Sigh Collector: 10 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:06

Sospiro v. i. [imp. & P. P. {Sospiro}; P. pr. & vb. n. {Sospirando}.] 1. Inalare una quantità d'aria maggiore del solito, ed espellerla immediatamente; per fare una profonda respirazione udibile, specialmente come risultato o espressione involontaria di fatica, esaurimento, dolore, dolore o simili. [1913 Webster] Descrizione: queste sono le istruzioni per costruire un sistema di monitoraggio domestico che misuri e 'raccolga' i sospiri. Il risultato è una visualizzazione fisica della quantità di sospiro, per uso personale in un ambiente domestico. Il progetto è in due parti. La prima parte è un'unità fissa, che gonfia una grande camera d'aria rossa dopo aver ricevuto il segnale appropriato. La seconda parte è un'unità mobile, indossata dall'utente, che monitora la respirazione (tramite una fascia toracica) e comunica un segnale all'unità fissa in modalità wireless quando viene rilevato un sospiro. Ipotesi:1. Hai una conoscenza di base delle tecniche di costruzione e fabbricazione, nonché l'accesso agli strumenti e alle strutture appropriate. 2. Hai una conoscenza pratica dell'informatica fisica (lettura degli schemi circuitali)3. Sei sopraffatto dall'ansia di vivere in uno stato di fallimento e frustrato dal fatto che la maggior parte dei tuoi oggetti domestici si rivolga solo alla salute fisica piuttosto che a quella emotiva.

Passaggio 1: materiale necessario

Ecco una panoramica dei materiali che saranno necessari. Ogni singola pagina ha maggiori dettagli e collegamenti su dove è possibile acquistare alcuni di questi materiali. Materiali fisici: > 1, 4x8 fogli di compensato. Ho usato un pezzo di compensato di acero da negozio.> 2, 2x2 per il telaio strutturale> ~ 2 metri di tessuto con cinturino in nylon rosso> Un po' di tessuto rosso sciolto da un negozio di tessuti> Tubi in lattice (diametro interno: 1/8", esterno: 1/4")> Viti per legno (5/16, 3", 4")> 1 pompa ad aria alimentata a batteria ricaricabile (Coleman Rechargeable Quick-Pump)> 1 "Valvola di ritegno" unidirezionale> Un pezzo di tubo da giardino> Liquido Latex & Red Pigment, o un grande palloncino rosso di qualche tipo. Elettronica, varie: > 1, sensore di allungamento da 20 cm > 1 cavo RCA rosso, connettori maschio e femmina > 1 potenziometro da 10 K con manopola di grandi dimensioni > 1 interruttore a levetta a 3 vie > 2 microcontrollori Arduino (Diecimille o più recenti) > 2 clip per batteria da 9 V con jack maschio da 5 mm (positivo centrale). > 2 moduli wireless xBee > 2 xBee shiels di LadyAda > 1 cavo FTDI per la programmazione di xBees > 1 LMC662, "rail-to- rail" OpAmp chip> Componenti elettronici vari (vedere gli schemi circuitali per i dettagli).

Passaggio 2: costruire e programmare il circuito. Hackera la pompa dell'aria

Mi piace iniziare facendo funzionare prima l'elettronica, di solito con un prototipo di ciò che voglio costruire (fatto di compensato esterno economico, o anche cartone e colla a caldo). L'elettronica è divisa in due parti. Questa parte è l'estremità ricevente. Riceverà un segnale wireless dall'unità indossabile e utilizzerà quel segnale per accendere una pompa ad aria per circa 2 secondi e poi spegnerla. Tra la pompa e il palloncino, c'è quella che viene chiamata una valvola di ritegno, che lascia passare l'aria in una direzione ma non l'altro. La pompa dell'aria è una "Quickpump" ricaricabile Coleman. Mi piace per la batteria ricaricabile e gli attacchi per il naso di diverse dimensioni. Apri la pompa e rilavora l'interruttore a levetta, in modo che faccia da ponte tra la batteria e un terminale del motore. L'altro terminale del motore andrà al collettore del transistor TIP120. Per fare ciò, dovrai dissaldare il filo nero dal secondo terminale del motore e anche dissaldare il cavo proveniente dal caricabatterie e diretto all'altra estremità dell'interruttore a levetta. Assicurati di mettere a terra la batteria del motore con l'alimentatore dell'arduino. Costruisci il circuito nello schema qui sotto. C'è anche un PDF allegato per una risoluzione più alta. Programma l'arduino con il codice fornito nel file di testo. Dovrai installare questa libreria. Se non sai come lavorare con Arduino, ecco alcuni riferimenti in modo da poter imparare:> Sito Web principale di Arduino> Freeduino - Repository di conoscenze e collegamenti di Arduino> NYU, ITP in- sito di elaborazione fisica della casa con tutorial e riferimenti.

