Monitoramento da zona de freqüência cardíaca de treinamento: 19 etapas (com imagens)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

A faculdade é uma época agitada e caótica na vida, por isso é muito importante manter o nível de estresse baixo. Uma maneira de fazer isso é malhar, pois ajuda a manter a mente limpa e o corpo saudável. É por isso que criamos um biossensor portátil que usa a frequência cardíaca humana durante um treino intenso para fornecer informações aos usuários sobre a zona de frequência cardíaca em que se encontram.

Essa é uma forma de ajudar os usuários a garantir que não exerçam ou pressionem seu corpo com muita força além da frequência cardíaca máxima a um ponto perigoso. Este sensor também ajudará os usuários que estão tentando perder peso ou aumentar sua resistência, certificando-se de que estão mantendo sua frequência cardíaca em zonas específicas.

Etapa 1: Zonas de frequência cardíaca

A imagem acima mostra as diferentes zonas de freqüência cardíaca. Cada vez que o usuário entra em uma nova zona, o relógio acenderá cada vez mais para alertar o usuário sobre a zona em que se encontra. Se o usuário ultrapassar sua frequência cardíaca máxima, o relógio ficará vermelho e vibrará. A frequência cardíaca máxima é calculada usando a idade do indivíduo e subtraindo-a de 220.

Etapa 2: Materiais de que você precisa

Abaixo está uma lista dos materiais e ferramentas de que você precisará para este projeto:

Materiais

1. Flora by Adafruit
2. Sensor de pulso
3. Mini disco de motor vibratório
4. Anel NeoPixel - 12 LEDs RGBW - Branco Frio
5. Diodo
6. Resistor de 220 ohms
7. NPN Transistor
8. Clipes de Jacaré
9. Punho de velcro para relógio
10. Bateria
11. Fios
12. Botão (opcional)

Muitos desses materiais podem ser encontrados neste link:

Ferramentas

1. Kit / materiais de solda
2. Agulha e linha
3. Software Arduino
4. Decapantes de arame
5. Adesivo se necessário
6. Tesoura

Etapa 3: preparação e histórico

Para poder usar esses materiais, é útil conhecer e entender o que alguns deles fazem.

Uma flora é a plataforma eletrônica vestível da Adafruit. Este é um dispositivo muito amigável para iniciantes que é pequeno com uma fonte de alimentação fácil de usar. A imagem acima mostra onde tudo está localizado na Flora.

Para obter mais informações sobre Flora, verifique este site:

NeoPixels também é a marca da Adafruit para pixels e faixas de cores RGB endereçáveis individualmente. Outra coisa importante a se notar é que eles não acendem sozinhos, eles exigem um microcontrolador, como um Arduino, e codificação. Requer alguma prática de programação para que os NeoPixels façam o que você quer que eles façam, então tivemos que examinar isso para o nosso projeto. A programação foi extremamente importante para este projeto e a experiência nessa área ajudará.

Para obter mais informações sobre Neopixel, você pode verificar este site:

Um sensor de pulso da Adafruit também é usado para medir seu pulso. Em seguida, implementamos o código para calcular os batimentos por minuto (BPM) para este projeto.

Para obter mais instruções e informações sobre o sensor de pulso, consulte este link:

Existem bibliotecas que você precisará baixar no software Arduino para que o código se comunique com o seu dispositivo usando certos comandos. Este link abaixo mostra como baixar bibliotecas para o Arduino.

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

As seguintes bibliotecas são as que você precisa:

1. Biblioteca Adafruit NeoPixel

2. PulseSensor Playground

3. Biblioteca de pixels Adafruit Flora

Clique em "clonar ou baixar" e siga as instruções acima no link para incluí-los em seu código.

Agradecimentos

Um agradecimento especial à Adafruit que nos forneceu parte do código usado em nosso produto final!

Etapa 4: Informações de segurança

É muito importante sempre manter a sua segurança e a das pessoas ao seu redor em mente ao trabalhar em projetos diferentes. Em primeiro lugar, é importante sempre ter o USB desconectado do computador quando estiver em movimento e conectar os fios ao Flora, para que você não se choque.

1. Os fluidos devem ser mantidos longe deste dispositivo em caso de derramamento que possa arruinar o circuito

2. Evite o fluxo de corrente através de seu corpo tocando apenas fios e outros circuitos de metal enquanto a energia estiver desligada

Advertindo que este não é um dispositivo médico, ele estritamente alerta você se sua freqüência cardíaca excedeu a freqüência cardíaca máxima, não deve ser comparado a um monitor de freqüência cardíaca no mundo médico. Se você se sentir exausto / cansado e o relógio não o alertou de que você está acima da freqüência cardíaca máxima, você ainda deve parar o que está fazendo, pois o relógio nem sempre é preciso.

Etapa 5: dicas e sugestões

Aqui estão algumas dicas e sugestões se você ficar preso ao longo do caminho:

Dicas de soluções de problemas:

• NeoPixels pode exibir uma variedade de padrões diferentes de luzes, a fim de garantir que funcione, use o código de amostra fornecido pela Biblioteca NeoPixel
• Você pode usar um multímetro para medir a continuidade entre as conexões após a soldagem para garantir que essas conexões sejam feitas corretamente
• Certifique-se de que o sensor de pulso está preso com segurança à braçadeira do relógio para garantir que o artefato de movimento não esteja afetando a leitura da frequência cardíaca
• No estágio de prototipagem, se você não estiver obtendo boas conexões, certifique-se de que as pinças de crocodilo estejam presas corretamente
• Se o código não estiver funcionando corretamente, copie e cole partes do seu código em uma janela separada
  1. Carregue o código após cada parte ser copiada e colada
  2. Isso mostrará onde seu código está funcionando e não

Intuições:

• O motor de vibração pode ser conectado usando um diodo, resistor e um transistor em vez de um controlador de motor héctico. Descobrimos que esse método é a opção mais barata.
• Para economizar tempo e frustração, certifique-se de usar pinças de crocodilo para a prototipagem. Você não quer soldar o protótipo e depois descobrir que uma conexão não está funcionando.

