Nabız Ölçümlü Hafif Anksiyete Cihazı Breathe: 18 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Dünya giderek yoğunlaşırken, herkes giderek daha yüksek stresli bir ortamda. Üniversite öğrencileri daha da yüksek stres ve kaygı riski altındadır. Sınavlar, öğrenciler için özellikle yüksek stresli dönemlerdir ve nefes egzersizi ayarlarına sahip akıllı saatlerin, metin yazabilmeleri ve internete bağlanabilmeleri nedeniyle sınavlar sırasında kullanılmasına genellikle izin verilmez.

"Işık Nefesi", internet bağlantısı olmayan ve sınavlarda memnuniyetle karşılanacak, basit kaygı merkezli bir cihazdır. Bu cihaz, kullanıcıya özel değildir ve anksiyete kontrolüne ihtiyaç duyan herhangi bir kişiye kolayca adapte edilmesini sağlar. Bir dizi dört NeoPixel LED kullanarak, kullanıcı nefes egzersizleri yapmak için adımları takip edebilecek ve ayrıca stres seviyelerinin düşüp düşmediğini belirlemek için egzersizlerden önce ve sonra kalp atış hızlarını takip edebilecek.

Adım 1: Gerekli Malzemeler ve Araçlar

Malzemeler:

1. Adafruit Florası (14.95 $)
2. Ekmek tahtası (5.00 $)
3. Adafruit NeoPikseller (4) (7,95 $)
4. Darbe Sensörü (25.00$)
5. Timsah Klipler (3,95 $)
6. Breadboard Jumper Telleri (3,95 $)
7. Lityum İyon Polimer Pil (9,95 $)
8. 220 Ohm Direnç (6,28 $)
9. Basma Düğmesi (5.99$)
10. Çeşitli Legolar (10-40 $) (Not: Çok fazla Lego'ya ihtiyacınız yoktur)

Toplam Maliyet: (94$-124$)

Aletler:

1. Arduino Yazılımı (ÜCRETSİZ) - Gerekli
2. Pense (~$6) veya Tırnak Eti Kesiciler (~ $4)- Önerilen
3. Lehimleme Kiti/Malzemeler (~11$)- Opsiyonel

Toplam Maliyet: (15-17$)

Adım 2: Hazırlık

Projeye başlamadan ve yukarıdaki materyalleri kullanmadan önce, neyin kullanıldığına dair iyi bir arka plan bilgisi geliştirmek önemlidir.

ada meyvesi florası

Adafruit Flora, hem yeni başlayanlar hem de uzmanlar için faydalı olan küçük, basit ve güçlü bir mikro denetleyicidir. Çok küçük (çeyrekten biraz daha büyük) ve giyilebilir! Yukarıdaki resim, Adafruit Flora'nın pinout diyagramını göstermektedir. Flora hakkında daha fazla bilgi edinmek için aşağıdaki bağlantıyı ziyaret edin:

learn.adafruit.com/getting-started-with-fl…

Adafruit NeoPikseller

Adafruit'in NeoPixel'leri, özellikle giyilebilir cihazlar için tasarlanmış, ayrı ayrı adreslenebilir RGB LED'lerdir. NeoPixels zincirlenebilir, yani istediğiniz kadar LED'i bağlamak için mikrodenetleyiciye yalnızca bir pin bağlantısına ihtiyacınız var. Arduino'da kodlanabilirler, ancak aşina olmak ve NeoPixels'in istediğiniz gibi çalışmasını sağlamak için çevrimiçi olarak biraz pratik, araştırma ve örnek yardım gerektirirler. Aşağıdaki bağlantıdaki farklı adımlar, NeoPixels'in nasıl çalıştığı hakkında sizi bilgilendirdiği ve Arduino ile kodlama ipuçları ve örnekler verdiği için çok faydalıdır.

learn.adafruit.com/flora-rgb-smart-pixels/…

Darbe Sensörü

PulseSensor, Arduino'nun bunun gibi çeşitli projeler için canlı kalp atış hızı verilerini toplaması için bir tak ve çalıştır kalp atış hızı sensörüdür! Arduino'ya indirilebilen kütüphane (aşağıda kısaca gösterilecektir), PulseSensor'ü bir projeye uygulayarak anında uzman olmanıza yardımcı olacak örnek kodlara sahiptir. Aşağıdaki bağlantı, PulseSensor için daha fazla bilgi gösterir ve kişileri başlatmak için örnek mini projeleri açıklar.

pulsesensor.com/pages/getting-advanced

Arduino Kitaplıkları

Kodun belirli işlevler ve komutlar için Flora ile iletişim kurabilmesi için, farklı elektrik bileşenleri için Arduino'ya aşağıdaki kitaplıkların yüklenmesi gerekir. Yazılımı indirmek için bu bağlantıyı veya 'Giriş ve Sarf Malzemeleri' bölümündeki bağlantıyı kullanın.

