Fitness Motivator Cihazı: 22 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Fiziki cəhətdən sağlam olmaq istəyən mühəndislik tələbələriyik.

Çölə çıxmaq və məşq etmək üçün çox məktəb işinin görünməsinin nə olduğunu bilirik. Bir daşla iki quş çıxarmaq üçün mühəndislik dərslərimizin birində məşq edərkən əsas biosensor oxunuşlarını almaq üçün son bir layihədən istifadə etmək qərarına gəldik. Daha konkret olaraq, bu layihə istifadəçiyə çıxış məlumatlarını iki LED və kiçik rəqəmsal ekrana çatdırarkən bir akselerometrdən (ACC) və elektromiyogramdan (EMG) oxunuşlar almağa imkan verir.

Dövrə, Arduino, ağac emalı, kodlaşdırma, biotibbi mühəndislik və ya lehimdən zövq alırsınızsa, bu layihə sizin üçün ola bilər!

Gör nə edirsən

Bu layihəyə başlamazdan əvvəl yuxarıdakı videoda nə etdiyinizi görmək üçün bir dəqiqə ayırın.

Əslində, bu layihə bildiklərinizin bir çox cəhətlərini birləşdirməyə imkan verir. Biotibbi mühəndislik (BME) və ya biosensorlarla yeni tanış olsanız, heç bir problem yoxdur. Bu layihədə istifadə olunan iki əsas sensor var. Bu sensorlar bir akselerometr və bir elektromiyogramdır (EMG). Adından da göründüyü kimi, akselerometr sadəcə sürətlənməni ölçən bir sensordur. Daha az intuitiv olaraq, bir elektromiyogram, müvafiq elektrodlarının bağlandığı əzələdəki elektrik fəaliyyətini ölçür. Bu layihədə, bağlı olan baldırdan gələn siqnalları ölçən bir elektrik qurğusundan üç səthi gel bioelektrotlar istifadə edilmişdir.

Alətlər və materiallar

Materiallar

Bu layihəni qurmaq üçün aşağıdakılara ehtiyacınız olacaq:

• bir Arduino Uno lövhəsi (https://www.arduino.cc/ saytında əldə edilə bilər)
• 9V batareya enerji təchizatı (https://www.radioshack.com saytında əldə edilə bilər)
• Bitalino fişli dəsti (www.bitalino.com saytından əldə etmək olar)
• yarım ölçülü perma-protoboarddan əlavə, Adafruit 1.8 "TFT ekran qırığı və qalxanı (www.adafruit.com saytından əldə edilə bilər)
• müxtəlif keçid telləri, LEDlər, 220 Ohm rezistorlar, lehim və axın (www.radioshack.com saytında əldə edilə bilər)
• 1/2 "taxta vintlər, 5/8" bitirmə dırnaqları, 4 "x4" ölçüdə 28 ölçü poladdan hazırlanmış polad, iki kiçik menteşə və sadə bir mandal mexanizmi (www.lowes.com saytında əldə edilə bilər)

• beş lövhə ağac

  Qeyd: Sərt ağacları www.lowes.com saytından əldə etmək olar, ancaq yerli mişarçı tapmağı və həmin şəxsdən odun istifadə etməyi məsləhət görürük. Bu layihədə istifadə olunan ağacın ölçüləri təəccüblü şəkildə yayılmır, buna görə lazımi qalınlığa qədər əvvəlcədən kəsilmiş ağac tapmaq ehtimalı olduqca incədir

  Alətlər

• bir lehimləmə dəmiri (www.radioshack.com saytından əldə edilə bilər)

• Yuxarıdakı fotoşəkillərə daxil olan və burada sadalanan bir çox ağac emalı alətləri

  • miter mişar (www.lowes.com saytından əldə edilə bilər)
  • bir Mağazaçı və ya ona bərabər bir masa mişarı (bunları www.shopsmith.com saytından əldə etmək olar)
  • qalınlıq planer (www.sears.com saytında əldə edilə bilər)
  • çəkic, matkap ucları, ölçü lenti və qələm (www.lowes.com saytında əldə edilə bilər)
  • simsiz bir qazma və batareya (www.sears.com saytında əldə edilə bilər)
  • bant mişar (www.grizzly.com saytından əldə edilə bilər)

