Sigh Collector: 10 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:20

Zucht v.i. [imp. & P. P. {zuchtte}; P. pr. & vb. N. {Zuchten}.] 1. Om een grotere hoeveelheid lucht dan normaal in te ademen en deze onmiddellijk uit te blazen; om een enkele diepe ademhaling hoorbaar te maken, vooral als gevolg of onvrijwillige uiting van vermoeidheid, uitputting, verdriet, verdriet of iets dergelijks. [1913 Webster]Beschrijving:Dit zijn instructies voor het bouwen van een huisbewakingssysteem dat zuchten meet en 'verzamelt'. Het resultaat is een fysieke visualisatie van de hoeveelheid zuchten, voor persoonlijk gebruik in een huiselijke omgeving. Het project bestaat uit twee delen. Het eerste deel is een stationaire eenheid, die een grote rode luchtblaas opblaast bij ontvangst van het juiste signaal. Het tweede deel is een mobiele unit, gedragen door de gebruiker, die de ademhaling bewaakt (via een borstband) en draadloos een signaal doorgeeft aan de stationaire unit wanneer een zucht wordt gedetecteerd. Aannames:1. Je hebt een basiskennis van constructie- en fabricagetechnieken, evenals toegang tot de juiste gereedschappen en faciliteiten. 2. Je hebt praktische kennis van fysiek computergebruik (lezen van schakelschema's)3. Je bent overweldigd door de angst om in een falende staat te leven en gefrustreerd dat de meeste van je huishoudelijke voorwerpen alleen betrekking hebben op fysieke in plaats van emotionele gezondheid.

Stap 1: Benodigd materiaal

Hier is een overzicht van de materialen die nodig zijn. Elke afzonderlijke pagina bevat meer details en links over waar u sommige van deze materialen kunt kopen. Fysieke materialen:> 1, 4x8 plaat multiplex. Ik heb een stuk esdoornlaag van winkelkwaliteit gebruikt.> 2, 2x2 voor het structurele frame> ~ 2 meter rode nylon riemstof> Wat losse rode stof uit een stoffenwinkel> Latexbuis (binnendiameter: 1/8", buitenste: 1/4")> Houtschroeven (5/16, 3", 4")> 1 oplaadbare batterijgevoede luchtpomp (Coleman Rechargeable Quick-Pump)> 1 unidirectionele "terugslagklep"> Een stuk van een tuinslang> Vloeistof Latex en rood pigment, of een of andere grote rode ballon. Elektronica, overige:> 1, 20 cm reksensor> 1 rode RCA-kabel, mannelijke en vrouwelijke headers> 1 10K-potentiometer met grote knop> 1 3-weg-tuimelschakelaar> 2 Arduino Microcontrollers (Diecimille of nieuwer)> 2 9V batterijclips met 5 mm (centrale positieve) mannelijke jacks.> 2 xBee draadloze modules> 2 xBee shiels van LadyAda> 1 FTDI-kabel voor het programmeren van de xBees> 1 LMC662, "rail-to- rail" OpAmp chip> Diverse Elektronica componenten (zie schakelschema's voor details).

Stap 2: Bouw en programmeer Circuit. Hack in luchtpomp

Ik vind het leuk om eerst de elektronica aan het werk te krijgen, meestal met een prototype van wat ik wil bouwen (gemaakt van goedkoop multiplex aan de buitenkant, of zelfs karton en warmlijm). De elektronica is in twee delen verdeeld. Dit deel is de ontvangende kant. Het ontvangt een draadloos signaal van de draagbare eenheid en gebruikt dat signaal om een luchtpomp ongeveer 2 seconden aan te zetten en vervolgens uit te schakelen. Tussen de pomp en de ballon bevindt zich een zogenaamde terugslagklep, die de lucht in één richting maar niet de andere. De luchtpomp is een Coleman oplaadbare "Quickpump". Ik vind het leuk vanwege de oplaadbare batterij en de neusbevestigingen van verschillende grootte. Open de pomp en herwerk de tuimelschakelaar, zodat deze een overbrugging vormt tussen de batterij en een pool van de motor. De andere klem van de motor loopt naar de collector van de TIP120-transistor. Om dit te doen, moet u de zwarte draad van de tweede motorterminal lossolderen en ook de kabel die uit de batterijlader komt en naar het andere uiteinde van de tuimelschakelaar gaat. Zorg ervoor dat de batterij van de motor gemeenschappelijk is met de voeding van de Arduino. Bouw het circuit in het onderstaande diagram. Er is ook een PDF bijgevoegd voor een hogere resolutie. Programmeer de arduino met de code die in het tekstbestand staat. Je moet deze bibliotheek installeren. Als je niet weet hoe je met Arduino moet werken, zijn hier enkele referenties zodat je het kunt leren:> Belangrijkste Arduino-website> Freeduino -- Opslagplaats van Arduino-kennis en links> NYU, ITP's in- huis fysieke computersite met tutorials en referenties.

