Orologio cardiofrequenzimetro a zone di allenamento: 19 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Il college è un periodo frenetico e caotico nella propria vita, ecco perché è molto importante mantenere basso il livello di stress. Un modo in cui ci piace farlo è allenarci, aiuta a mantenere la mente chiara e il corpo sano. Ecco perché abbiamo creato un biosensore portatile che utilizza la frequenza cardiaca umana durante un allenamento intenso per fornire informazioni agli utenti sulla zona di frequenza cardiaca in cui si trovano.

Questo è un modo per aiutare gli utenti a garantire che non esercitino o spingano il corpo troppo oltre la frequenza cardiaca massima fino a un punto pericoloso. Questo sensore aiuterà anche gli utenti che stanno cercando di perdere peso o aumentare la loro resistenza, assicurandosi di mantenere la frequenza cardiaca in zone specifiche.

Passaggio 1: zone di frequenza cardiaca

Questa immagine sopra mostra le diverse zone di frequenza cardiaca. Ogni volta che l'utente entra in una nuova zona, l'orologio si illumina in modo crescente per avvisare l'utente della zona in cui si trova. Se l'utente supera la sua frequenza cardiaca massima, l'orologio diventa rosso e vibra. La frequenza cardiaca massima viene calcolata utilizzando l'età degli individui e sottraendola da 220.

Passaggio 2: materiali di cui avrai bisogno

Di seguito è riportato un elenco dei materiali e degli strumenti necessari per questo progetto:

Materiali

1. Flora di Adafruit
2. Sensore di pulsazioni
3. Mini disco motore vibrante
4. Anello NeoPixel - 12 LED RGBW - Bianco freddo
5. Diodo
6. Resistenza da 220 ohm
7. Transistor NPN
8. Clip di coccodrillo
9. Polsino dell'orologio in velcro
10. Batteria
11. fili
12. Pulsante (opzionale)

Molti di questi materiali possono essere trovati utilizzando questo link:

Utensili

1. Kit/materiali di saldatura
2. Ago e filo
3. Software Arduino
4. Spelafili
5. Adesivo se necessario
6. Forbici

Passaggio 3: preparazione e background

Per poter utilizzare questi materiali è utile conoscere e capire cosa fanno alcuni di essi.

A flora è la piattaforma elettronica indossabile di Adafruit. Questo è un dispositivo molto adatto ai principianti che è piccolo con un alimentatore facile da usare. L'immagine sopra mostra dove si trova tutto sulla Flora.

Per ulteriori informazioni su Flora, controlla questo sito Web:

NeoPixels è anche il marchio di Adafruit per pixel e strisce di colore RGB indirizzabili individualmente. Un'altra cosa importante da notare è che non si accendono da soli, richiedono un microcontrollore come un Arduino e la codifica. Ci vuole un po' di pratica di programmazione affinché i NeoPixel facciano quello che vuoi che facciano, quindi abbiamo dovuto esaminarlo per il nostro progetto. La programmazione è stata estremamente importante per questo progetto e l'esperienza in quell'area aiuterà.

Per ulteriori informazioni sui Neopixel puoi controllare questo sito Web:

Viene utilizzato anche un sensore di polso di Adafruit per rilevare il polso. Quindi implementiamo il codice per calcolare i battiti al minuto (BPM) per questo progetto.

Per ulteriori istruzioni e informazioni sul sensore del polso, vedere questo link:

Ci sono librerie che dovrai scaricare nel software Arduino affinché il codice comunichi al tuo dispositivo usando determinati comandi. Questo link qui sotto mostra come scaricare le librerie in Arduino.

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

Le seguenti librerie sono quelle di cui avrai bisogno:

1. Libreria Adafruit NeoPixel

2. Parco giochi PulseSensor

3. Adafruit Flora Pixel Library

Fai clic su "clona o scarica" e segui le istruzioni sopra nel link per includerli nel tuo codice.

Ringraziamenti

Un ringraziamento speciale ad Adafruit che ci ha fornito parte del codice utilizzato per il nostro prodotto finale!