1. Darbe Sensörü Oyun Alanı

   (Not: "PulseSensor_BPM" örnek Arduino dosyası, Breathe Light kodunun oluşturulmasında yardımcı oldu)

2. Adafruit NeoPixel Kitaplığı

   (Not: "Strandtest" örnek Arduino dosyası, Breathe Light kodunun oluşturulmasında yardımcı oldu)

(Not: Kitaplık yükleme konusunda daha fazla yardım için aşağıdaki bağlantıyı ziyaret edin:

GitHub

GitHub, kişilerin birlikte yazılım oluşturmasına ve paylaşmasına olanak tanıyan güçlü bir platformdur. Breathe Light için oluşturulan kod GitHub üzerinden paylaşılıyor ve buradan erişilebilir. Daha sonra Adım 14 altındaki talimatta da referans verilecektir. Proje için gerekli olan yukarıda belirtilen Arduino kütüphanelerine ve örneklerine aşağıdaki GitHub linklerinden de erişilebilir.

1. Darbe Sensörü
2. NeoPiksel

GitHub'ın ne olduğu ve neden yararlı olduğu hakkında daha fazla bilgi için bu videoyu izleyin.

3. Adım: Güvenlik

Bu projede oluşturacağınız devre de dahil olmak üzere herhangi bir elektrik devresi ile uğraşırken, projenizi güvende tutmak ve sarsılmamanızı sağlamak için tüm elektrik güvenlik protokollerini anlamak ve takip etmek önemlidir. Aşağıdaki liste, izlenecek birkaç basit adımı detaylandırmaktadır.

1. Devreye kabloları taşırken ve bağlarken Flora'yı bilgisayara TAKMAYIN.
2. Devredeki tellere veya diğer metal bileşenlere dokunurken, vücudunuzdan herhangi bir akım geçmesini önlemek için gücün KAPALI olduğundan emin olun.
3. Sıvıları, yiyecekleri ve dökülebilecek diğer her şeyi devrenizden uzak tutun.
4. Gücü açmadan önce her seferinde yıpranmış elektrik kablolarını kontrol edin.

UYARI:

Bu tıbbi bir cihaz DEĞİLDİR ve doğru kalp atış hızı ölçümlerine güvenmek için herhangi bir klinik ortamda kullanılmamalıdır. Doğru kalp atış hızı verileri istiyorsanız doktorunuza görünün. Bu sadece kişilerin stresi azaltmasına yardımcı olan bir araçtır ve herhangi bir durumu teşhis etmek için kullanılmamalıdır.

4. Adım: İpuçları ve İpuçları

Aşağıda Breathe Light'ı oluştururken aklınızda bulundurmanız gereken bazı ipuçları ve püf noktaları bulunmaktadır.

Sorun Giderme Stratejileri

1. Kod düzgün çalışmıyorsa, kodun farklı işlevlerini/bölümlerini ayırın ve sorunun nerede olduğunu belirlemek için bunları test edin.
2. Kod ve projeye geçmeden önce, cihazların düzgün çalıştığından emin olmak için PulseSensor ve NeoPixels için Arduino Kitaplıklarında verilen örnek kodları kullanın.
3. Potansiyel hareket artefaktını ortadan kaldırmak için veri toplamadan önce PulseSensor'ün sıkı ve güvenli bir bağlantısı olduğundan emin olun.
4. Kablolama yaparken, karışıklığı önlemek için aynı portlara bağlarken aynı renkli kabloları kullanın.
5. Cihaz hareket ettiğinde bağlantıyı kaybetmemeleri için kabloları sabitlemek için küçük atlama kabloları kullanın.
6. Bir havyaya erişiminiz varsa, iyi çalışmayan kablo bağlantılarını sabitlemek için kullanmayı düşünün.

içgörüler

• Zamandan tasarruf etmek için, kabloları kullanmadan önce prototipleme için timsah klipsleriyle test edin.

• Zamandan ve hayal kırıklığından tasarruf etmek için, her NeoPixel ile sağlam ve sürekli bir bağlantı kurmak için kabloları sıkın.

  Lego'lar Flora'yı ve pil takımını korumada da çok yardımcı oluyor

Adım 5: Montaj Parçası 1a

FLORA'daki #6 bağlantı noktasını bağlamak için bir timsah klipsi kullanarak başlayın. Ardından GND bağlantı noktasını bağlamak için başka bir timsah klipsi kullanın. Aynısını FLORA'daki VBATT bağlantı noktası için de yapın.

