DIY Breath Sensor พร้อม Arduino (เซ็นเซอร์การยืดแบบถักแบบนำไฟฟ้า): 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

เซ็นเซอร์ DIY นี้จะอยู่ในรูปของเซ็นเซอร์ยืดแบบถักที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า มันจะพันรอบหน้าอก/ท้องของคุณ และเมื่อหน้าอก/ท้องของคุณขยายและหดตัว เซ็นเซอร์ก็จะทำเช่นนั้น และด้วยเหตุนี้ข้อมูลอินพุตที่ป้อนไปยัง Arduino ดังนั้น พึงระลึกว่านี่ไม่ใช่วิธีที่แม่นยำในการติดตามทุกลมหายใจ และบางครั้งการเคลื่อนไหวของร่างกายก็อาจส่งผลต่อเซ็นเซอร์ได้ เนื่องจากมันเป็นเรื่องของการยืดตัว นอกจากนี้ ในแง่ของความมั่นคง ฉันพบว่าช่วงของตัวเลขสามารถกระโดดได้ค่อนข้างน้อยหากเซ็นเซอร์ไม่แน่นสม่ำเสมอทั่วร่างกาย แต่ถ้าคุณเพียงแค่ยืนและหายใจก็ค่อนข้างแม่นยำ/อ่อนไหวที่ ยกหน้าอกขึ้นเล็กน้อยในแต่ละลมหายใจ

มีเซ็นเซอร์ลมหายใจ DIY อยู่สองสามตัวที่ฉันพบขณะค้นคว้าทางอินเทอร์เน็ต แต่พวกเขาไม่มีข้อมูลเฉพาะทั้งหมดที่จำเป็นในการสร้างและเชื่อมต่อกับ Arduino ด้วยตัวคุณเอง ต่อไปนี้คือแหล่งข้อมูลบางส่วนที่ฉันได้รวบรวมไว้เพื่อให้คุณทราบเรื่องราวทั้งหมดในบทช่วยสอนนี้:

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

โปรดทราบ: ฉันเป็นเพียงสามเณรของไฟฟ้า/วงจร/arduino/การเข้ารหัส ดังนั้นฉันยินดีรับข้อเสนอแนะหรือการแก้ไขใด ๆ หากคุณพบ!

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุและเครื่องมือ

วัสดุ/เครื่องมือ:

• เส้นด้ายนำไฟฟ้า (ฉันซื้อประเภทนี้จาก Sparkfun: https://www.sparkfun.com/products/12806) (UPDATE: ดูเหมือนว่าพวกเขาจะเลิกใช้แล้ว ดังนั้นสิ่งนี้น่าจะใช้ได้จาก Adafruit: https://www.adafruit.com/product/603)
• ฉันใช้หลอดด้ายยางยืดยี่ห้อ HiKoo CoBaSi (ฉันพบว่าเส้นด้ายที่ยืดได้บ้างจะดีกว่าเพราะเซ็นเซอร์นี้อาศัยความสามารถในการขยายและหดตัว หากคุณใช้เส้นด้ายแข็ง เซ็นเซอร์จะไม่ขยายและหดตัวเช่นกัน)
• เวลโคร (ประมาณ 6 นิ้ว… อาจเป็นชิ้นส่วนเล็กๆ หลายชิ้นก็ได้ ใช้สำหรับยึดเซ็นเซอร์รอบตัวคุณ) หรือคลิปหนีบเอกสาร! (ฉันพบว่าคลิปหนีบกระดาษทำงานง่ายที่สุดเพื่อให้กระชับพอดี)
• ด้ายเย็บผ้าธรรมดา (~1 หลา)
• เข็มถัก (ฉันใช้ขนาด: 5)
• เข็มเย็บผ้า
• ชุดตัวต้านทาน (x1) (จำเป็นต้องมีตัวต้านทานหลายตัว ตัวต้านทานที่คุณต้องการขึ้นอยู่กับว่าวงของคุณยาวแค่ไหน และความแน่นของตะเข็บ ฉันไม่คิดว่าคุณจะต้องใช้ตัวต้านทานที่เล็กกว่า 10k ซักตัว การเปลี่ยน ระดับความต้านทานจะเปลี่ยนหมายเลขเอาต์พุตที่พบในจอภาพอนุกรม)
• คลิปจระเข้ (x2)
• สายจัมเปอร์ (x7)
• Arduino Uno
• คอมพิวเตอร์ (PC หรือ MAC)
• สาย USB A เป็น B
• โวลต์มิเตอร์
• กระดานขนมปัง

