Training hartslagzonemonitor horloge: 19 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

College is een hectische en chaotische tijd in iemands leven, daarom is het erg belangrijk om je stressniveau laag te houden. Een manier waarop we dit graag doen, is door te sporten, het helpt je geest helder te houden en je lichaam gezond te houden. Daarom hebben we een draagbare biosensor gemaakt die de menselijke hartslag gebruikt tijdens een intensieve training om gebruikers informatie te geven over de hartslagzone waarin ze zich bevinden.

Dit is een manier om gebruikers te helpen ervoor te zorgen dat ze hun lichaam niet te hard inspannen of duwen boven de maximale hartslag tot een punt dat gevaarlijk is. Deze sensor helpt ook gebruikers die proberen af te vallen of hun uithoudingsvermogen te vergroten door ervoor te zorgen dat ze hun hartslag in specifieke zones handhaven.

Stap 1: Hartslagzones

Deze afbeelding hierboven toont de verschillende hartslagzones. Elke keer dat de gebruiker een nieuwe zone betreedt, zal het horloge steeds meer oplichten om de gebruiker te waarschuwen in welke zone hij zich momenteel bevindt. Als de gebruiker zijn/haar maximale hartslag overschrijdt, wordt het horloge rood en trilt het. De maximale hartslag wordt berekend door de leeftijd van de persoon te gebruiken en deze af te trekken van 220.

Stap 2: Materialen die je nodig hebt

Hieronder vindt u een lijst van de materialen en gereedschappen die u nodig heeft voor dit project:

Materialen

1. Flora door Adafruit
2. Pulssensor
3. Trillende mini-motorschijf
4. NeoPixel Ring - 12 RGBW LED's - Koel Wit
5. Diode
6. 220 ohm weerstand
7. NPN-transistor
8. Krokodillenklemmen
9. Klittenband horloge manchet
10. Accu
11. Draden
12. Knop (optioneel)

Veel van deze materialen zijn te vinden via deze link:

Gereedschap

1. Soldeerset/materialen
2. Naald en draad
3. Arduino-software
4. Draadstrippers
5. Lijm indien nodig
6. Schaar

Stap 3: Voorbereiding & Achtergrond

Om deze materialen te kunnen gebruiken, is het nuttig om te weten en te begrijpen wat sommige ervan doen.

A flora is het draagbare elektronische platform van Adafruit. Dit is een zeer beginnersvriendelijk apparaat dat klein is met een voeding die gemakkelijk te gebruiken is. Op de afbeelding hierboven is te zien waar alles zich op de Flora bevindt.

Kijk voor meer informatie over Flora's op deze website:

NeoPixels is ook het merk van Adafruit voor individueel adresseerbare RGB-kleurenpixels en -strips. Een ander belangrijk ding om op te merken is dat ze niet alleen oplichten, ze vereisen een microcontroller zoals een Arduino en codering. Er is wat programmeeroefening voor nodig om de NeoPixels te laten doen wat je wilt dat ze doen, dus we moesten hiernaar kijken voor ons project. Programmeren was enorm belangrijk voor dit project, en ervaring op dat gebied zal helpen.

Voor meer informatie over Neopixel's kun je deze website raadplegen:

Ook wordt er gebruik gemaakt van een hartslagsensor van Adafruit om je hartslag te meten. Vervolgens implementeren we code zodat het Beats per Minute (BPM) voor dit project kan berekenen.

Zie deze link voor meer instructies en informatie over de polssensor:

Er zijn bibliotheken die u in de Arduino-software moet downloaden om de code met bepaalde opdrachten naar uw apparaat te laten communiceren. Deze link hieronder laat zien hoe je bibliotheken downloadt in Arduino.

learn.adafruit.com/adafruit-all-about-ardu…

De volgende bibliotheken zijn degene die je nodig hebt:

1. Adafruit NeoPixel-bibliotheek

2. PulseSensor-speeltuin

3. Adafruit Flora Pixel-bibliotheek

Klik op "klonen of downloaden" en volg de instructies hierboven in de link om ze in uw code op te nemen.

Dankbetuigingen

Speciale dank aan Adafruit die ons een deel van de code heeft gegeven die voor ons eindproduct is gebruikt!