Adım 6: Montaj Parçası 1b

Şimdi, 6 bağlantı noktasına bağlı timsah klipsini NeoPixel üzerindeki içe bakan oka bağlayın. GND bağlantı noktası klipsini NeoPixel'deki (-)'ye ve VBATT bağlantı noktası klipsini NeoPixel'deki (+)'ya bağlayın.

NeoPixel Adafruit sayfasındaki talimatları kullanarak çalışıp çalışmadığını görmek için her NeoPixel'i test etmek için bu kurulumu kullandık.

Adım 7: Montaj Bölüm 2

NeoPiksellerin her birinin işlevsel olduğunu onayladıktan sonra, Breathe Light'ı oluşturmaya başlayabilirsiniz!

Kabloları VBATT, #12, #6, GND ve #10 üzerindeki FLORA'ya bağlayarak başlayın. Karışıklığı önlemek için, bağlantı noktalarının her birine karşılık gelen renkleri seçin. Sonraki adımlarda bunları breadboard'a bağlayacağız.

Adım 8: Montaj Bölüm 3

Ardından NeoPixels zincirini yapmaya başlayacağız. İlk adımda olduğu gibi sonunda (+)'yı VBATT portuna, (-)'yi GND portuna bağlayacağız ve oklar NeoPixels hattında sinyal akış yönünü gösterecektir. Sonuncusuyla başladım ve yoluma devam ettim.

İlk olarak, kabloları ilgili renklerde NeoPixels'e ekleyin. Resimde, VBATT için beyaz, GND için yeşil ve #6 numaralı bağlantı noktasından gelen sinyal için sarı kullandığımızı görebilirsiniz. Teli küçük deliklerin etrafına gerçekten sarmak için iğne uçlu pense kullanın. Hazırda bulunan kargaburun yoksa kütikül kesicileri de kullanabilirsin.

(Arka plandaki küçük kırmızı teller sonraki adımlarda açıklanacaktır. Şimdilik onlar için endişelenmeyin.)

Adım 9: Montaj Bölüm 4

Tıpkı ilki gibi diğer NeoPixel'lere kablo ekleyin. Ok çizgisinin FLORA'daki #6 numaralı bağlantı noktasından zincirin altına doğru baktığından emin olun.

Ardından beyaz kabloların her birini breadboard üzerindeki (+) pinlere ve yeşil kabloları breadboard üzerindeki (-) pinlere bağlayın. Kabloları sabitlemek için bağlantıların biraz gergin olduğundan emin olun.

Adım 10: Montaj Bölüm 5

Şimdi, GND'den gelen yeşil kabloyu (-) pinlerin üstüne bağlayın. VBATT bağlantı noktasından gelen beyaz kabloyu devre tahtasındaki (+) pimlere bağlayın ve #6 sarı kabloyu NeoPixel zincirinizin başlangıcına bağlayın.

Mor kablo ve kırmızı kablo daha sonra bağlanacaktır.

(Alta yakın kırmızı teller NeoPixel'ler arasındaki sarı sinyal telleri arasında gerilim oluşturmaya yardımcı olur, ancak bağlantıların ne kadar sıkı olduğuna bağlı olarak bunlara ihtiyacınız olmayabilir)

Adım 11: Montaj Bölüm 6

Ardından, düğmeyi breadboard'umuza bağlayacağız. Bu, kalp atış hızı ölçümlerini ve kaygı nefes egzersizini başlatacak!

Düğmeyi resimde görüldüğü gibi yerleştirin. Ardından, üst düğme pimini (+)'ya bağlamak için beyaz bir kablo kullanın. 220 ohm'luk direnci aynı taraftaki alt pim ile (-) pimler arasına yerleştirin. Son olarak, #10 kırmızı kabloyu sağ alttaki düğme pimine bağlayın.

Adım 12: Montaj Adım 7

Şimdi Nabız Sensörünü bağlayacağız! Kırmızı sensör kablosunu devre tahtasındaki (+) pimlere ve siyah sensör kablosunu (-) pimlere bağlayın. Ardından, mor sensör kablosunu ve 12 numaralı bağlantı noktasından gelen mor kabloyu bağlamak için aynı sıraya koyun.

Adım 13: Montaj Adım 8

Çeşitli Legolarla, FLORA'nın oturması için bir platform ve lityum pil takımı için küçük bir boşluk oluşturun. Sarı kabloların düzgün şekilde bağlanması için FLORA'nın üzerinde biraz gergin olduğundan emin olun. Bunun için yukarıdaki resimde görülen sarı legoları kullandık.