ขั้นตอนที่ 2: ถัก

เริ่มต้นด้วยการถักแถบกว้าง 2 นิ้ว ผสมผสานทั้งเส้นด้ายนำไฟฟ้าและเส้นด้ายยางยืด

ถักด้วยเส้นด้ายนำไฟฟ้าและยืดหยุ่นราวกับเป็นเส้นด้ายชิ้นเดียว!

คุณสามารถใช้ตะเข็บมาตรฐาน วงดนตรีของฉันมีเย็บ 10 เข็มและยาวประมาณ 30 นิ้ว

หากคุณไม่รู้วิธีการถัก Youtube คือเพื่อนของคุณ:) **เคล็ดลับ: ค้นหาวิดีโอที่เจาะจงสำหรับมือที่ถนัดของคุณ อันนี้ช่วยฉัน:

ขั้นตอนที่ 3: เย็บ Velcro กับแถบถักของคุณ (ตัวเลือก)

ที่ปลายด้านหนึ่งของสายถักของคุณเย็บเวลโครสักสองสามนิ้ว

** ไม่บังคับ: หากคุณไม่มีแถบตีนตุ๊กแก ให้ข้ามขั้นตอนนี้แล้วใช้ BINDER CLIP เพื่อยึดสายรัดไว้รอบตัวคุณ ฉันพบว่าคลิปหนีบสามารถทำงานได้ดีขึ้นเพื่อให้กระชับพอดี!

ขั้นตอนที่ 4: เย็บ Velcro เพิ่มเติม (ตัวเลือก)

พลิกสายรัดของคุณแล้วเย็บเวลโครที่เข้าชุดกันอีกอัน (ครึ่งอ่อน ถ้าคุณใช้ครึ่งแข็งที่อีกด้านหนึ่ง) เข้ากับปลายอีกด้านของสายถักของคุณ คุณจะต้องให้ความยาวของเวลโครนี้ยาวขึ้นอีกเล็กน้อยโดยประมาณ 7นิ้ว.

*** ก่อนที่คุณจะเย็บ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเมื่อพันสายรัดรอบตัวคุณแล้ว เวลโครครึ่งหนึ่งจะเข้าคู่กัน!

** ไม่บังคับ: หากคุณไม่มีแถบตีนตุ๊กแก ให้ข้ามขั้นตอนนี้แล้วใช้ BINDER CLIP เพื่อยึดสายรัดไว้รอบตัวคุณ ฉันพบว่าคลิปหนีบสามารถทำงานได้ดีขึ้นเพื่อให้กระชับพอดี!

ขั้นตอนที่ 5: สร้างวงจร

ใช้รูปภาพในขั้นตอนนี้เพื่อต่อ Arduino ของคุณกับเซ็นเซอร์

ติดกิ๊บหนีบปากจระเข้ 2 อันเข้ากับสายถักนิตติ้งหนึ่งอันที่ปลายแต่ละด้าน ปริมาณการยืดจะวัดระหว่าง 2 จุดนี้เท่านั้น ** ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้หนีบสายอย่างแน่นหนาและเลือกจุดที่มีเส้นด้ายนำไฟฟ้าจำนวนมากปรากฏให้เห็น มันเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเส้นด้ายนำไฟฟ้าและคลิปโลหะที่จะสัมผัสกัน (ฉันได้ลองตรวจสอบการเชื่อมต่อกับโวลต์มิเตอร์แล้ว แต่ฉันพบว่าแม้ว่ามันจะใช้งานได้ แต่ก็ไม่จำเป็นต้องแสดงว่าอยู่ในโวลต์มิเตอร์ ฉันแนะนำให้เดินสายไฟให้ทั่วทั้งวงจรแล้วดูตัวเลขในมอนิเตอร์แบบอนุกรมของคุณเพื่อดูว่ามันทำงานหรือไม่) **

