Əsas Kəmər Nəfəs Sensoru: 8 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Biosensensiya aləmində tənəffüsü ölçməyin bir çox yolu var. Burun ətrafındakı istiliyi ölçmək üçün bir termistordan istifadə edə bilərsiniz, ancaq yenə də burnunuza qəribə bir cihaz istəməyəcəksiniz. Yuxarı və aşağı hərəkət edən bir kəmərə bir akselerometr də bağlaya bilərsiniz, amma mövzu yəqin ki, uzanmalı və ya başqa cür hərəkət etməməlidir. Bu təməl, çevik bantlı kəmər tənəffüs sensorunun çatışmazlıqları olsa da (siqnal cavabı digər üsullar kimi dəqiq deyil), mövzunuzun nəfəs alarkən nə etmək istədiyini etmək istəsə yaxşıdır. ölçülür. Sinə ətrafında bağladığınız çevik bir kəmərin içərisində yaşamaq üçün nəzərdə tutulmuş əsas tənəffüs sensoru nümunəsi. Sözügedən sinə ağciyərlərə hava nəfəs alaraq genişləndikdə və daralanda, uzanan rezin kordon parçasının müqaviməti dəyişir. Daha bir neçə komponentdən istifadə edərək, bunu Arduino tərəfindən canlı oxunan analoq siqnala çevirə bilərik. Bu, çox vacib və öyrənilməsi asan olan gərginlik bölücü dövrünün sehri ilə edilir.

XƏBƏRDARLIQ: İşə başlamazdan əvvəl bilməlisiniz ki, sınaqdan keçirilməmiş və qeyri -stabil biosensinq cihazlarında həmişə təhlükə riski var! Zəhmət olmasa bu dövrəni batareya enerjisi mənbəyi ilə sınayın və yaradın- zərər görməyəcəyinizə əmin olmaq üçün bu dövrəni necə edəcəyinizi göstərmək üçün hər şeyi edəcəyəm, ancaq baş verə biləcək qəzalara görə heç bir məsuliyyət daşımıram. Sağlam düşüncədən istifadə edin və sinənizə bir şey bağlamadan əvvəl dövranınızı multimetrlə sınayın.

Addım 1: NƏ İSTƏYƏCƏKSİNİZ

1) Analog girişi olan hər hansı bir mikro nəzarətçi işləyəcək, amma bu nümunədə bir Arduino Uno istifadə edəcəyəm. Birinə ehtiyacınız varsa, onu Adafruit və ya Sparkfundan əldə edə bilərsiniz.

2) keçirici rezin kordon. Bu heyrətamiz kordon dəyişkən bir müqavimət rolunu oynayacaq və uzandıqda və ya sərbəst buraxıldıqda müqavimətdə dəyişəcək. Adafruit və ya Robotshop-da mövcuddur, əvvəlcədən bərkidilmiş metal uclu uzunluqlara malikdir.

3) Multimetr

4) LED

5) 1K rezistor

6) Açılan rezistor (bunun dəyərinin nə olduğunu daha sonra anlayacağıq!)

7) Yapışqan bant

8) Bir deşik və ya qayçı

9) Jumper telləri

10) Çörək taxtası

11) 2 timsah klipi

Nəzərə alın ki, bütün biosensinq avadanlıqlarında olduğu kimi, Arduino batareyalarınızla işləyərsə bu layihə ən təhlükəsizdir.

Bu layihəni tamamlamaq üçün sizə də lazım ola bilər:

· Lehimləmə dəmiri və lehim

· İsti yapışqan silahı

· Tel kəsikləri

· Tel soyucu

· Yardımçı Əllər

· Köməkçi, kıvırma vasitəsi və ya böyük bir pens

· 2 və ya daha çox Üzüklü Kıvrım Terminalı

Addım 2: Kordonu kəsin və İletken Terminalları Bağlayın

Bu təcrübə üçün 2 "-8" uzunluğunda hər hansı bir rezin kordondan istifadə edə bilsəniz də, daha qısa uzunluqdakı rezin daha ucuzdur və işi başa çatdırmaq üçün çox böyük məbləğə ehtiyacınız yoxdur. Uzun bir rezin alsanız, 4 düym uzunluğunda bir kəsik etməyi məsləhət görürəm. Bu uzunluğu kəsin və hər iki ucuna keçirici bir uc bağlamağa hazır olun.