Könüllü Alətlər

• bir lehimləmə dəmiri (www.radioshack.com saytından əldə edilə bilər)
• birləşdirici planer (www.sears.com saytından əldə edilə bilər)

Hazırlıq

Bu işin öhdəsindən gəlmək ən çətin olmasa da, ən sadə deyil. Kodlaşdırma, kabel dövrələri, lehimləmə və ağac emalı sahəsində ilkin biliklərə ehtiyac var. Bundan əlavə, Arduino və ya Adafruit ilə əvvəlki işlər faydalı olacaq.

Sadə bir proqramlaşdırma kursu və ya mövzuda praktiki təcrübə, bu təlimatlandırmanın əhatəsi üçün kifayət etməlidir.

Lehimləmə və naqillərin dövrələri bu hərəkətləri yerinə yetirməklə ən yaxşı şəkildə öyrənilir. Nəzəri bir dövrə kursu sxemlərin texniki anlaşılmasında faydalı ola bilsə də, içərisində bəzi sxemlər qurmadıqca heç bir faydası yoxdur! Kabel qurarkən naqilləri mümkün qədər sadə etməyə çalışın. Mümkünsə, telləri kəsməkdən və lazım olandan daha uzun tel istifadə etməkdən çəkinin. Bu, tamamlandığı göründüyü və düzgün işləmədiyində dövrə problemlərini həll etməyə kömək edəcəkdir. Lehim edərkən, lehimin istədiyiniz yerə axmasını təmin etmək üçün kifayət qədər axını istifadə etdiyinizə əmin olun. Çox az axının istifadəsi, lehimləmə prosesini lazım olduğundan daha sinir bozucu hala gətirəcəkdir. Buna baxmayaraq, çox lehim istifadə etməyin. Lehimləmə məsələsinə gəldikdə, çox miqdarda lehim materialı əlavə etmək, ümumiyyətlə lehimli əlaqəni yaxşılaşdırmağa kömək etmir. Əksinə, həddindən artıq lehim, əlaqəniz düzgün qurulmasa da, ağlabatan görünə bilər.

Ağac emalı praktik bir ticarətdir. Şübhəsiz ki, bir az təcrübə lazımdır. Ağacın Eric Meier tərəfindən Woodda təqdim edildiyi kimi, xüsusən də gələcəkdə daha çox ağac emalı layihələri həyata keçirəcəyiniz təqdirdə, ağacın maddi xüsusiyyətlərinə dair məlumatlar kömək edir. Ancaq bu tələb olunmur. Bir ustanın taxta işlədiyini və ya ağac emalı işlərini görməyiniz bu layihə üçün kifayət qədər əsas olmalıdır. Ağac dükanı ətrafında yolunuzu bilmək də vacibdir. Hansı vasitələrin verilmiş funksiyaları yerinə yetirdiyini başa düşmək, layihənin başqa cür edilə biləcəyindən daha sürətli və təhlükəsiz şəkildə həyata keçirilməsinə kömək edəcək.

Faydalı saytlar

• www.github.com; Bu sayt kodu idarə etməyə kömək edir
• www.adafruit.com; bu sayt sizə TFT ekranını necə bağlayacağınızı izah edir
• www.fritzing.com; bu sayt sxemlərin çəkilməsinə və konseptuallaşdırılmasına kömək edir

Təhlükəsizlik

Davam etmədən əvvəl təhlükəsizlik haqqında danışmalıyıq. Təhlükəsizlik ilk növbədə həyatda hər hansı bir şey göstərərkən qalmalıdır, çünki kimsə inciyərsə, bu heç kim üçün əyləncəli deyil.