ใช้บทช่วยสอนอินพุตแบบอะนาล็อกที่ Arduino จัดหาให้เพื่อช่วยต่อวงจรของคุณ (เพียงแค่เปลี่ยนตัวต้านทานไวแสงด้วยสายรัดถัก + คลิปจระเข้ และนี่คือไดอะแกรม/แผนผังที่คุณต้องการ)

ขั้นตอนที่ 6: อัปโหลดรหัส Arduino ไปยัง Arduino

หากคุณไม่เคยใช้ Arduino มาก่อน โปรดดูที่หน้า "เริ่มต้นใช้งาน" และดาวน์โหลดซอฟต์แวร์ Arduino (ฟรี!)

เมื่อคุณดาวน์โหลดซอฟต์แวร์ลงในคอมพิวเตอร์แล้ว ให้เปิดโปรแกรมและทำตามขั้นตอนเหล่านี้:

1. เปิดร่าง "AnalogReadSerial" (ไฟล์>ตัวอย่าง>พื้นฐาน>ReadAnalogSerial)
2. เชื่อมต่อ Arduino Uno (และวงจรที่แนบมา) กับคอมพิวเตอร์ของคุณผ่านสาย USB A ถึง B
3. คลิกไอคอน "อัปโหลด" (ดูเหมือนลูกศร) ในกล่องสเก็ตช์ (ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เลือกบอร์ดที่ถูกต้อง (Arduino Uno) และพอร์ตอนุกรมภายใต้ "เครื่องมือ")
4. ให้ Arduino เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์แล้วคลิกไอคอน "Serial Monitor" (ดูเหมือนแว่นขยาย)
5. นี่ควรเปิดกล่องที่เรียกว่าจอภาพอนุกรม และคุณจะเห็นกระแสของตัวเลข ยืดเซ็นเซอร์แล้วดูตัวเลขเปลี่ยน!

เคล็ดลับการยิงปัญหาหากคุณไม่เห็นกระแสของตัวเลข:

• หากคุณไม่เห็นตัวเลขใดๆ หรือเห็นชุดอักขระแปลก ๆ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ตั้งค่าอัตราบอดเป็น 9600 ภายในเมนูดรอปดาวน์ของมอนิเตอร์แบบอนุกรม
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อทั้งหมดของคุณปลอดภัย
• ลองใช้ตัวต้านทานระดับอื่น
• ลองตัดคลิปจระเข้เป็นส่วนที่เล็กกว่าของสายถักของคุณ หากเส้นด้ายนำไฟฟ้าขาดระหว่างคลิปจระเข้ มันจะไม่ทำงาน

ขั้นตอนที่ 7: ทดสอบเลย

ล้อมรอบตัวคุณและตรวจสอบตัวเลขในขณะที่คุณหายใจ! คุณอาจต้องลองตัวต้านทานต่างๆ เพื่อให้ได้ช่วงตัวเลขที่เหมาะสมกับโปรเจ็กต์เฉพาะของคุณ

ทดลองพันรอบบริเวณต่างๆ ของหน้าอก/ท้องของคุณ คุณจะต้องใช้สายไฟที่ยาวกว่าคลิปจระเข้เมื่ออยู่ใกล้ตัวคุณ ฉันคิดว่ามันทำงานได้ดีที่สุดภายใต้เสื้อผ้าของคุณหรือบนเสื้อผ้าที่ไม่มีกระเป๋า

ตอนนี้คุณสามารถนำโค้ดและเซ็นเซอร์นี้ไปดัดแปลงตามที่คุณต้องการ และนำไปใช้ได้หลากหลายวิธี!

ตัวอย่างแนวคิด: ทำให้ LED เปลี่ยนความสว่างในแต่ละลมหายใจ