Gait Keeper: 7 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

คำชี้แจงปัญหา

ในการศึกษาผู้ใหญ่ปกติ 87 คน การวัดรูปแบบการเดินและอารมณ์แสดงให้เห็นหลักฐานที่มีความสัมพันธ์ว่าการเดินสามารถให้ดัชนีระดับภาวะซึมเศร้าในประชากรทางคลินิกได้ [1] นอกจากนี้ ยังแสดงให้เห็นรูปแบบการเดินที่ดีขึ้นเพื่อลดความเสี่ยงของความเจ็บปวดและการบาดเจ็บ ใช้กลไกดูดซับแรงกระแทกตามธรรมชาติของร่างกาย และกระจายภาระงานพลังงานจากการเดินและวิ่งเมื่อเวลาผ่านไป โครงการของเราตั้งใจที่จะส่งเสริมการเดินอย่างเหมาะสมเพื่อปรับปรุงความเป็นอยู่ที่ดีของผู้ที่ใช้

[1] สโลมัน, L, et al. “อารมณ์ ความเจ็บป่วย และรูปแบบการเดิน” รายงานประสาทวิทยาและประสาทวิทยาปัจจุบัน, U. S. National Library of Medicine, เม.ย. 1987, www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3567834

ภาพรวมวิธีการทำงาน

อุปกรณ์ของเราจะประเมินการเดินของผู้ใช้และพิจารณาว่าพวกเขากำลังเดินในลักษณะที่เหมาะสมที่สุดหรือไม่ โดยพิจารณาจากการกระจายแรงกดที่เท้า เราทำสิ่งนี้ได้ด้วยแผ่นนำไฟฟ้าที่ไวต่อแรงกดในชุดแผ่นรองพื้นแบบพกพา เราประเมินการเดินของพวกมันโดยพิจารณาจากจำนวนแรงกดเฉลี่ยที่ส้นหรือปลายเท้า สิ่งนี้จะกระตุ้นหลอด LED RGB ให้สว่างขึ้นตามผลการประเมินการเดิน

เมื่อเริ่มต้นแผ่นอิเล็กโทรด ไฟ LED สีขาวรอบแรกจะอนุญาตให้ผู้ใช้พลิกแผ่นอิเล็กโทรดลงบนพื้นและวางในตำแหน่งที่ต้องการ เมื่อไฟ LED สีฟ้ารอบที่สองสว่างขึ้น ซึ่งเป็นเวลาที่ผู้ใช้ต้องเหยียบแผ่นอิเล็กโทรด บันทึกแรงกดสูงสุดและต่ำสุดที่ด้านหน้าและด้านหลังของเท้า เราใช้ตัวเลขเหล่านี้เพื่อทำให้การอ่านค่า velostat ในอนาคตเป็นปกติ นอกจากนี้ เราคำนวณเกณฑ์ตัวแปรที่ตรวจจับเมื่อแผ่นอิเล็กโทรดควรเริ่มอ่านค่า โดยขึ้นอยู่กับว่ามีใครเหยียบแผ่นอิเล็กโทรดหรือไม่

ภาพ

การทำซ้ำโครงการครั้งสุดท้ายของเราจะแสดงในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุ

รายการวัสดุ (สำหรับแผ่นเดียว)

1 Lilypad Arduino (https://amzn.to/2Pjf5dO)

¼ ของแผ่น Velostat (https://amzn.to/2Pkfrke)

¼ ของแถบ NeoPixel RGB (https://amzn.to/2E1dGGG)

ไม้อัดขนาด ¾ นิ้ว 14" x 16" (https://amzn.to/2QJyPf8)

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 1.3V 1 ก้อน (https://bit.ly/2AVIcP7)

ไวร์ (https://amzn.to/2G4PzcV)

เทปทองแดง (https://amzn.to/2SAIBOf)

อลูมิเนียมฟอยล์ (https://amzn.to/2RFKs47)

กาวไม้ (https://amzn.to/2Qhw7yb)

ขั้นตอนที่ 2: การตัดด้วยเลเซอร์

เราตัดไม้อัด 1/2 สองชิ้นสำหรับแผ่นวางเท้าแต่ละแผ่น ส่วนล่างเป็นที่เก็บสายไฟและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ในขณะที่โครงด้านบนมีแผ่นกดแรงดันและปกป้องชิ้นส่วนด้านล่าง รวมทั้งหมด 8 ชิ้นจะทำแผ่นวางเท้า 4 ชิ้นเมื่อต่อเข้าด้วยกัน ด้วยกัน.