Bu təlimat biosensorları özündə cəmləşdirsə də, nə hissələr, nə də yığılmış cihaz tibbi cihazdır. Tibbi məqsədlər üçün istifadə edilməməli və ya bu şəkildə istifadə edilməməlidir.

Bu təlimat elektrik, bir lehimləmə dəmiri və elektrik alətlərinin istifadəsini əhatə edir. Səhlənkarlıq və ya anlayışsızlıq ilə bu şeylər təhlükəli ola bilər.

Arduino, Adafruit ekranı və LED -ləri gücləndirmək üçün elektrik enerjisi lazımdır. 9V batareya ilə təchiz edilmişdir. Ümumiyyətlə, elektriklə işləyərkən çox təhlükəsiz olmaq çətindir.

Buna baxmayaraq, bəzi faydalı elektrik təhlükəsizliyi tövsiyələri:

• Əllərinizi quru saxlayın və üzərindəki dərinin qırılmadığından əmin olun.
• İçinizdən bir cərəyan keçməlidirsə, giriş və çıxış nöqtələrini eyni ucda saxlamağa çalışın.
• Bütün sxemlər üçün topraklama vasitələri, elektrik açarları və arızalı kəsicilər təmin edin. Bu, elektrik cihazında və ya yolunda bir şey səhv olarsa, dövrələrin həddən artıq yüklənməsini və ya cərəyan sızmasının qarşısını almağa kömək edir.
• Güclü fırtına zamanı və ya elektrik dalğalarının normaldan daha yüksək olması halında elektrik cihazlarından istifadə etməyin.
• Elektrik cihazlarını suya batırmayın və ya sulu bir mühitdə istifadə etməyə çalışmayın.
• Yalnız elektrik kəsildikdə sxemləri dəyişdirin.

Bir lehimləmə dəmiri elektrikli bir cihazdır. Burada elektrik cihazları üçün bütün təhlükəsizlik tədbirləri tətbiq olunur. Ancaq dəmirin ucu da çox qızar. Yanmamaq üçün ütünün ucu ilə təmasdan çəkinin. Dəmiri və lehimi elə tutun ki, əşyalardan biri tutuşunuzdan çıxsa, əlləriniz ütünün ucuna toxunmayacaq.

Elektrik alətləri də elektrik tələb edir. Burada yuxarıda göstərilən elektrik təhlükəsizlik tədbirlərinə riayət edin. Əlavə olaraq bilin ki, elektrik alətlərində çoxlu hərəkət edən hissələr var. Alətlər işləyərkən bədəninizi və maraqlandığınız hər şeyi bu hissələrdən uzaq tutun. Unutmayın ki, alət nə kəsdiyini və ya emal etdiyini bilmir. Operator olaraq elektrik alətlərinin təhlükəsiz istismarına cavabdehsiniz. Elektrik alətləri işləyərkən qoruyucuları və qalxanları yerində saxlayın.

Göstərişlər və göstərişlər

Bu təlimat boyunca aşağıdakı məlumatlar faydalı ola bilər. Hər bir ipucu və ya ipucu hər bir addıma uyğun gəlmir, amma sağlam düşüncə hər bir vəziyyətdə hansı göstərişlərin və tövsiyələrin tətbiq olunacağına dair bir bələdçi olmalıdır.

