مراقبة منطقة معدل ضربات القلب للتدريب: 19 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

تعتبر الكلية وقتًا عصيبًا وفوضويًا في حياة المرء ، ولهذا السبب من المهم جدًا الحفاظ على مستوى التوتر لديك منخفضًا. إحدى الطرق التي نحبها للقيام بذلك هي من خلال التمرين ، فهو يساعد على إبقاء عقلك صافياً وشعور الجسم بصحة جيدة. هذا هو السبب في أننا أنشأنا جهاز استشعار حيوي محمول يستخدم معدل ضربات القلب البشري أثناء التمرين المكثف لتوفير المعلومات للمستخدمين فيما يتعلق بمنطقة معدل ضربات القلب التي يتواجدون فيها.

هذه طريقة لمساعدة المستخدمين على التأكد من أنهم لا يبذلون أو يدفعون أجسامهم بقوة أكبر من الحد الأقصى لمعدل ضربات القلب إلى نقطة خطيرة. سيساعد هذا المستشعر أيضًا المستخدمين الذين يحاولون إنقاص الوزن أو زيادة قدرتهم على التحمل من خلال التأكد من أنهم يحافظون على معدل ضربات القلب في مناطق معينة.

الخطوة 1: مناطق معدل ضربات القلب

توضح هذه الصورة أعلاه مناطق معدل ضربات القلب المختلفة. في كل مرة يدخل فيها المستخدم منطقة جديدة ، ستضيء الساعة بشكل متزايد لتنبيه المستخدم بالمنطقة التي يتواجدون فيها حاليًا. إذا تجاوز المستخدم الحد الأقصى لمعدل ضربات القلب ، ستتحول الساعة إلى اللون الأحمر وتهتز. يتم حساب الحد الأقصى لمعدل ضربات القلب باستخدام عمر الأفراد وطرحه من 220.

الخطوة 2: المواد التي ستحتاجها

فيما يلي قائمة بالمواد والأدوات التي ستحتاجها لهذا المشروع:

المواد

1. فلورا من Adafruit
2. مستشعر النبض
3. تهتز قرص محرك صغير
4. حلقة NeoPixel - عدد 12 RGBW LED - أبيض بارد
5. الصمام الثنائي
6. 220 أوم المقاوم
7. الترانزستور NPN
8. مقاطع التمساح
9. سوار ساعة فيلكرو
10. بطارية
11. الأسلاك
12. زر (اختياري)

يمكن العثور على العديد من هذه المواد باستخدام هذا الرابط:

أدوات

1. طقم / مواد لحام
2. إبرة وخيط
3. برنامج اردوينو
4. قواطع الأسلاك
5. لاصق إذا لزم الأمر
6. مقص

الخطوة 3: الإعداد والخلفية

من أجل التمكن من استخدام هذه المواد ، من المفيد معرفة وفهم ما يفعله بعضها.

الفلورا هي المنصة الإلكترونية التي يمكن ارتداؤها من Adafruit. هذا جهاز سهل الاستخدام للمبتدئين وصغير الحجم مزود بمصدر طاقة سهل الاستخدام. توضح الصورة أعلاه مكان وجود كل شيء في فلورا.

لمزيد من المعلومات حول Flora ، تحقق من هذا الموقع: https://learn.adafruit.com/getting-started-with-f …

NeoPixels هي أيضًا علامة تجارية لشركة Adafruit لوحدات البكسل والشرائط الملونة RGB القابلة للتوجيه بشكل فردي. شيء آخر مهم يجب ملاحظته هو أنها لا تضيء من تلقاء نفسها فحسب ، بل تتطلب وحدة تحكم صغيرة مثل Arduino والترميز. يتطلب الأمر بعض التدريب على البرمجة حتى تقوم NeoPixels بما تريدها أن تفعله ، لذلك كان علينا أن ننظر في هذا من أجل مشروعنا. كانت البرمجة مهمة للغاية لهذا المشروع ، وستساعد الخبرة في هذا المجال.

لمزيد من المعلومات حول Neopixel ، يمكنك التحقق من هذا الموقع: https://learn.adafruit.com/adafruit-neopixel-uber …

يستخدم أيضًا مستشعر النبض من Adafruit لقياس نبضك. نقوم بعد ذلك بتنفيذ التعليمات البرمجية من أجل حساب النبضات في الدقيقة (BPM) لهذا المشروع.

لمزيد من التعليمات والمعلومات حول مستشعر النبض ، يرجى الاطلاع على هذا الرابط:

هناك مكتبات ستحتاج إلى تنزيلها في برنامج Arduino حتى يتصل الرمز بجهازك باستخدام أوامر معينة. يوضح لك هذا الرابط أدناه كيفية تنزيل المكتبات إلى Arduino.

