Sensore del respiro fai-da-te con Arduino (sensore elastico conduttivo a maglia): 7 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Questo sensore fai da te assumerà la forma di un sensore elastico a maglia conduttiva. Si avvolgerà attorno al tuo torace/stomaco e quando il tuo torace/stomaco si espande e si contrae, anche il sensore e, di conseguenza, i dati di input che vengono inviati ad Arduino. Quindi tieni presente che questo non è un modo totalmente accurato per tenere traccia di ogni respiro e, a volte, i movimenti del corpo possono influenzare il sensore poiché si tratta di come si allunga. Inoltre, in termini di stabilità, ho scoperto che l'intervallo di numeri può variare un po' se il sensore non mantiene una tenuta costante attorno al corpo, ma se stai semplicemente in piedi e respiri è abbastanza preciso/sensibile a raccogliendo la leggera espansione del torace ad ogni respiro.

Ci sono parecchi sensori di respiro fai-da-te che ho trovato durante la ricerca su Internet, ma non hanno tutte le informazioni specifiche necessarie per realizzarne uno e collegarlo all'Arduino da soli. Ecco alcune di quelle fonti che ho messo insieme per darti la storia completa in questo tutorial:

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

Nota: sono solo un principiante di elettricità/circuiti/arduino/codifica, quindi accolgo con favore qualsiasi suggerimento o correzione se ne trovi!

Passaggio 1: materiali e strumenti

Materiali/Strumenti:

• Una bobina di filo conduttivo (ho comprato questo tipo da Sparkfun: https://www.sparkfun.com/products/12806) (AGGIORNAMENTO: sembra che l'abbiano ritirato, quindi dovrebbe funzionare da Adafruit:
• Una bobina di filato elastico, ho usato il marchio HiKoo CoBaSi (ho scoperto che il filato con un po' di elasticità è migliore perché questo sensore si basa sulla capacità di espandersi e contrarsi. Se usi un filato rigido, il sensore non si espanderà e non si contrarrà altrettanto bene)
• Velcro (circa 6 pollici… possono essere più parti più piccole, viene utilizzato per fissare il sensore intorno a te) O UNA CLIP BINDER! (In realtà ho scoperto che una clip per raccoglitori funziona più facilmente per ottenere una vestibilità aderente)
• Filo per cucire normale (~1 iarda)
• Ferri da maglia (ho usato la taglia: 5)
• Ago da cucito
• Resistor Kit (x1) (è necessaria una gamma di resistori diversi, quello di cui hai bisogno dipende da quanto è lungo il tuo cinturino e dalla tenuta dei punti. Non credo che ti servirà uno più piccolo di 10k però. Cambiare il livelli di resistenza cambia i numeri di uscita trovati nel monitor seriale)
• Pinze a coccodrillo (x2)
• Cavi di avviamento (x7)
• Arduino Uno
• Computer (PC o MAC)
• Cavo USB da A a B
• Voltmetro
• Tagliere di pane

Passaggio 2: maglia

Inizia lavorando a maglia una fascia larga 2 pollici combinando sia il filato conduttivo che il filato elastico.

Lavorare con il filato conduttore ed elastico come se fosse un unico pezzo di filato!

Puoi usare un punto standard. La mia fascia era lunga 10 punti e lunga circa 30 pollici.

Se non sai lavorare a maglia, Youtube è tuo amico.:) **Suggerimento: trova video specifici per la tua mano dominante. Questo mi ha aiutato:

Passaggio 3: cucire il velcro alla fascia lavorata a maglia (OPZIONALE)

Su un'estremità della fascia lavorata a maglia cuci qualche centimetro di velcro (ti consiglio di usare la metà del velcro duro/pugnoso).

** FACOLTATIVO: se non hai il velcro, salta questo passaggio e usa semplicemente una CLIP BINDER per tenere il cinturino in posizione intorno a te. Ho scoperto che una clip per raccoglitori può effettivamente funzionare meglio per ottenere una vestibilità aderente!