• Kabel qurarkən telin rənginin əhəmiyyəti yoxdur. Bununla birlikdə, bir rəng sxemi qurmaq və layihəniz boyunca onunla uyğun olmaq faydalı ola bilər. Məsələn, dövrədə müsbət bir gərginlik üçün qırmızı tel istifadə etmək faydalı ola bilər.
• Bioelektrotlar bədənin təraş edilmiş hissəsinə qoyulmalıdır. Saç yığılmış siqnallarda artıq səs -küyə və hərəkət artefaktına səbəb olur.
• Hərəkət artefaktının qarşısını almaq üçün bioelektrotlara bağlanmış tellərin lazım olduğu qədər hərəkət etməsinin qarşısı alınmalıdır. Bir sıxılma çorabı və ya lent bu telləri bağlamaqda yaxşı işləyir.
• Uyğun şəkildə lehimləyin. Hər bir lehimli bağlantının kifayət qədər olduğundan əmin olun və dövrə tamamlanmış kimi görünsə də düzgün işləmirsə bu əlaqələri yoxlayın.
• Planlaşdırarkən, ən azı altı düym uzunluğunda olan material parçaları. Bu uzunluqdan az olan parçaların əkilməsi iş parçalarının çırpılmasına və ya həddindən artıq geri çəkilməsinə səbəb ola bilər.
• Eynilə, planerin qarşısında birbaşa dayanmayın. Əksinə, iş parçaları planerdən qidalanır və alınan kimi yanında durun.
• Mişarlardan istifadə edərkən, iş parçalarının müvafiq mühafizəçilərə və ya çitlərə qarşı qaldığından əmin olun. Bu, təhlükəsiz və dəqiq kəsilməni təmin etməyə kömək edir.
• Vintlər və ya dırnaqlar ilə bağlayarkən pilot delikləri təmin edin. Pilot ucu nəzərdə tutulan bərkidicidən daha kiçik diametrdə olmalıdır, lakin bərkidicinin diametrinin yarısından az olmamalıdır. Bu, bərkidicinin olması səbəbindən həddindən artıq gərginliyi aradan qaldıraraq taxtanın parçalanmasından və parçalanmasından qaçınmağa kömək edir.
• Dırnaqlar üçün pilot deliklər qazarsanız, pilot çuxurunun nəzərdə tutulan dırnaq uzunluğundan 8 düym daha dayaz qalmasına çalışın. Bu, dırnağa batacaq bir şey verməyə kömək edir və batdıqda dırnağı yerində saxlamağa kömək etmək üçün kifayət qədər sürtünmə təmin edir.
• Çəkic çəkərkən, çəkic başının ortası ilə düz çivəyin başına sürün. Yalnız mühafizəkar yelləncəklərdən fərqli olaraq orta yelləncəklər alın, çünki mühafizəkar yelləncəklər ümumiyyətlə dırnağı idarə etmək üçün kifayət qədər enerji vermir, əksinə dırnağın əyilməsini və arzuolunmaz şəkildə əyilməsini təmin edəcək qədər enerji verir.
• İstədiyiniz kimi sürməyən dırnaqları çıxarmaq üçün çəkic pəncəsindən istifadə edin.
• Əllərinizi mişar bıçaqlarının kəsmə xəttindən uzaq tutun. Bir şey səhv olarsa, əlinizin kəsilməsini istəmirsiniz.
• Vaxtınıza qənaət etmək üçün iki dəfə ölçün və bir dəfə kəsin. Bunu etməməyiniz bir neçə dəfə bir neçə parça etmək məcburiyyətində qalacaq.
• Qalınlıq planerində və mişarlarda kəskin bıçaqlar istifadə edin. Testerelerde, daha yüksək diş sayına malik olan bıçaqlar, bitirmə keyfiyyətinə yaxın hamar bir kəsik təmin etmək üçün yaxşıdır. Bu layihəni hazırlayarkən, Dewalt ikiqat əymə mişarında 96 dişli 12 "dəqiqlikli kəsici bıçaq və şeritli mişarda xətti düym başına ən az 6 diş olan bir bıçaq istifadə etdik.
• Dükançı motorunu masa testeresi konfiqurasiyası üçün tövsiyə olunan sürət aralığında saxlayın. Masanın uyğun bir hündürlüyə uyğunlaşdırıldığından əmin olun, hər kəsik üçün lazım olan bıçaqdan artıq olmamalıdır.

Addım 1: Başlayaq

Əvvəlcə dövrə komponentini qurun. Perma-protoboard-a güc və torpaq bağlayaraq başlayın.

Addım 2: Biosensorların əlavə edilməsi

Biyosensorları perma protoboardına bağlayın və hansı sensorun olduğunu qeyd edin. Diaqramda soldakı siqnalı akselerometr olaraq istifadə etdik.