Stap 4: Veiligheidsinformatie

Het is echt belangrijk om altijd de veiligheid van u en de mensen om u heen in gedachten te houden wanneer u aan verschillende projecten werkt. Ten eerste is het belangrijk om altijd de USB losgekoppeld te hebben van de computer wanneer je gaat verhuizen en draden aan de Flora vast te maken, dit is zodat je jezelf niet schrikt.

1. Houd vloeistoffen uit de buurt van dit apparaat in geval van morsen die het circuit kunnen beschadigen

2. Vermijd stroom door uw lichaam door alleen draden en andere metalen circuits aan te raken terwijl de stroom is UITGESCHAKELD

Waarschuwing: dit is geen medisch apparaat, het waarschuwt u strikt als uw hartslag de maximale hartslag heeft overschreden, het mag niet worden vergeleken met een hartslagmeter in de medische wereld. Als u zich uitgeput/vermoeid voelt en het horloge u niet heeft gewaarschuwd dat u boven de maximale hartslag zit, moet u toch stoppen met wat u aan het doen bent, want het horloge is mogelijk niet altijd nauwkeurig.

Stap 5: Hints en tips

Hier zijn enkele hints en tips als je onderweg vastloopt:

Tips voor het oplossen van problemen:

• NeoPixels kan verschillende lichtpatronen weergeven. Gebruik de voorbeeldcode van de NeoPixel-bibliotheek om er zeker van te zijn dat het werkt
• U kunt een multimeter gebruiken om de continuïteit tussen verbindingen te meten na het solderen om te verzekeren dat deze verbindingen correct worden gemaakt
• Zorg ervoor dat de polssensor stevig is vastgemaakt aan de horlogemanchet om er zeker van te zijn dat bewegingsartefacten de hartslagmeting niet beïnvloeden
• Als je in de prototypefase geen goede verbindingen krijgt, zorg er dan voor dat de krokodillenklemmen goed zijn bevestigd

• Als de code niet goed werkt, kopieer en plak dan delen van je code in een apart venster

  1. Upload code nadat elk deel is gekopieerd en geplakt
  2. Dit laat je zien waar je code wel en niet werkt

Inzichten:

• De trilmotor kan worden aangesloten met een diode, weerstand en een transistor in plaats van een Hectic Motor Controller. We vonden deze methode de goedkoopste optie.
• Om tijd en frustratie te besparen, moet u ervoor zorgen dat u krokodillenklemmen gebruikt voor prototyping. U wilt het prototype niet solderen en dan ontdekken dat een verbinding niet werkt.

Stap 6: Montage 1- Bedrading NeoPixel Ring naar Flora

Neem om te beginnen de NeoPixel-ring en bevestig deze met 3 draden en krokodillenklemmen. U zult krokodillenklemmen gebruiken om het prototype te bouwen en uiteindelijk de onderdelen aan elkaar solderen zodra u tevreden bent met het product.

1. Bevestig een draad die van "IN" op de Neopixel-ring naar "#6" gaat
2. Bevestig een draad van "PWR" op NeoPixel-ring naar "VBATT" op de flora
3. Bevestig een draad van "GND" op NeoPixel Ring naar "GND" op de flora

Stap 7: Montage 2- Bedrading van de knop naar Flora

DEZE STAP IS OPTIONEEL… als je een knop wilt, kun je er een toevoegen, we hebben voor deze stap de aan/uit-schakelaar op Flora gebruikt, daarom is deze niet opgenomen in de code.

Wat u in deze stap moet doen, is…

1. Verbind een draad van een van de 4 poten van de knop met "#12" op de flora
2. Sluit een draad van een van de resterende 3 poten van de knop aan op "GND" op de flora

Stap 8: Montage 3- Bedrading van de trilmotor naar Flora

Om de trilmotor met de flora te verbinden hebben we een diode, transistor en een weerstand gebruikt. Wil je eerst…

1. Gebruik krokodillenklemmen om de rode draad van de trilmotor te bevestigen aan het uiteinde van de diode die zich het dichtst bij de streep erop bevindt
2. Bevestig de blauwe draad van de trilmotor aan het andere uiteinde van de diode

Stap 9: Montage 4- Bedrading van de trilmotor naar Flora (vervolg)

Bevestig nu de diode aan het ene uiteinde van de diode (komt van rode draad van trilmotor) op "3.3V" op de Flora.