Etapa 6: Montagem 1- Fiação do anel NeoPixel para Flora

Para começar, pegue o anel NeoPixel e prenda-o usando 3 fios e pinças de crocodilo. Você usará pinças de crocodilo para construir o protótipo e acabará soldando as peças uma vez que estiver satisfeito com o produto.

1. Conecte um fio que vai de "IN" no anel Neopixel para "# 6"
2. Conecte um fio de "PWR" no anel NeoPixel a "VBATT" na flora
3. Conecte um fio de "GND" no anel NeoPixel a "GND" na flora

Etapa 7: Montagem 2- Conectando o botão à Flora

ESTE PASSO É OPCIONAL… se você quiser um botão você pode adicionar um, acabamos usando o botão liga / desliga localizado no Flora para este passo, portanto ele não está incluso no código.

Nesta etapa, o que você precisa fazer é …

1. Conecte um fio de qualquer uma das 4 pernas do botão ao "# 12" na flora
2. Conecte um fio de qualquer uma das 3 pernas restantes do botão para "GND" na flora

Etapa 8: Montagem 3- Fiação do motor vibratório para Flora

Para conectar o motor vibratório à flora usamos um diodo, um transistor e um resistor. Você quer primeiro …

1. Use pinças de crocodilo para prender o fio vermelho do motor vibratório ao final do diodo mais próximo da faixa nele
2. Conecte o fio azul do motor vibratório à outra extremidade do diodo

Etapa 9: Montagem 4- Fiação do motor vibratório para Flora (cont.)

Agora conecte o diodo a uma extremidade do diodo (vem do fio vermelho do motor vibratório) a "3,3 V" no Flora.

Etapa 10: Montagem 5 - Fiação do motor vibratório para Flora (cont.)

Pegue o outro lado do diodo e pegue seu transistor, conecte-o ao coletor do transistor (pino direito do transistor).

Etapa 11: Montagem 6- Fiação do motor vibratório para Flora (cont.)

Localize o emissor do transistor (pino esquerdo do transistor) para aterrar.

Etapa 12: Montagem 7 - Fiação do motor vibratório para Flora (cont.)

O último passo para conectar o motor vibratório ao Flora é localizar a base do transistor (pino central do transistor) e conectá-lo a um resistor e então o resistor ao "GND" no Flora.

Etapa 13: Montagem 8 - Fiação do sensor de pulso para Flora

Existem três conexões de fios que você precisa fazer nesta etapa.

1. Conecte o fio roxo do sensor de pulso ao "# 10" no Flora
2. Conecte o fio vermelho do sensor de pulso a "3,3 V" no Flora
3. Conecte o fio preto do sensor de pulso ao "GND" no Flora

Etapa 14: Montagem 9 - Colocando a bateria na Flora

Localize os fios da bateria com a conexão branca na extremidade, conecte essa parte no componente da bateria localizado no Flora.

Etapa 15: Montagem 10 - Diagrama de circuito completo

Agora o circuito com todas as garras jacaré está completo. Pode parecer uma bagunça, mas todas as conexões foram feitas! Agora, as conexões individuais podem ser soldadas para tornar o relógio mais compacto.

Etapa 16: Finalmente … o Código

Assim que o circuito for concluído, o assembly precisará de um código que o fará fazer o que queremos. O código do github coleta dados de frequência cardíaca do sensor de pulso Adafruit e os categoriza em 5 zonas de frequência cardíaca. Quando a FC do indivíduo cai em zonas específicas, isso fará com que o anel do Neopixel acenda de acordo com a zona em que ele / ela está. Quando a FC do indivíduo está perto da FC máxima, o Neopixel irá limpar a cor em vermelho e o motor vibratório irá ser ativado indicando que o HR está em uma zona perigosa e o indivíduo precisa diminuir a velocidade.

Etapa 17: Montagem do relógio

Depois de soldar as peças, conforme mostrado no diagrama do circuito, é hora de montar o relógio!

O anel NeoPixel é colocado no topo da Flora e pode ser fixado com cola ou costurado com segurança usando o orifício aberto no NeoPixel que não foi soldado. Execute seu código neste ponto para ver onde o primeiro neoPixel acende para colocar o relógio em uma orientação que faça sentido para você. Certifique-se de NÃO cobrir o botão liga / desliga ao realizar esta etapa. A Flora também é costurada na braçadeira através dos orifícios restantes na parte externa.

A bateria pode ser colocada sob o anel Flora / NeoPixel junto com o vibrador (e acessórios).

O sensor de pulso é então costurado com segurança na parte do relógio que será presa na parte inferior do seu pulso. Certifique-se de que o lado direito está voltado para cima ao fazer isso.

Sinta-se à vontade para montar de forma diferente de acordo com os materiais que temos à sua disposição!

Etapa 18: Produto Final

É assim que o produto final deve ser. Funcional e estilista!

Etapa 19: Outras Idéias

Uma maneira de levar essa ideia adiante é adicionar o botão que foi mostrado como opcional anteriormente no instrutível.

Outra maneira é adicionar um código separado que pode ser usado quando você não está trabalhando. Este poderia ser um relógio em tempo real, onde um pixel mostra o ponteiro das horas e o outro o ponteiro dos minutos. Para obter mais informações sobre isso, consulte este link para o recurso Relógio em tempo real.