Addım 3: LEDlər daxildir

Sonra LEDləri əlavə edin. LED -in istiqamətinin əhəmiyyətli olduğunu unutmayın.

Addım 4: Ekranı əlavə edin

Rəqəmsal ekranı əlavə edin. Kömək etmək üçün bu veb saytında verilən naqilləri istifadə edin:

Addım 5: Kodlaşdırma vaxtı

Dövr artıq tamamlandığından ona kod yükləyin. Əlavə edilmiş kod, bu layihəni tamamlayarkən istifadə etdiyimiz koddur. Şəkil, düzgün açıldıqda kodun necə görünməsinin nümunəsidir. Burada problemlərin həllinə tam başlaya bilərsiniz. İşlər düzgün işləyirsə, əvvəlcə akselerometrdən gələn siqnallar oxunur. Siqnal eşik altındadırsa, qırmızı LED yanır, yaşıl LED yanmır və ekranda "Qalx!" Yazılır. Bu vaxt, akselerometr siqnalı eşikdən yuxarı olarsa, qırmızı LED sönür, yaşıl LED yanır və ekranda "Hadi!" Yazılır. Bundan əlavə, EMG siqnalı oxunur. EMG siqnalı müəyyən bir həddən yuxarıdırsa, rəqəmsal ekranda "Əla iş!" Yazılır. Ancaq EMG siqnalı eşik altındadırsa, ekranda "Getmə!" Yazılır. Bu zamanla təkrarlanır və LED -lərin vəziyyəti və akselerometr və EMG -nin girişləri dəyişdikcə tələb dəyişir. Akselerometr və EMG üçün qoyulan eşiklər, istirahət zamanı əlindəki xüsusi mövzu ilə kalibrləmə əsasında qurulmalıdır. və məşq edin.

GitHub -da bu kodu əldə etmək üçün BURAYA vurun!

Addım 6: Planlaşdırma

Dövrə və batareyanı ehtiva edən qutuları düzəltməyə başlayın.

Nəzərə alın ki, bundan sonra göstərilən bütün təsvirlər, başqa cür qeyd edilmədiyi təqdirdə, düymlərlə göstərilən ölçülərə malikdir.

Layihə üçün lazım olan taxtanı qalınlığı planer ilə uyğun qalınlığa qədər planlayaraq başlayın. Təxminən üç yarım taxta ayaq 1/2 "qalınlığında, yarım taxta ayaq 3/8" qalınlığında planlanmalıdır. Başqa bir yarım taxta ayaq 1/4 "qalınlığında planlanmalıdır. Son yarım lövhə ayağı elə olmalıdır ki, batareya qutusunun gövdəsini təşkil edən bir u-kanal sonrakı mərhələdə təsvir edildiyi kimi hazırlansın.

Addım 7: Əsas Qutunun Dibi

Əsas qutunun alt hissəsini göstərilən ölçülərə uyğunlaşdırın və elektron lövhəni və Arduinonu ona bərkidin. Bu ölçüləri ortaya çıxarmaq üçün görüntüyə vurun.

Addım 8: Əsas Qutunun Sonları

Əsas qutunun uclarını göstərilən ölçülərə uyğunlaşdırın və birincil qutunun altına bərkidin.

Addım 9: Əsas Qutunun Yanları- Sensor tərəfi

Birincil qutunun sensor tərəfini göstərilən ölçülərə uyğunlaşdırmağa davam edin və son çivilərlə qutunun qalan hissəsinə yapışdırın.

Addım 10: Əsas Qutunun tərəfləri- Ekran tərəfi

Əsas qutunun ekran tərəfini göstərilən ölçülərə uyğunlaşdırın və qutunun qalan hissəsinə yapışdırın.

Addım 11: Əldə etdiyinizi yoxlayın

Bu nöqtədə, ölçü və ya avadanlıq seçiminə görə bəzi ölçülər fərqlənsə belə, birincil qutunun ümumi şəklinin burada göstərildiyinə əmin olun.