Stap 10: Montage 5- Bedrading van trilmotor naar Flora (vervolg)

Pak de andere kant van de diode en pak je transistor, sluit deze aan op de transistorcollector (rechterpin van de transistor).

Stap 11: Montage 6- Trilmotor bedraden naar Flora (vervolg)

Zoek de emitter van de transistor (linker pin van de transistor) naar aarde.

Stap 12: Montage 7- Trilmotor bedraden naar Flora (vervolg)

De laatste stap bij het aansluiten van de trilmotor op de Flora is het lokaliseren van de transistorbasis (middelste pin van de transistor) en deze aan te sluiten op een weerstand en vervolgens de weerstand op "GND" op de Flora.

Stap 13: Montage 8- Bekabeling van de pulssensor naar Flora

Er zijn drie draadverbindingen die u in deze stap moet maken.

1. Sluit de paarse draad van de polssensor aan op "#10" op de Flora
2. Sluit de rode draad van de polssensor aan op "3.3V" op de Flora
3. Sluit de zwarte draad van de polssensor aan op "GND" op de Flora

Stap 14: Montage 9- Batterij aan Flora bevestigen

Lokaliseer de draden van de batterij met de witte aansluiting aan het uiteinde, steek dat deel in het batterijonderdeel dat zich op de Flora bevindt.

Stap 15: Montage 10- Compleet schakelschema

Nu is het circuit met alle krokodillenklemmen voltooid. Het lijkt misschien een puinhoop, maar alle verbindingen zijn nu gemaakt! Nu kunnen individuele verbindingen aan elkaar worden gesoldeerd om het horloge compacter te maken.

Stap 16: Eindelijk… de code

Zodra het circuit is voltooid, heeft de assemblage een code nodig die ervoor zorgt dat het doet wat we willen dat het doet. De github-code verzamelt hartslaggegevens van de Adafruit-pulssensor en categoriseert deze in 5 hartslagzones. Wanneer de HR van het individu in de specifieke zones valt, zal de Neopixel-ring oplichten in overeenstemming met de zone waarin hij/zij zich bevindt. Wanneer de HR van het individu dicht bij de maximale HR is, zal de Neopixel rood kleuren en zal de vibrerende motor worden geactiveerd om aan te geven dat de HR zich in een gevaarlijke zone bevindt en dat de persoon moet vertragen.

Stap 17: Kijk Montage

Nadat de onderdelen aan elkaar zijn gesoldeerd zoals aangegeven in het schakelschema, is het tijd om het horloge in elkaar te zetten!

De NeoPixel-ring wordt bovenop de Flora geplaatst en kan met lijm worden bevestigd of stevig worden genaaid met behulp van het open gat in de NeoPixel dat niet is gesoldeerd. Laat uw code op dit punt lopen om te zien waar de eerste neoPixel oplicht om het horloge in een richting die voor u logisch is. Zorg ervoor dat u de aan/uit-schakelaar NIET afdekt wanneer u deze stap uitvoert. De Flora wordt ook op de manchet genaaid door de resterende gaten aan de buitenkant.

De batterij kan samen met de vibrator (en opzetstukken) onder de Flora/NeoPixel ring worden weggestopt.

De polssensor wordt vervolgens stevig vastgenaaid op het deel van het horloge dat aan de onderkant van uw pols wordt bevestigd. Zorg ervoor dat je de goede kant naar boven hebt gericht wanneer je dit doet.

Voel je vrij om anders te monteren, afhankelijk van de materialen die voor jou beschikbaar zijn!

Stap 18: Eindproduct

Zo hoort het eindproduct eruit te zien. Functioneel en stilistisch!

Stap 19: Verdere ideeën

Een manier om dit idee verder uit te werken, is door de knop toe te voegen die eerder als optioneel in de instrucable werd getoond.

Een andere manier is om een aparte code toe te voegen die je kunt gebruiken als je niet aan het sporten bent. Dit kan een realtime klok zijn, waarbij de ene pixel de uurwijzer en de andere de minutenwijzer laat zien. Bekijk voor meer informatie hierover deze link voor de functie Real Time Clock.