιήσουμε τις μελλοντικές αναγνώσεις του velostat. Επιπλέον, υπολογίζουμε ένα μεταβλητό κατώφλι που ανιχνεύει πότε πρέπει να ξεκινήσει η ανάγνωση των τιμών, ανάλογα με το αν κάποιος πατάει στο πληκτρολόγιο.
Εικόνα
Η τελευταία μας επανάληψη του έργου εμφανίζεται στις παραπάνω εικόνες.
Βήμα 1: Υλικά
Λίστα υλικών (για ένα μόνο μαξιλάρι)
1 Lilypad Arduino (https://amzn.to/2Pjf5dO)
¼ ενός φύλλου Velostat (https://amzn.to/2Pkfrke)
¼ ενός NeoPixel RGB Strip (https://amzn.to/2E1dGGG)
Κόντρα πλακέ 14 "x 16" ¾ ίντσας (https://amzn.to/2QJyPf8)
1 μπαταρία ιόντων λιθίου 1.3V (https://bit.ly/2AVIcP7)
Σύρμα (https://amzn.to/2G4PzcV)
Ταινία χαλκού (https://amzn.to/2SAIBOf)
Αλουμινόχαρτο (https://amzn.to/2RFKs47)
Κόλλα ξύλου (https://amzn.to/2Qhw7yb)
Βήμα 2: Κοπή λέιζερ
Κόβουμε με λέιζερ δύο κομμάτια κόντρα πλακέ 1/2 για κάθε μαξιλάρι ποδιών. Το κάτω μέρος φιλοξενεί τα καλώδια και τα ηλεκτρονικά, ενώ το επάνω πλαίσιο διαθέτει τα μαξιλαράκια πίεσης και προστατεύει τα κάτω μέρη. Συνολικά 8 κομμάτια θα κάνουν 4 ποδαρικά όταν ενωθούν μαζί.
Το αρχείο Illustrator είναι οι τελικές διαστάσεις του footpad. Οι ΚΟΚΚΙΝΕΣ γραμμές πρέπει να ρυθμιστούν σε CUT και το ΜΑΥΡΟ πρέπει να είναι χαραγμένο. Ανάλογα με το μηχάνημα κοπής λέιζερ, θα χρειαστούν διαφορετικοί συνδυασμοί ισχύος/ταχύτητας για να χαράξετε αρκετά βαθιά ώστε το Arduino Lilypad να κάθεται κάτω από το πέλμα. Για αναφορά, χρησιμοποιήσαμε 50 ταχύτητες, 40 ισχύ και κάναμε 3 πάσες.
Βήμα 3: Καλωδίωση
Χρησιμοποιήσαμε το LilyPad Arduino AT, το οποίο συνοδεύεται από συνολικά 11 ακίδες σύνδεσης.
Ακολουθούν οι λεπτομέρειες για την καλωδίωση του Gait Keeper όπως φαίνεται στο διάγραμμα Fritzing και τις πρωτότυπες εικόνες παραπάνω:
- Μπροστινό Velostat Θετικό> A5
- Πίσω Velostat Θετικό> Α4
- Velostat Grounds> GND Pin
- Σήμα LED> A3
- LED GND> GND καρφίτσα
- LED Θετικό> Θετικό Pin
Βήμα 4: Κωδικός
Παρακάτω είναι ένας σύνδεσμος προς τον κωδικό μας και επισυνάπτεται μια εικόνα του ψευδοκώδικα και της προσέγγισής μας:
Βήμα 5: Συναρμολόγηση
Για την τελική διαδικασία συναρμολόγησης, πρώτα κόψαμε το NeoPixel RGB Strip σε κομμάτια αρκετά μακριά για να τυλιχτεί γύρω από την περιφέρεια του μαξιλαριού και κόψαμε σύρμα για να χωρέσει στα κομμάτια που είχαμε χαραγμένα στα τακάκια. Στη συνέχεια συγκολλήσαμε τα καλώδια στις κατάλληλες ακίδες σε κάθε ένα από τα Lilypads, όπως υποδεικνύεται στην πρώτη εικόνα παραπάνω, και ανεβάσαμε τον κωδικό μας στους πίνακες. Στη συνέχεια, περάσαμε λωρίδες από φύλλο αλουμινίου μέσα από τις σχισμές που κόψαμε με λέιζερ και τις κολλήσαμε στη θέση τους, όπως φαίνεται στη δεύτερη και την τρίτη εικόνα. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήσαμε τα κομμάτια για την καλωδίωση για να προσαρτηθούν στο φύλλο αλουμινίου χρησιμοποιώντας ταινία χαλκού και συγκολλήσαμε την καλωδίωση που συνδέεται με το Lilypads στα αντίστοιχα σημεία επαφής (καρφίτσα A5 στο μπροστινό μαξιλάρι μέσω της κορυφής των κοχλιών καλωδίωσης με λέιζερ, καρφίτσα A4 στο κάτω, και το έδαφος στη μέση - φαίνεται στην τέταρτη εικόνα).
Όπως εμφανίζεται στην πέμπτη εικόνα, ασφαλίσαμε λωρίδες Velostat που κόπηκαν στο ίδιο μέγεθος με τις λωρίδες αλουμινόχαρτου, κολλώντας τις στη θέση τους για να διασφαλιστεί ότι έχουν ομοιόμορφη επαφή με το αγώγιμο υλικό. Για το ανώτερο στρώμα αγώγιμου υλικού, χρησιμοποιήσαμε ταινία χαλκού για την ανθεκτικότητά του, δημιουργώντας ένα σπειροειδές σχέδιο για να καλύψει όλη την επιφάνεια του ορθογώνιου ξύλινου κομματιού που φαίνεται στην έκτη εικόνα παραπάνω, κρατώντας τα πάντα στη θέση τους. Χρησιμοποιήσαμε επίσης την ταινία χαλκού για να δημιουργήσουμε μια σύνδεση μεταξύ αυτών των σπειροειδών στρωμάτων που περνούν μέσα από τις σχισμές κοπής λέιζερ για να φτάσουν στην κολλημένη καλωδίωση γείωσης.
Τέλος, τοποθετήσαμε σάντουιτς σε όλα τα υλικά και συνδέσαμε ολόκληρα τα ξύλινα κομμάτια πλαισίωσης, συνδέσαμε τις φορτισμένες μπαταρίες και κολλήσαμε το Lilypad στην καθορισμένη μονάδα κατοικίας του. Μόλις τακτοποιήθηκαν όλα, χρησιμοποιήσαμε ξύλινη κόλλα για να κολλήσουμε το ξύλινο πλαίσιο και στη συνέχεια συνδέσαμε τις κομμένες λωρίδες RGB στο εξωτερικό χείλος και αφήσαμε την κόλλα να στεγνώσει όλη τη νύχτα.
Βήμα 6: Βίντεο επίδειξης αλληλεπίδρασης
Ακολουθεί ένα βίντεο με ένα από τα μέλη της ομάδας μας να περπατά στα τακάκια και να λαμβάνει ανατροφοδότηση LED.