Yuxarıda göstərilənlərdən biri kimi bir terminal konnektoru götürün və keçirici rezin kordonun bir ucunu terminal bağlayıcılarınızdan birinin ucuna yapışdırın və ucunu bir -birinə sıxın. Bunu etmək üçün məftil və ya tel soyucularınızın uclarından istifadə edə bilərsiniz, ancaq kauçukunuzu qırmamaq və ya kəsməmək üçün terminalı çox sıxmamağa diqqət edin! Bunu bacarsanız və kabel kəsilərsə, başqa bir terminal bağlayıcısı ilə yenidən cəhd edin. Bu bacarığı yerinə yetirmək üçün hələ uzun müddətə sahib olmalısan. 2 "-dən qısa olarsa, yəqin ki, yeni 4" uzunluğunda yenidən cəhd etməlisiniz. Narahat olmayın, alacaqsınız! Bunu bir tərəfdən bacardıqdan sonra parlaq! Digər tərəfdən təkrarlayın. İndi işiniz bitdi!

İndi hər bir ucunda uyğun bir terminalı olan keçirici bir rezin kordunuz var. Bu kabelin diapazonunun nə olduğunu bir multimetrlə ölçək.

Addım 3: Müqavimətinizi ölçün

Multimetrenin kadrını ohm simvoluna çevirin (Ω) və multimetrenin həm qırmızı, həm də qara uclarını keçirici kabelinizin hər iki tərəfinə yapışdırın.

Multimetrenizi necə istifadə edəcəyinizdən hələ də əmin deyilsinizsə, Lady Adanın bu təlimatı ilə təravətləndirə bilərsiniz.

Ölçərkən bir az ətrafa tullana bilsə də, bu ədədlər kordonun dayandığı zaman müqavimətinin nə qədər olduğu haqqında fikir verir. Ən yaxşı tahmininizi edərək, kordonunuzun dayanma müqavimətini yazın, sonra 10-un ən yaxın qatına yuvarlayın (yəni: 239 = 240, 183 = 180)

İndi, bir əlinizlə multimetr problarını yerində düzəltmək üçün diqqətli olun, digər əlinizlə kordonu yumşaq bir şəkildə çəkin. Bu materialı yalnız orijinal uzunluğunun təxminən 50% -70% -ə qədər uzada bilərsiniz, buna görə də çox çəkməyin! Multimetrinizdəki müqavimət dəyərlərinin necə dəyişdiyini müşahidə edin. Gedin və müqavimətin minimumdan maksimuma doğru getməsini izləmək üçün bu prosesi bir neçə dəfə təkrarlayın. Uzadıqca rezin içindəki hissəciklər bir -birindən uzaqlaşdığından müqavimət artır. Güc buraxıldıqdan sonra, rezin orijinal uzunluğuna qayıtmaq üçün bir -iki dəqiqə çəksə də, geri çəkiləcəkdir. Bu fiziki məhdudiyyətlər səbəbindən bu uzanan kord əsl xətti sensor deyil, buna görə də heyrətamiz dərəcədə dəqiq deyil, ancaq sensorunuzun qurulmasında bununla işləməyin yolları var. Şnuru bir daha maksimum həddə qədər uzatın və rezin kordonun hər iki tərəfində multimetr problarının hər bir ucunu yerində qoyaraq, müqavimət dəyərini bir dəfə daha 10 -un ən yaxın qatına yuvarlaqlaşdırın.