Passaggio 4: informazioni sulla sicurezza

È davvero importante tenere sempre a mente la sicurezza tua e delle persone intorno a te quando lavori su progetti diversi. In primo luogo, è importante che l'USB sia sempre scollegato dal computer quando ci si sposta e che i cavi siano collegati a Flora, in modo da non darsi scosse.

1. I liquidi devono essere tenuti lontano da questo dispositivo in caso di fuoriuscite che potrebbero rovinare il circuito

2. Evita il flusso di corrente attraverso il tuo corpo toccando solo fili e altri circuiti metallici mentre l'alimentazione è SPENTO

Attenzione questo non è un dispositivo medico, ti avvisa rigorosamente se la tua frequenza cardiaca ha superato la frequenza cardiaca massima, non dovrebbe essere paragonato a un cardiofrequenzimetro nel mondo medico. Se ti senti esausto/affaticato e l'orologio non ti ha avvisato che hai superato la frequenza cardiaca massima, dovresti comunque interrompere ciò che stai facendo perché l'orologio potrebbe non essere sempre preciso.

Passaggio 5: suggerimenti e consigli

Ecco alcuni suggerimenti e suggerimenti se rimani bloccato lungo la strada:

Suggerimenti per la risoluzione dei problemi:

• NeoPixel può visualizzare una varietà di diversi modelli di luci, per assicurarsi che funzioni, utilizzare il codice di esempio fornito dalla NeoPixel Library
• È possibile utilizzare un multimetro per misurare la continuità tra le connessioni dopo la saldatura per assicurarsi che queste connessioni siano eseguite correttamente
• Assicurarsi che il sensore del polso sia fissato saldamente al bracciale dell'orologio per assicurarsi che gli artefatti da movimento non influiscano sulla lettura della frequenza cardiaca
• In fase di prototipazione, se non si ottengono buoni collegamenti, assicurarsi che le clip a coccodrillo siano fissate correttamente
• Se il codice non funziona correttamente, copia e incolla parti del tuo codice in una finestra separata
  1. Carica il codice dopo che ogni parte è stata copiata e incollata
  2. Questo ti mostrerà dove il tuo codice funziona e non funziona

Approfondimenti:

• Il motore vibrante può essere collegato utilizzando un diodo, un resistore e un transistor invece di un Hectic Motor Controller. Abbiamo scoperto che questo metodo è l'opzione più economica.
• Per risparmiare tempo e frustrazione, assicurati di utilizzare clip a coccodrillo per la prototipazione. Non vuoi saldare il prototipo e poi scoprire che una connessione non funziona.

Fase 6: Assemblaggio 1- Cablaggio dell'anello NeoPixel a Flora

Per iniziare, prendi l'anello NeoPixel e fissalo usando 3 fili e clip a coccodrillo. Utilizzerai clip a coccodrillo per costruire il prototipo e finirai per saldare le parti insieme una volta che sarai soddisfatto del prodotto.

1. Attacca un filo che va da "IN" sull'anello Neopixel a "#6"
2. Collegare un filo da "PWR" sull'anello NeoPixel a "VBATT" sulla flora
3. Collegare un filo da "GND" su NeoPixel Ring a "GND" sulla flora

Passaggio 7: montaggio 2- Collegamento del pulsante a Flora

QUESTO PASSAGGIO È FACOLTATIVO… se vuoi un pulsante puoi aggiungerne uno, abbiamo finito per utilizzare l'interruttore on/off situato su Flora per questo passaggio, quindi non è incluso nel codice.

In questo passaggio quello che devi fare è…

1. Collega un filo da una qualsiasi delle 4 gambe del pulsante a "#12" sulla flora
2. Collegare un filo da una delle restanti 3 gambe del pulsante a "GND" sulla flora

Step 8: Assemblaggio 3- Cablaggio del motore vibrante a Flora

Per collegare il motore vibrante alla flora abbiamo utilizzato un diodo, un transistor e una resistenza. Vuoi prima…

1. Usa i coccodrilli per collegare il filo rosso del motore vibrante all'estremità del diodo più vicina alla striscia su di esso
2. Collegare il filo blu del motore vibrante all'altra estremità del diodo

Fase 9: Assemblaggio 4- Cablaggio del motore vibrante a Flora (cont.)