Addım 12: Əsas Qutunun Üstü

Əsas qutunun yuxarı hissəsini göstərildiyi kimi düzəldin. Tam ölçüyə qədər genişləndirmək və əlaqəli ölçüləri görmək üçün göstərilən görüntüyə vurun.

Addım 13: Hər şey bundan asılıdır

LED -lərin ucundakı menteşədən istifadə edərək əsas qutunun üst hissəsini birincil qutunun qalan hissəsinə bərkidin. Kiçik menteşələrdən birini yapışdırmadan əvvəl, qutunun qalan hissəsi qutunun qalan hissəsi ilə bərabər olduğundan əmin olun.

Addım 14: Tutun

Qutunun ön ucunda, menteşənin qarşısındakı kiçik bir mandalı quraşdırın. Bu, lazım olan hallar istisna olmaqla, əsas qutunun açılmasını maneə törədir.

Addım 15: Tokanı bağlayın

Bu cihazın portativ olmasına kömək etmək üçün nazik təbəqə polad parçasını ölçülərindən biri boyunca bükün ki, arasına birincil qutunun altına bir kəmər daxil olsun. Bükdükdən sonra taxta vintlər ilə əsas qutunun altına yapışdırın.

Addım 16: Batareya qutusunun əsası

İndi batareya qutusunu düzəltməyin vaxtıdır. Bu qutunun əsasını göstərilən ölçülərə uyğunlaşdırın.

Addım 17: Batareya qutusunun sonu

Batareya qutusunun uclarını düzəldərkən 3/8 materialdan istifadə etdik. Uçları düzəltmək və batareya qutusunun əsasına bərkitmək üçün göstərilən ölçüləri istifadə edin.

Addım 18: Batareya qutusunun üstü

Batareya qutusunun üst hissəsini, mişar maşını ilə uzunluğuna və şeritli mişardan istifadə edərək lazımi genişliyə qədər kəsdik. Ölçüləri görmək üçün görüntünü genişləndirin.

Addım 19: Qapağı Batareya Qutusuna qoyun

Qapağı əsas qutuya taxmaq üçün istifadə olunan eyni prosedurdan istifadə edərək, batareya qutusunun qapağını batareya qutusunun gövdəsinə bağlayın.

Addım 20: Batareya qutusunu yoxlayın

Bu nöqtədə, burada göstərilən şəklə bir qədər bənzədiyinə əmin olmaq üçün batareya qutusuna baxın. Əks təqdirdə, əvvəlki addımların bir hissəsinə yenidən baxmaq üçün əla vaxt olardı!

Addım 21: Batareya qutusunu birincil qutuya bağlayın

Batareya qutusunu əsas qutunun üstünə qoyun. Batareya qutusunu əsas qutuya bağlamağı bitirmək üçün taxta vintlər və ya bitirmə dırnaqları istifadə edin.

Addım 22: Əlavə fikirlər

Bu addımları izləmisinizsə, bunu etdiniz! Təchizat və proqram təminatını tətbiq etdikdən sonra cihazı istifadə edə bildik. Hazırkı formada cihaz məhdud tətbiqə malikdir, lakin yenə də dizaynın müxtəlif aspektlərinin maraqlı birləşməsidir. Çıxışlar, biosensor girişlərindən siqnal aldıqdan sonra nəzərdə tutduğumuz hər şeyi edir. Ümumilikdə cihazın çəkisi bir neçə kiloqramdır.

Gələcək versiyalarda cihazın daha az çəki və daha az yer tutması maraqlı olardı. Bu mümkün olsaydı, cihaz daha faydalı olardı və məşq zamanı daha asan geyinə bilərdi. Bunu əldə etmək üçün, qutuları bir Arduino mikro və 3-D çap edərək sınaqdan keçirməyi məsləhət görürük. Yerə qənaət etməyə kömək etmək üçün sadə 9V batareyadan daha az yer tutan təkrar doldurulan bir batareya istifadə etməklə təcrübə aparmaq yaxşı olardı. Buna görə batareya qutusunun ölçüsü azaldıla bilər.