Addım 4: Axel Benz Formula

Gərginlik kordunun dəyişkən müqavimətini tənəffüs sensoru kimi istifadə etmək üçün sadə bir gərginlik bölmə sxemindən istifadə edəcəyik. Gərginlik bölmə sxemləri haqqında daha çox bilmək istəyirsinizsə, əsasən böyük bir gərginliyi daha kiçik bir gərginliyə çevirən bir neçə rezistordur. İstifadə etdiyiniz rezistorların dəyərlərindən asılı olaraq, 5V-ni Arduino-dan Analog Read üçün faydalı olan aşağıya çəkilən rezistorla daha böyük və ya kiçik hissələrə ayıra bilərsiniz. Gərginlik bölmə sxemlərinin arxasındakı riyaziyyat haqqında daha çox məlumat əldə etmək istəyirsinizsə, Sparkfun -dakı əla dərsliyə baxın.

Dövrədəki ilk rezistorun (uzanma sensoru) dəyərinin sabit axında olacağını bilsək də, mümkün qədər gözəl və müxtəlif siqnal əldə etmək üçün aşağıya doğru dirəniş üçün uyğun bir müqavimət dəyərindən istifadə etməliyik..

Başlamaq üçün Axel Benz formulundan istifadə edin:

Pull-Down-Resistor = squareroot (Rmin * Rmax)

Beləliklə, uzatma kordonunuzun minimum dəyəri 130 ohm və maksimum 240 ohm olarsa

Aşağıya doğru dirəniş = kvadrat ayaq (130*240)

Aşağıya doğru dirəniş = kvadrat ayaq (31200)

Aşağıya doğru müqavimət = 176.635217327

Beləliklə, indi rezistor kolleksiyanıza baxmalı və ən yaxşı rezistorunuzun "indiyə qədər" nə olduğunu anlamalısınız. Yalnız təsadüfi bit və bob toplusunuz varsa, bu rezistor rəngli bant kalkulyatoru sizin üçün faydalı ola bilər. Bu rezistoru top park etmək yaxşı ola bilər, ehtimal ki, əlinizdə mükəmməl bir rezistor yoxdur. Dövrdən istifadə edərkən, hər halda başqasına dəyişdirməli olduğunuzu görə bilərsiniz, ancaq bu, oynamağa başlamaq üçün əla bir başlanğıc verəcəkdir.

Nəhayət, nömrəni 10 -un ən yaxın qatına yuvarlaqlaşdırıram.

Rezistoru aşağı çəkin = 180 ohm

Addım 5: Çörək lövhənizi hazırlayın

Atlama tellərindən istifadə edərək, Arduinonun 5v pinini çörək taxtanızdakı elektrik rayına bağlayın və sonra GND pinini çörək taxtanızın yer rayına bağlayın.

Arduinodan 5V çəkməyi sevirəm, çünki bu, analoq pinlərinə çox gərginlik göndərməkdən narahat olmamanızı təmin edir. 3v3 gərginlik pinindən də istifadə edə bilərsiniz, ancaq 5v istifadə edərək daha yaxşı bir siqnal aldığımı görürəm.

Yıxılan rezistoru yerə bağlayın.

Timsah kliplərinizin hər ikisini götürün və dəyişkən müqavimət göstərən ipinizin hər iki tərəfindəki terminallara yapışdırın. Bu timsah kliplərinin bir ucunu 5v rayına bağlayın. Digər timsah klipsini diaqramlarda göstərilən konfiqurasiyada bir telə bağlayın.

Yıxılan rezistorunuzun "digər" uclarının və keçirici uzanan kordonun bağlı olduğuna əmin olaraq, indi bu iki birləşdirici nöqtənin mərkəzinə analoq pindən (A0 istifadə edək) bir keçid teli bağlayın.

Nəhayət, Arduino'nuzun 9 pininə 1k rezistorlu bir LED bağlayın.

Addım 6: Arduino proqramlaşdırın

Qeyd: GitHub istifadəçiləri Non0Mad kodumu təkmilləşdirdiyini gördüm! (Təşəkkürlər) İstəyirsinizsə bu kodu sınayın:

Hazırladığımı sınamaq istəsəniz, Arduino -da əlavə edilmiş "RespSensorTest.ino" eskizini işlədin.