Passaggio 3: costruisci l'unità principale di Sigh Collector

Per ragioni di brevità, non descriverò in dettaglio ogni fase del processo di costruzione dell'unità principale. Basti dire che può essere semplice o complesso come desideri; qualsiasi cosa, da cartone e colla a caldo a materiali fabbricati su misura o più avanzati. Ho progettato il mio in questo modo, il che non vuol dire che sia l'unico modo in cui potrebbe essere fatto. Se ti interessa seguire o approfondire le mie istruzioni, vedi lo schema qui sotto. Anche in questo caso, è allegato un PDF a risoluzione più elevata. Nel diagramma troverai le misure esatte e le specifiche su come costruire l'unità nella foto qui sotto. Come affermato nel passaggio 2, ho costruito il mio in compensato di acero di qualità professionale. Ha una bella grana e taglia bene. Ho lasciato la superficie grezza. Un paio di note di progettazione: ho deciso di inserire tutte le viti dall'interno in modo da non vederle dall'esterno. Può essere difficile infilare un trapano all'interno dell'unità, quindi consiglio di costruirlo in sezioni. Ho inclinato i bordi inferiori del telaio 2x2, in modo che apparissero un po' più lucidi quando visibili. La parte superiore con gli angoli smussati e l'apertura circolare è rimovibile, per una facile riparazione delle parti interne. La pompa e l'elettronica si troveranno all'interno della scatola, su uno scaffale sostenuto da due dei 2x2 sul telaio interno (vedi diagramma). Il motivo per cui l'ho costruito su un telaio è che gli angoli rimangono quadrati. In caso contrario, il compensato può tendere a deformarsi. In questo modo, inoltre, il tutto può essere tenuto insieme da viti e quindi scomposto facilmente in pezzi.

Passaggio 4: crea la vescica d'aria

Volevo una consistenza più organica e carnosa della mia vescica d'aria, quindi l'ho lanciata fuori dal lattice liquido. Il lattice liquido di molti tipi diversi può essere acquistato in un negozio di artigianato, in un negozio di oggetti di scena o facilmente su Internet. Ho mescolato il lattice con il pigmento rosso per colorarlo e l'ho dipinto, a strati, sull'esterno di un grande palloncino. I molti strati costruiti per formare un grande palloncino carnoso e floscio, con la trama che ho creato con il pennello. Potrebbero sostituire un semplice palloncino, un pallone da spiaggia o anche un sacco della spazzatura. Dai un'occhiata a questo sito Web per diversi tipi di palloncini di grandi dimensioni.

Passaggio 5: combinare l'elettronica con l'unità principale. Installare la valvola di ritegno e la pompa

Posizionare la pompa dell'aria e il circuito all'interno dell'unità principale, sul ripiano inferiore. Ora è il momento di creare un collegamento tra la pompa dell'aria e la sacca d'aria/pallone, che siederà in superficie. Vogliamo solo che l'aria vada in una direzione e non esca nell'altra direzione, quindi usiamo una cosa chiamata "valvola di ritegno". Il principio di base è che una porta incernierata, un diaframma di gomma o una sfera viene spostata dall'aria in un senso, ma poi impedisce all'aria di tornare indietro. Ho acquistato la mia valvola di ritegno sul sito Web di McMaster Carr; Più specificamente si chiama valvola di ritegno a battente in PVC. Sto usando quello da 1 "di diametro. Questo è stato attraente per me a causa della sua "pressione di rottura" estremamente bassa o della pressione necessaria per spostare la barriera. < 0,1 psi !! Ho usato un semplice tubo da giardino per scorrere dal pompa, alla valvola di ritegno, quindi dall'altro lato della valvola nel palloncino. I raccordi sono accoppiati e dimensionati correttamente, e ho usato della colla per fissarli ulteriormente e prevenire eventuali perdite d'aria…

Passaggio 6: costruire la custodia per il trasporto, cucire la maniglia

Il sospiro è monitorato da una fascia toracica che indosserai. Per contenere l'elettronica e l'alimentatore, è necessario costruire una "custodia per il trasporto". Questo sarà mobile e si attaccherà alla fascia toracica. Lo porterai con te mentre svolgi le tue attività quotidiane e controllerà la tua attività di sospiro. Quando viene rilevato un sospiro, l'unità mobile invierà un segnale wireless all'unità principale. Di nuovo, puoi seguire lo schema che ho fornito e trovare le misure su come costruire la scatola per il trasporto. Oppure puoi scegliere di creare la tua versione unica o migliorare la mia. Ho modellato il mio su vari tipi di dispositivi medici per il monitoraggio del paziente. Note: ho unito un cavo RCA tra il circuito e il sensore/fascia toracica (Fasi 7 e 8) in modo che possa essere facilmente inserito e estratto dalla scatola. Ho scelto il cavo RCA perché è un modo semplice per avere due fili intrecciati, ben confezionati con un connettore facile da collegare/scollegare. Ho fatto scivolare il cavo RCA in un pezzo di tubo di lattice, per ragioni estetiche.