ไฟล์ Illustrator เป็นขนาดสุดท้ายของ footpad เส้นสีแดงจะถูกตั้งค่าเป็น CUT และสีดำจะถูกแกะสลัก ขึ้นอยู่กับเครื่องตัดเลเซอร์ ต้องใช้การผสมผสานกำลัง/ความเร็วที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้การแกะสลักที่ลึกพอที่จะให้ Arduino Lilypad ฝังอยู่ใต้แป้นเหยียบ เราใช้ความเร็ว 50 แรง 40 และผ่าน 3 ครั้ง

ขั้นตอนที่ 3: การเดินสายไฟ

เราใช้ LilyPad Arduino AT ซึ่งมาพร้อมกับขั้วต่อทั้งหมด 11 ขา

นี่คือรายละเอียดสำหรับการเดินสาย Gait Keeper ตามที่แสดงในไดอะแกรม Fritzing และภาพต้นแบบด้านบน:

• Velostat หน้าเป็นบวก > A5
• กลับ Velostat เป็นบวก > A4
• กราวด์ Velostat > GND Pin
• สัญญาณ LED > A3
• LED GND > ขา GND
• LED บวก > พินบวก

ขั้นตอนที่ 4: รหัส

ด้านล่างนี้คือลิงค์ไปยังโค้ดของเรา และไฟล์แนบคือรูปภาพของ pseudocode และแนวทางของเรา:

ขั้นตอนที่ 5: การประกอบ

สำหรับกระบวนการประกอบขั้นสุดท้าย ก่อนอื่นเราตัด NeoPixel RGB Strip เป็นชิ้นยาวพอที่จะพันรอบเส้นรอบวงของแผ่นอิเล็กโทรดและตัดลวดให้พอดีกับรางที่เราสลักไว้ในแผ่นอิเล็กโทรด จากนั้นเราก็บัดกรีสายไฟเข้ากับหมุดที่เหมาะสมบน Lilypads แต่ละอัน ดังที่แสดงในภาพแรกด้านบน และอัปโหลดโค้ดของเราลงบนกระดาน ต่อไป เราร้อยแถบอลูมิเนียมฟอยล์ผ่านช่องที่เราตัดด้วยเลเซอร์แล้วติดเทปให้เข้าที่ ดังที่แสดงในภาพที่สองและสาม จากนั้น เราใช้รางสำหรับเดินสายเพื่อต่อเข้ากับแผ่นอะลูมิเนียมฟอยล์โดยใช้เทปทองแดง และบัดกรีสายไฟที่เชื่อมต่อกับ Lilypads กับจุดสัมผัสที่สอดคล้องกัน (พิน A5 ไปที่แผ่นรองด้านหน้าผ่านส่วนบนของรางสายไฟที่ตัดด้วยเลเซอร์ ปักหมุด A4 เข้ากับ ด้านล่างและพื้นตรงกลาง - แสดงในภาพที่สี่)

ตามที่แสดงในภาพที่ห้า เราได้ยึดแถบ Velostat ที่ถูกตัดให้มีขนาดเดียวกับแถบอลูมิเนียมฟอยล์ ติดเทปให้เข้าที่เพื่อให้แน่ใจว่าได้สัมผัสกับวัสดุนำไฟฟ้าอย่างสม่ำเสมอ สำหรับชั้นบนสุดของวัสดุนำไฟฟ้า เราใช้เทปทองแดงเพื่อความทนทาน โดยสร้างลวดลายเป็นเกลียวเพื่อให้ครอบคลุมพื้นผิวทั้งหมดของชิ้นไม้สี่เหลี่ยมที่เห็นในภาพที่หกด้านบน โดยยึดทุกอย่างเข้าที่ นอกจากนี้เรายังใช้เทปทองแดงเพื่อสร้างการเชื่อมต่อระหว่างชั้นเกลียวเหล่านี้ที่ร้อยผ่านช่องตัดด้วยเลเซอร์เพื่อไปยังสายไฟกราวด์ที่บัดกรี

สุดท้าย เราประกบวัสดุทั้งหมดและเชื่อมต่อชิ้นส่วนโครงไม้ทั้งหมด เชื่อมต่อแบตเตอรี่ที่ชาร์จแล้ว และติด Lilypad เข้ากับตัวเครื่องที่กำหนด เมื่อทุกอย่างเข้าที่แล้ว เราใช้กาวไม้เพื่อติดโครงไม้เข้าด้วยกัน จากนั้นติดแถบ RGB ที่ตัดกับขอบด้านนอกแล้วปล่อยให้กาวแห้งค้างคืน

ขั้นตอนที่ 6: วิดีโอสาธิตการโต้ตอบ

นี่คือวิดีโอของหนึ่งในสมาชิกกลุ่มของเราที่เดินบนแพ็ดและได้รับไฟ LED ตอบกลับ