Ora collega il diodo all'estremità del diodo (proviene dal filo rosso del motore vibrante) a "3.3V" sul Flora.

Fase 10: Assemblaggio 5- Cablaggio del motore vibrante a Flora (cont.)

Prendi l'altro lato del diodo e afferra il tuo transistor, collegalo al collettore del transistor (pin destro del transistor).

Fase 11: Assemblaggio 6- Cablaggio del motore vibrante a Flora (cont.)

Individua l'emettitore del transistor (pin sinistro del transistor) a terra.

Fase 12: Assemblaggio 7- Cablaggio del motore vibrante a Flora (cont.)

L'ultimo passaggio nel collegamento del motore vibrante al Flora è individuare la base del transistor (pin centrale del transistor) e collegarlo a un resistore e quindi il resistore a "GND" sul Flora.

Passaggio 13: montaggio 8- Cablaggio del sensore di impulsi a Flora

Ci sono tre collegamenti da effettuare in questo passaggio.

1. Collegare il filo viola del sensore pulsazioni a "#10" sul Flora
2. Collegare il filo rosso del sensore pulsazioni a "3.3V" sul Flora
3. Collegare il filo nero del sensore pulsazioni a "GND" sul Flora

Fase 14: Assemblaggio 9- Collegamento della batteria a Flora

Individua i fili della batteria con la connessione bianca all'estremità, collega quella parte al componente della batteria situato sul Flora.

Passaggio 15: assemblaggio 10- Schema elettrico completo

Ora il circuito con tutti i coccodrilli è completo. Può sembrare un casino, ma ora tutti i collegamenti sono stati effettuati! Ora le singole connessioni possono essere saldate insieme per rendere l'orologio più compatto.

Step 16: Finalmente… il Codice

Una volta completato il circuito, l'assieme avrà bisogno di un codice che gli farà fare ciò che vogliamo che faccia. Il codice github raccoglie i dati sulla frequenza cardiaca dall'Adafruit Pulse Sensor e li classifica in 5 zone di frequenza cardiaca. Quando la FC dell'individuo cade nelle zone specifiche, l'anello Neopixel si illuminerà in base alla zona in cui si trova. Quando la FC dell'individuo è vicina alla FC massima, il Neopixel si colorerà di rosso e il motore a vibrazione si accenderà. essere attivato indicando che l'HR si trova in una zona pericolosa e l'individuo ha bisogno di rallentare.

Passaggio 17: assemblaggio dell'orologio

Dopo aver saldato le parti insieme come mostrato nello schema elettrico, è il momento di assemblare l'orologio!

L'anello NeoPixel è posizionato sulla parte superiore del Flora e può essere attaccato con la colla o cucito in modo sicuro utilizzando il foro aperto nel NeoPixel che non è stato saldato. A questo punto fai eseguire il codice per vedere dove si accende il primo neoPixel per mettere l'orologio in un orientamento che abbia senso per te. Assicurati di NON coprire l'interruttore di accensione/spegnimento durante questo passaggio. La Flora è anche cucita sul polsino attraverso i fori rimanenti all'esterno.

La batteria può essere nascosta sotto l'anello Flora/NeoPixel insieme al vibratore (e agli accessori).

Il sensore del polso viene quindi cucito saldamente sulla parte dell'orologio che verrà fissata alla parte inferiore del polso. Assicurati di avere il lato destro rivolto verso l'alto quando lo fai.

Sentiti libero di assemblare in modo diverso in base ai materiali a tua disposizione!

Passaggio 18: prodotto finale

Ecco come dovrebbe apparire il prodotto finale. Funzionale e stilista!

Passaggio 19: ulteriori idee

Un modo per portare avanti questa idea è aggiungere il pulsante che è stato mostrato come facoltativo in precedenza nell'istruibile.

Un altro modo è aggiungere un codice separato che può essere utilizzato quando non ti alleni. Questo potrebbe essere un orologio in tempo reale, in cui un pixel mostra la lancetta delle ore e l'altro la lancetta dei minuti. Per ulteriori informazioni su questo, controlla questo collegamento per la funzione Orologio in tempo reale.