Açığa çıxan metala toxunmamaq üçün diqqətli olun, iki timsah klipsini götürün və rezin bantı uzatın. Gedərkən LED -in sönməsini və sönməsini izləyin. Serial Monitorunuzu açın və analoq gərginliyin dəyişməsini izləyin. Solan dəyərlərdən və ya rəqəmlərinizdən məmnun deyilsinizsə, bir neçə şeyi sınaya bilərsiniz:

1) İstifadə etdiyiniz sona bənzər başqa bir açılan müqavimət dəyərini dəyişdirməyə çalışın. Müsbət bir fərq varmı? (Bunun ən yaxşı yolu budur)

2) Əgər həqiqətən etmək istədiyiniz hər şey LED -i yandırmaqdırsa, bu şəkildə daha yaxşı diapazon istehsal edə biləcəyinizi görmək üçün scaleValue dəyişənini sınamağa çalışın. (Bunun ən asan yolu ola bilər)

Nömrələriniz və LED parıltınızdan kifayət qədər məmnun olduqdan sonra, sinənizin ətrafında taxmaq üçün bir modelin prototipini hazırlamağın vaxtı gəldi! Arduinonu söndürün və növbəti addım üçün çörək taxtasının gücünü söndürün.

Addım 7: Prototip Tənəffüs Qrupu yaradın

Bir prototip qrupu yaratmağın ən sürətli yolu, yapışan bantla bir şeyi bir araya gətirməkdir. Uzun bir yapışqan lent götürün (təxminən 30 "-36" ən çoxunu əhatə etməlidir, amma nəticədə bu yalnız sinə ətrafınızdır) və yapışqan tərəflərin özünə yapışması üçün qatlayın. Yapışqan bant zolağınızın hər iki tərəfinə deşiklər vurun, buna görə də kəmərə bənzəyir.

Terminalları sensorunuz üçün hazırladığınız deşiklərə bağlamaq üçün vintlərdən istifadə edin və uzun yapışqan bantınızı sinə boyunca taxdığınız bir döngəyə sıx bağlayın. "Kəmərinizin" özünüzə və ya mövzunuzun günəş pleksusuna kifayət qədər uyğun olduğundan əmin olmaq istəyirsiniz, ancaq şnuru uzatmaq üçün gələn nəfəslər üçün kifayət qədər yer olduğundan əmin olun.

Nəhayət, timsah klipslərinizi yenidən bağlayın və hər bir atlayıcını elektrik şnurunun ucundan çörək taxtasına yerləşdirin. İndi prototipi sınamağa hazırıq!

Addım 8: Prototipi sınayın

Arduino'yu yandırın və əvvəlki eskizləri işə salın. Bu analog dəyərlər necədir? Nəfəslərinizlə gözəl bir məlumat həlli əldə edirsiniz? Nəfəs aldığınızda və çıxdığınız zaman LED -də gözəl bir işıq fərqi varmı? Əks təqdirdə, oxuduğunuz dəyərlərin daha yaxşı olub olmadığını görmək üçün açılan müqavimətinizi yaxınlıqdakı bir dəyərlə dəyişdirməyə çalışın.

İdeal açılan rezistora yerləşdiyiniz zaman sevinin! Dövrünüz tamamlandı, tənəffüsünüz qeyd olunur və LED xoşbəxtliklə nəfəsinizi izləyəcək.

İdeal olaraq ya siz, ya da başqası, bir az uzanan, keçirməyən sintetik parçadan sizin üçün bir bant və sıxmaq üçün D-Ring kəmər tikəcək. (Velcro bir bərkidici kimi tamamdır, amma bəzən geyim və kazakla tamamilə qarışıqdır.) Bu bandın içərisinə keçirici kordonu etibarlı şəkildə tikə bilərsiniz, əslində dairəvi terminallar bir parçaya bərkidilmək üçün əladır. Timsah kliplərindən bir az daha daimi bir şey üçün, bir neçə çox uzun çox telli telləri terminal bağlayıcılarının uclarına lehimləmək və onları dövrənizə bağlamaq istəyə bilərsiniz.