Passaggio 4: cucire più velcro (OPZIONALE)

Capovolgi la fascia e cuci l'altro velcro abbinato (la metà morbida, se hai usato la metà dura sull'altro lato) sull'altra estremità della fascia lavorata a maglia. Ti consigliamo che la lunghezza di questo velcro sia un po' più lunga, ca. 7 pollici.

*** Prima di cucire assicurati che quando avvolgi la fascia intorno a te le metà del velcro coincidano!

** FACOLTATIVO: se non hai il velcro, salta questo passaggio e usa semplicemente una CLIP BINDER per tenere il cinturino in posizione intorno a te. Ho scoperto che una clip per raccoglitori può effettivamente funzionare meglio per ottenere una vestibilità aderente!

Passaggio 5: costruire il circuito

Usa le foto di questo passaggio per collegare Arduino al sensore.

Attacca 2 clip a coccodrillo alla fascia lavorata a maglia, una su ciascuna estremità. La quantità di allungamento sarà misurata solo tra questi 2 punti. ** Assicurati di agganciare saldamente la fascia e scegli un punto in cui è esposto molto del filo conduttivo, è essenziale che il filo conduttivo e la clip metallica entrino in contatto (ho provato a controllare questa connessione con il voltmetro, ma ho scoperto che anche se funziona non mostra necessariamente che è sul voltmetro, consiglio di collegare l'intero circuito e poi vedere come appaiono i numeri nel monitor seriale per vedere se funziona) **

Usa questo tutorial sugli ingressi analogici fornito da Arduino per aiutarti a cablare il tuo circuito. (Basta sostituire il resistore fotosensibile con la fascia a maglia + i morsetti a coccodrillo, ed è lo schema/schema esatto di cui hai bisogno).

Passaggio 6: carica il codice Arduino su Arduino

Se non hai mai usato Arduino prima, fai riferimento a questa pagina "per iniziare" e scarica il software Arduino (è gratuito!).

Una volta scaricato il software sul computer, apri il programma e segui questi passaggi:

1. Apri lo schizzo "AnalogReadSerial". (File>Esempi>Nozioni di base>LeggiAnalogSerial).
2. Collega Arduino Uno (e il circuito collegato) al computer tramite il cavo USB da A a B.
3. Fai clic sull'icona "Carica" (sembra una freccia) nella casella degli schizzi (assicurati che la scheda corretta (Arduino Uno) e la porta seriale siano selezionate in "Strumenti").
4. Mantieni l'Arduino collegato al computer e quindi fai clic sull'icona "Monitor seriale" (Sembra una lente di ingrandimento)
5. Questo dovrebbe aprire una finestra chiamata monitor seriale e dovresti vedere un flusso di numeri. Allunga il sensore e guarda i numeri cambiare!

SUGGERIMENTI PER LA RISOLUZIONE DEI PROBLEMI SE NON SI VEDE UN FLUSSO DI NUMERI:

• Se non vedi alcun numero o vedi una serie di caratteri strani assicurati che la velocità di trasmissione sia impostata su 9600 nel menu a discesa del monitor seriale
• Assicurati che tutte le tue connessioni siano sicure
• Prova un diverso livello di resistenza
• Prova a ritagliare le clip a coccodrillo su una sezione più piccola del tuo cinturino in maglia. Se il filo conduttivo si rompe ad un certo punto tra i coccodrilli, non funzionerà.

Passaggio 7: provalo

Avvolgilo intorno a te e controlla i numeri mentre respiri! Potrebbe essere necessario provare diversi resistori per ottenere la giusta gamma di numeri che funzionano per il tuo progetto specifico.

Sperimenta mettendo la fascia intorno a diverse aree del tuo petto/stomaco. Probabilmente avrai bisogno di fili più lunghi delle clip a coccodrillo una volta che sei intorno a te. Penso che funzioni meglio sotto i vestiti o sopra i vestiti non larghi.

Ora puoi prendere questo codice e sensore e modificarli come vuoi e applicarli in molti modi diversi!

Idea di esempio: fai in modo che un LED cambi luminosità ad ogni respiro.