Stap 3: Bouw de Sigh Collector-hoofdeenheid

Kortheidshalve zal ik niet elke stap in het proces van het bouwen van de hoofdeenheid in detail beschrijven. Het volstaat te zeggen dat het zo eenvoudig of complex kan zijn als u wilt; alles van karton en hete lijm tot op maat gemaakte of meer geavanceerde materialen. Ik heb de mijne op deze manier ontworpen, wat niet wil zeggen dat dit de enige manier is waarop het kan worden gedaan. Als u mijn instructies wilt volgen of nader wilt uitwerken, zie dan het onderstaande diagram. Nogmaals, een PDF met een hogere resolutie is bijgevoegd. Op het diagram vindt u exacte afmetingen en specificaties voor het bouwen van de hieronder afgebeelde unit. Zoals vermeld in stap 2, heb ik de mijne gebouwd van esdoorn multiplex van winkelkwaliteit. Het heeft een mooie nerf en snijdt goed. Ik heb het oppervlak onbewerkt gelaten. Een paar ontwerpopmerkingen: ik besloot alle schroeven van binnenuit in te draaien, zodat je ze van buitenaf niet zou zien. Het kan lastig zijn om een boor in het apparaat te sluipen, dus ik raad aan om het in secties te bouwen. Ik heb de onderranden van het 2x2-frame gehoekt, zodat ze er een beetje slanker uitzien als ze zichtbaar zijn. Het bovenstuk met de verstekhoeken en ronde opening is verwijderbaar, voor eenvoudige reparatie van binnendelen. De pomp en elektronica zitten in de doos, op een plank die wordt vastgehouden door twee van de 2x2's op het binnenframe (zie diagram). De reden dat ik het op een frame heb gebouwd, is dat de hoeken vierkant blijven. Anders kan multiplex de neiging hebben om krom te trekken. Op deze manier kan ook alles met schroeven bij elkaar worden gehouden en dus gemakkelijk in stukjes worden afgebroken.

Stap 4: Maak de luchtblaas

Ik wilde een meer organische, vlezige textuur van mijn luchtblaas, dus ik wierp het uit vloeibare latex. Vloeibare latex van veel verschillende soorten kan worden gekocht in een ambachtelijke winkel, rekwisietenwinkel of gemakkelijk op internet. Ik mengde de latex met rood pigment om het te kleuren en schilderde het in lagen op de buitenkant van een grote ballon. De vele lagen vormden een grote, slappe vlezige ballon, met de textuur die ik met het penseel heb gemaakt. Een eenvoudige ballon, strandbal of zelfs een vuilniszak zou kunnen vervangen. Kijk op deze website voor verschillende soorten grootformaat ballonnen.

Stap 5: Combineer elektronica met hoofdeenheid. Installeer terugslagklep en pomp

Plaats de luchtpomp en het circuit in de hoofdeenheid, op de onderste plank. Nu is het tijd om een verbinding te maken tussen de luchtpomp en de luchtblaas/ballon, die op het oppervlak zal zitten. We willen dat lucht maar één kant op gaat en niet de andere kant op, dus gebruiken we iets dat een "terugslagklep" wordt genoemd. Het basisprincipe is dat een scharnierdeur, rubberen membraan of kogel door de lucht in één richting wordt verplaatst, maar dan voorkomt dat de lucht teruggaat. Ik kocht mijn terugslagklep op de website van McMaster Carr; Meer specifiek wordt het een PVC-terugslagklep genoemd. Ik gebruik de diameter van 1 ". Deze was aantrekkelijk voor mij vanwege de extreem lage "kraakdruk", of de druk die nodig is om de barrière te verplaatsen. <0,1 psi !! Ik gebruikte een eenvoudige tuinslang om van de pomp, naar de terugslagklep, dan van de andere kant van de klep in de ballon. De fittingen zijn gekoppeld en hebben de juiste maat, en ik heb wat lijm gebruikt om ze verder vast te zetten en luchtlekken te voorkomen …

Stap 6: Bouw een draagtas, naai de handgreep

Het zuchten wordt gecontroleerd door een borstband die u draagt. Om de elektronica en voeding op te bergen, moet u een "draagkoffer" bouwen. Deze is mobiel en wordt aan de borstband bevestigd. U zult dit bij u dragen terwijl u uw dagelijkse taken uitvoert en het zal uw zuchtende activiteit volgen. Wanneer een zucht wordt gedetecteerd, stuurt de mobiele eenheid een draadloos signaal naar de hoofdeenheid. U kunt ook het diagram volgen dat ik heb verstrekt en metingen vinden over het bouwen van de draagdoos. Of je kunt ervoor kiezen om je eigen, unieke versie te maken of mijn eigen versie te verbeteren. Ik heb de mijne gemodelleerd naar verschillende soorten medische apparatuur voor patiëntbewaking. Opmerkingen: ik heb een RCA-kabel tussen het circuit en de sensor/borstriem gesplitst (stap 7 en 8) zodat deze gemakkelijk in en uit de doos kan worden aangesloten. Ik koos voor een RCA-kabel omdat het een eenvoudige manier is om twee gevlochten draden te hebben, mooi verpakt met een eenvoudig aan te sluiten/loskoppelbare kop. Ik heb de RCA-kabel om esthetische redenen in een stuk latexslang geschoven.