Passaggio 7: costruire e programmare il circuito per il rilevamento dei sospiri. Assemblare l'elettronica nella custodia

Segui lo schema del circuito qui sotto. È anche allegato un PDF a risoluzione più elevata. Programma l'Arduino con il codice fornito. Per monitorare la respirazione, realizzeremo una fascia toracica dotata di un sensore di allungamento. L'espansione e la contrazione del torace ci forniranno dati che possiamo usare, in codice, per estrapolare cosa sia la respirazione normale, e quindi determinare con un'inspirazione più grande del solito (seguita da una grande espirazione). Un potenziometro da 10 o 20K verrà utilizzato per comporre un valore di soglia, che rappresenterà l'ampiezza di un'inalazione associata a un sospiro. Ho acquistato il mio sensore di allungamento da Merlin Robotics, un'azienda nel Regno Unito. Immagazzina una varietà di formati. Sto usando il sensore da 20 cm. Nel mio circuito, sto amplificando il segnale dal sensore con un ponte di resistori e un chip OpAmp (vedi diagramma). Questo è il metodo suggerito dal produttore. Puoi trovare la scheda tecnica su Internet. Nota: immagino che un'idea simile possa essere realizzata con un sensore di pressione invece di un sensore di allungamento. Potresti attaccare il punto di pressione sul sensore a una specie di tubo e avvolgere quel tubo intorno al torace. Praticare dei fori nella parte anteriore della custodia per il trasporto e collegare il potenziometro, l'indicatore LED, l'interruttore di alimentazione e l'attacco del sensore di allungamento (RCA, femmina) dalla parte posteriore prima di riavvitare la scatola. Sto alimentando Arduino con una batteria da 9V. Ne ho 2 collegati in parallelo, quindi otterrò la stessa tensione, ma il doppio dell'amperaggio (durerà più a lungo).

Passaggio 8: tagliare e cucire la fascia toracica e attaccare il sensore di allungamento

L'idea di base qui è che una cinghia di tessuto è avvolta attorno al petto dalle costole inferiori (dove si verifica la maggior parte del movimento). Il sensore di allungamento colma un piccolo spazio nella fascia toracica, il resto della quale non è elastico, quindi la respirazione, successivamente, deforma il sensore secondo necessità. Dovrai misurare la lunghezza del cinturino in base al tuo tipo di corpo. Ho cucito un'ulteriore striscia di tessuto attorno al cinturino, in modo che i fili possano stare tranquillamente all'interno. Nella parte anteriore, dove si trova la connessione del sensore di elasticità, ho cucito una "manica" di tessuto che avrebbe coperto il sensore in modo che non si sfregasse o si danneggiasse. Nella parte posteriore della fascia toracica, ho creato una forma semplice (come su uno zaino) per stringere e allentare la cinghia. Ho fatto ritagliare la forma al laser dall'acrilico trasparente (vedi immagine), ma puoi realizzarla in qualsiasi modo tu possa.

Passaggio 9: una parola sul wireless

Una cosa di cui non ho ancora parlato è come viene raggiunta la comunicazione wireless. Sto usando i modem wireless xBee. Gli xBee sono un modo semplice per creare una connessione wireless punto-punto o creare una rete mesh. Per interfacciarmi con la mia scheda Arduino ho utilizzato l'adattatore xBee di LadyAda. È economico, facile da montare e c'è un sito Web di istruzioni dettagliate che spiega come configurarlo. Attraverso una combinazione di questo sito Web e un capitolo sulle radio xBee nel libro "Making Things Talk" (Tom Igoe), ho implementato, forse, qual è l'uso più semplice di queste radio, che in realtà sono abbastanza potenti. Ho preso i miei adattatori e xBees (+ il cavo appropriato) da qui. Le istruzioni sulla configurazione degli xBees sono qui. L'unica cosa che non sto approfondendo è come configurare gli xBees. L'ho fatto molto facilmente (su un mac) trascrivendo del codice dal libro di Igoe che utilizza Processing per creare un semplice terminale per la programmazione di xBee. Quel codice è a pagina 198.

Passaggio 10: finito

Congratulazioni! Hai finito. Ora puoi usare il tuo Sigh Collector per monitorare la tua salute emotiva.