Lego platformunun boyutu, devre tahtanızın boyutuna bağlı olarak değişecektir, ancak FLORA'nın düz oturduğundan, sarı sinyal kablolarında biraz gerginlik olduğundan ve pil takımını yerleştirmek için bir boşluk olduğundan emin olun.

Adım 14: Montaj Adım 9

Montajı bitirmek için, FLORA ile Lego platformunu devre tahtasının yanına ekleyin. Pil takımını FLORA'ya bağlayın.

Adım 15: Montaj Adım 10: Kodu Yükleyin ve Montajı Bitirin

Son adım, bu kodu Breathe Light'a yüklemektir. Kod yüklendikten sonra, FLORA'nın ortasında ON anahtarı etkinleştirildiğinde Breathe Light taşınabilir şekilde çalışmalıdır!

GitHub'dan Flora'ya kod nasıl alınır

1. GitHub web sitesine ulaşmak için yukarıdaki bağlantıyı kullanın.

2. "Klonla veya İndir" e tıklayın

   "ZIP'i İndir" e tıklayın

3. İndirdiğiniz zip dosyasını bilgisayarınızda istediğiniz yere kaydedin.
4. Arduino'da "Breathe_Light_V3.0" dosyasını açın.
5. Arduino çubuğunun üst kısmındaki "Araçlar" altında, "Board:" a gidin ve "Adafruit Flora" yı seçin.
6. Son olarak (Flora bilgisayarınıza takılıyken), "Yükle"ye tıklayın (ekranınızın üst kısmındaki sağ ok)

Yukarıdaki adımlar tamamlandıktan sonra kod Flora'ya yüklenmelidir. Flora bilgisayardan ayrılabilir ve Breathe Light kullanıma hazırdır!

Adım 16: Montaj Adım 11: Kod Açıklama

Kodun yaptığı şudur:

İlk olarak kod, bir PulseSensor kullanarak deneğin ilk kalp atış hızını toplar ve bunu bir satırdaki dört ayrı NeoPiksel aracılığıyla görüntüler. Algılanan kalp atış hızına bağlı olarak belirli bir dizi LED/renk görüntülenecektir. Örneğin, kalp atış hızı 76 ise, mavi renkte yanan 3 NeoPiksel olacaktır. Bu renkler/eşikler, deneğe, kalp atış hızının ne olduğunu bilmeleri için cihazdaki (yukarıda görülen) bir çıkartma ile verilir.

Ardından, kalp atış hızı tespit edildikten sonra, derin, yavaş nefes almaya ve nefes vermeye yardımcı olan bir kaygı egzersizinden geçer. Bu alıştırmanın başında, dört LED'in tümü yeşildir. Alıştırma devam ederken, LED'ler konunun ne zaman nefes alması gerektiğine karşılık gelen maviye döner. Dört LED'in tümü yandıktan sonra, konu nefesini tutmaktır ve LED'ler yeşile döndükçe yavaşça nefes verebilirler. Anksiyete egzersizi yapıldıktan sonra, kod kişinin sakinleşip sakinleşmediğini belirlemek için tekrar kişinin kalp atış hızını algılar ve görüntüler.

Adım 17: Devre Şeması

Bu devre şeması EAGLE'da yapılmıştır. Büyük dikdörtgenin içindeki her şey Adafruit FLORA mikroişlemcidir. Çok fazla detayı var ama bir bütün olarak dikdörtgenin içinde yer alıyor. FLORA'ya eklediğimiz tüm bileşenler büyük dikdörtgenin altında.

4 Neopiksel, D6* FLORA çıkışına bağlı olarak görülebilir. Düğme IO10*'a bağlanır ve Nabız Sensörü IO12* bağlantı noktası aracılığıyla FLORA'ya bağlanır.

Adım 18: Daha Fazla Fikir

Breathe Light'ı daha ileri götürmenin birçok yolu vardır ve işte birkaç öneri.

• Giyilebilir hale getirin: Bir kafa bandı veya kol saati (bunun gibi) kullanın ve tüm kablo bağlantılarını yapmak için iletken iplik kullanın.
• Görsel olarak daha çekici bir nefes egzersizi (daha fazla renk eklemek gibi) oluşturmak için anksiyeteEgzersiz () işlevini ekleyin.
• Daha fazla LED eklemek ve hem heartRateDisplay() hem de noticeExercise() işlevlerinin yeteneklerini artırmak için tek tek NeoPixel'leri NeoPixel Ring veya NeoPixel Array ile değiştirin.