Stap 7: Bouw en programmeer een circuit voor zuchtdetectie. Monteer de elektronica in de draagtas

Volg het onderstaande schakelschema. Een hogere resolutie PDF is ook bijgevoegd. Programmeer de Arduino met de meegeleverde code. Om de ademhaling te volgen, maken we een borstband die is uitgerust met een reksensor. De uitzetting en samentrekking van de borstkas zullen ons gegevens opleveren die we in code kunnen gebruiken om te extrapoleren wat normale ademhaling is, en dus te bepalen met een grotere dan gebruikelijke inademing (gevolgd door grote uitademing). Een potentiometer van 10 of 20K wordt gebruikt om een drempelwaarde in te voeren, die aangeeft hoe groot een inademing is geassocieerd met een zucht. Ik heb mijn reksensor gekocht bij Merlin Robotics, een bedrijf in het VK. Ze hebben verschillende maten op voorraad. Ik gebruik de 20cm sensor. In mijn circuit versterk ik het signaal van de sensor met een weerstandsbrug en een OpAmp-chip (zie diagram). Dit is de methode die door de fabrikant wordt voorgesteld. U vindt de datasheet op internet. Opmerking: ik kan me voorstellen dat een soortgelijk idee kan worden gedaan met een druksensor in plaats van een reksensor. Je zou het drukpunt op de sensor aan een soort slang kunnen bevestigen en die slang om de borst kunnen wikkelen. Boor gaten in de voorkant van de draagtas en bevestig de potentiometer, indicatie-LED, aan/uit-schakelaar en reksensorbevestiging (RCA, vrouwelijk) vanaf de achterkant eraan voordat u de doos weer aan elkaar vastschroeft. Ik voed de Arduino met een 9V-batterij. Ik heb er 2 parallel geschakeld, dus ik krijg hetzelfde voltage, maar verdubbel de stroomsterkte (het gaat langer mee).

Stap 8: Knip en naai de borstband en bevestig de reksensor

Het basisidee hier is dat een stoffen band om de borst wordt gewikkeld door de onderste ribben (waar de meeste beweging plaatsvindt). De reksensor overbrugt een kleine opening in de borstband, de rest is niet rekbaar, dus de ademhaling vervormt de sensor vervolgens indien nodig. U moet de lengte van de riem afmeten aan uw individuele lichaamstype. Ik heb een extra strook stof om de band genaaid, zodat de draden er veilig in kunnen zitten. Aan de voorkant, waar de stretch-sensoraansluiting zit, naaide ik een 'mouw' van stof die de sensor losjes zou bedekken, zodat deze niet zou wrijven of beschadigen. Aan de achterkant van de borstband maakte ik een eenvoudige vorm (zoals op een rugzak) om de riem strakker en losser te maken. Ik heb de vorm laten lasersnijden uit helder acryl (zie afbeelding), maar je kunt het op elke gewenste manier maken.

Stap 9: Een woord over draadloos

Een ding waar ik het nog niet over heb gehad, is hoe de draadloze communicatie tot stand komt. Ik gebruik xBee draadloze modems. xBee's zijn een gemakkelijke manier om een draadloze point-to-point verbinding te maken, of een mesh-netwerk te creëren. Om te communiceren met mijn Arduino-bord, gebruikte ik LadyAda's xBee-adapter. Het is goedkoop, gemakkelijk in elkaar te zetten en er is een gedetailleerde instructiewebsite die uitlegt hoe het te configureren. Door een combinatie van deze website en een hoofdstuk over xBee-radio's in het boek "Making Things Talk" (Tom Igoe), heb ik, misschien wel het eenvoudigste gebruik van deze radio's geïmplementeerd, die eigenlijk behoorlijk krachtig zijn. Ik heb mijn adapters en xBees (+ de juiste kabel) hier vandaan. Instructies voor het configureren van de xBees zijn hier. Het enige waar ik niet op in ga, is hoe de xBees te configureren. Ik deed het heel gemakkelijk (op een Mac) door een code uit Igoe's boek te transcriberen die Processing gebruikt om een eenvoudige terminal te maken voor het programmeren van de xBee. Die code staat op pagina 198.

Stap 10: Klaar

Proficiat! Je bent klaar. U kunt nu uw Sigh Collector gebruiken om uw emotionele gezondheid in de gaten te houden.