Sensor de respiração DIY com Arduino (sensor de alongamento de malha condutiva): 7 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Este sensor DIY terá a forma de um sensor de elasticidade de malha condutiva. Ele envolverá seu peito / estômago e, quando seu peito / estômago se expandir e se contrair, o sensor e, consequentemente, os dados de entrada que são alimentados para o Arduino. Portanto, lembre-se de que essa não é uma maneira totalmente precisa de rastrear cada respiração e, às vezes, os movimentos do corpo podem influenciar o sensor, pois o que importa é como ele se estende. Além disso, em termos de estabilidade, descobri que a faixa de números pode variar bastante se o sensor não permanecer com um aperto consistente ao redor do corpo, mas se você estiver apenas em pé e respirando, é bastante preciso / sensível em captando a ligeira expansão do tórax a cada respiração.

Existem alguns sensores de respiração DIY que eu encontrei enquanto pesquisava na internet, mas eles não têm todas as informações específicas necessárias para que um seja feito e conectado ao Arduino por conta própria. Aqui estão algumas das fontes que reuni para lhe contar a história completa neste 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

Observação: eu sou apenas um novato em eletricidade / circuitos / arduino / codificação, então agradeço qualquer sugestão ou correção, se você encontrar alguma!

Etapa 1: Materiais e Ferramentas

Materiais / Ferramentas:

• Um carretel de fio condutor (eu comprei este tipo na Sparkfun: https://www.sparkfun.com/products/12806) (ATUALIZAÇÃO: Parece que eles o aposentaram, então isso deve funcionar na Adafruit: https://www.adafruit.com / product / 603)
• Um carretel de fio elástico, usei a marca HiKoo CoBaSi (descobri que fio com um pouco de elasticidade é melhor porque esse sensor depende da capacidade de expandir e contrair. Se você usar fio rígido, o sensor não vai expandir e contrair também)
• Velcro (cerca de 6 polegadas … podem ser várias peças menores, ele é usado para prender o sensor ao seu redor) OU UM CLIPE DE FIXADOR! (Na verdade, descobri que um clipe de encadernação funciona mais fácil para obter um ajuste apertado)
• Linha de costura normal (~ 1 jarda)
• Agulhas de tricô (usei tamanho 5)
• Agulha de costura
• Kit de resistor (x1) (Uma gama de resistores diferentes é necessária, o que você precisa depende do comprimento da sua banda e do aperto dos pontos. Não acho que você vai precisar de um menor que 10k, no entanto. Alterando o os níveis de resistência mudam os números de saída encontrados no monitor serial)
• Pinças de jacaré (x2)
• Cabos Jumper (x7)
• Arduino Uno
• Computador (PC ou MAC)
• Cabo USB A para B
• Voltímetro
• Tábua de pão

Etapa 2: tricotar

Comece tricotando uma banda de 2 de largura combinando o fio condutor e o fio elástico.

Tricotar com o fio condutor e elástico como se fosse um fio!

Você pode usar um ponto padrão. Minha banda tinha 10 pontos de diâmetro e cerca de 30 polegadas de comprimento.

Se você não sabe tricotar, o Youtube é seu amigo.:) ** Dica: Encontre vídeos específicos para sua mão dominante. Este me ajudou:

Etapa 3: costure velcro na faixa de malha (OPCIONAL)

Em uma ponta de sua faixa de malha costure alguns centímetros de velcro (eu recomendo usar a metade dura / apertada de velcro).

** OPCIONAL: Se você não tiver velcro, pule esta etapa e apenas use um CLIPE DE FIXAÇÃO para segurar a pulseira no lugar ao seu redor. Eu descobri que um clipe de fichário pode realmente funcionar melhor para obter um ajuste apertado!

Etapa 4: costure mais velcro (OPCIONAL)

Vire a sua banda e costure o outro velcro correspondente (a metade macia, se você usou a metade dura do outro lado) na outra extremidade da sua banda de malha. Você vai querer que o comprimento deste velcro seja um pouco maior, aprox. 7 polegadas.

*** Antes de costurar, certifique-se de que, ao enrolar a pulseira em torno de você, as metades do velcro coincidam!

** OPCIONAL: Se você não tiver velcro, pule esta etapa e apenas use um CLIPE DE FIXAÇÃO para segurar a pulseira no lugar ao seu redor. Eu descobri que um clipe de fichário pode realmente funcionar melhor para obter um ajuste apertado!

Etapa 5: construir o circuito

Use as fotos desta etapa para conectar seu Arduino ao sensor.

Prenda 2 pinças de jacaré na faixa tricotada, uma em cada extremidade. A quantidade de alongamento só será medida entre esses 2 pontos. ** Certifique-se de prender a pulseira com segurança e escolher um local onde muito fio condutor fique exposto, é essencial que o fio condutor e o clipe de metal façam contato (tentei verificar esta conexão com o Voltímetro, mas descobri que, mesmo que esteja funcionando, não necessariamente mostra que está no Voltímetro. Recomendo conectar todo o circuito e ver como ficam os números no monitor serial para ver se está funcionando. **

Use este tutorial de entrada analógica fornecido pelo Arduino para ajudar a conectar seu circuito. (Basta substituir o resistor fotossensível pela faixa tricotada + pinças de crocodilo e é o diagrama / esquema exato de que você precisa).

Etapa 6: faça upload do código do Arduino para o Arduino

Se você nunca usou o Arduino antes, consulte esta página de "primeiros passos" e baixe o software Arduino (é grátis!).

Depois de fazer o download do software em seu computador, abra o programa e siga estas etapas:

1. Abra o esboço "AnalogReadSerial". (Arquivo> Exemplos> Básico> ReadAnalogSerial).
2. Conecte o Arduino Uno (e o circuito conectado) ao seu computador por meio do cabo USB A para B.
3. Clique no ícone "Upload" (semelhante a uma seta) na caixa de esboço (certifique-se de que a placa correta (Arduino Uno) e a porta serial estejam selecionadas em "Ferramentas").
4. Mantenha o Arduino conectado ao computador e clique no ícone "Monitor Serial" (parece uma lupa)
5. Isso deve abrir uma caixa chamada monitor serial e você verá um fluxo de números. Estique o sensor e observe a mudança dos números!

DICAS DE SOLUÇÃO DE PROBLEMAS SE VOCÊ NÃO VER UMA TRANSMISSÃO DE NÚMEROS:

• Se você não vir nenhum número ou uma série de caracteres estranhos, certifique-se de que a taxa de transmissão esteja configurada para 9600 no menu suspenso do monitor serial
• Certifique-se de que todas as suas conexões estão seguras
• Experimente um nível diferente de resistor
• Tente prender as pinças de crocodilo em uma seção menor de sua faixa de malha. Se o fio condutor se partir em algum ponto entre as pinças jacaré, ele não funcionará.

Etapa 7: Teste

Enrole-o em torno de você e monitore os números enquanto respira! Você pode precisar tentar resistores diferentes para obter a faixa certa de números que funcione para o seu projeto específico.

Experimente colocar a faixa ao redor de diferentes áreas de seu tórax / estômago. Provavelmente, você precisará de fios mais longos do que as pinças jacaré, uma vez que estiver ao seu redor. Acho que funciona melhor por baixo das roupas ou por cima de roupas desarrumadas.

Agora você pode pegar esse código e sensor e modificá-lo como quiser e aplicá-lo de várias maneiras diferentes!

Idéia de exemplo: Faça um LED mudar o brilho a cada respiração.