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

سوف تحتاج المكتبات التالية:

1. مكتبة Adafruit NeoPixel

2. ملعب PulseSensor

3. مكتبة Adafruit Flora Pixel

انقر فوق "استنساخ أو تنزيل" واتبع الإرشادات أعلاه في الرابط لتضمينها في التعليمات البرمجية الخاصة بك.

شكر وتقدير

شكر خاص لـ Adafruit التي زودتنا ببعض الكود المستخدم لمنتجنا النهائي!

الخطوة 4: معلومات السلامة

من المهم حقًا أن تضع في اعتبارك دائمًا سلامتك وسلامة الأشخاص من حولك عند العمل في مشاريع مختلفة. أولاً ، من المهم دائمًا فصل USB عن الكمبيوتر عند تحريك الأسلاك وتوصيلها بـ Flora ، وذلك حتى لا تصدم نفسك.

1. يجب إبقاء السوائل بعيدًا عن هذا الجهاز في حالة حدوث انسكاب قد يؤدي إلى إتلاف الدائرة

2. تجنب تدفق التيار عبر جسمك عن طريق لمس الأسلاك والدوائر المعدنية الأخرى فقط أثناء انقطاع التيار الكهربائي

تحذير أن هذا ليس جهازًا طبيًا ، فهو ينبهك بدقة إذا تجاوز معدل ضربات قلبك الحد الأقصى لمعدل ضربات القلب ، فلا ينبغي مقارنته بجهاز مراقبة معدل ضربات القلب في العالم الطبي. إذا شعرت بالإرهاق / الإرهاق ولم تنبهك الساعة إلى أنك تجاوزت الحد الأقصى لمعدل ضربات القلب ، فلا يزال يتعين عليك إيقاف ما تفعله لأن الساعة قد لا تكون دقيقة دائمًا.

الخطوة 5: تلميحات ونصائح

فيما يلي بعض التلميحات والنصائح إذا واجهتك مشكلة على طول الطريق:

نصائح استكشاف الأخطاء وإصلاحها:

• يمكن أن تعرض NeoPixels مجموعة متنوعة من أنماط الإضاءة المختلفة ، للتأكد من أنها تعمل ، استخدم نموذج الكود المقدم من مكتبة NeoPixel
• يمكنك استخدام مقياس متعدد لقياس الاستمرارية بين التوصيلات بعد اللحام لضمان إجراء هذه التوصيلات بشكل صحيح
• تأكد من تثبيت مستشعر النبض بإحكام لمشاهدة الكفة للتأكد من أن القطع الأثرية المتحركة لا تؤثر على قراءة معدل ضربات القلب
• في مرحلة إنشاء النماذج الأولية ، إذا لم تحصل على وصلات جيدة ، فتأكد من توصيل مقاطع التمساح بشكل صحيح

• إذا كان الرمز لا يعمل بشكل صحيح ، فقم بنسخ ولصق أجزاء من التعليمات البرمجية في نافذة منفصلة

  1. قم بتحميل الكود بعد نسخ كل جزء ولصقه
  2. سيوضح لك هذا المكان الذي تعمل فيه التعليمات البرمجية الخاصة بك ولا تعمل

أفكار:

• يمكن توصيل المحرك الاهتزازي باستخدام الصمام الثنائي والمقاوم والترانزستور بدلاً من جهاز التحكم في المحرك الهيكتيك. وجدنا أن هذه الطريقة هي الخيار الأرخص.
• لتوفير الوقت والإحباط ، تأكد من استخدام مقاطع التمساح للنماذج الأولية. لا تريد لحام النموذج الأولي ثم اكتشاف أن الاتصال لا يعمل.

الخطوة 6: التجميع 1- توصيل حلقة NeoPixel بـ Flora

للبدء ، خذ حلقة NeoPixel وأرفقها باستخدام 3 أسلاك ومقاطع تمساح. ستستخدم مقاطع التمساح لبناء النموذج الأولي وينتهي بك الأمر إلى لحام الأجزاء معًا بمجرد رضاك عن المنتج.

1. قم بتوصيل سلك واحد من "IN" في حلقة Neopixel إلى "# 6"
2. قم بتوصيل سلك واحد من "PWR" على حلقة NeoPixel إلى "VBATT" على النباتات
3. قم بتوصيل سلك واحد من "GND" في حلقة NeoPixel إلى "GND" على النباتات

الخطوة 7: التجميع 2- توصيل زر فلورا

هذه الخطوة اختيارية … إذا كنت تريد زرًا ، يمكنك إضافة زر ، انتهى بنا الأمر باستخدام مفتاح التشغيل / الإيقاف الموجود في Flora لهذه الخطوة ، وبالتالي لم يتم تضمينه في الكود.

في هذه الخطوة ، ما عليك القيام به هو …

1. قم بتوصيل سلك من أي من الأرجل الأربعة للزر بـ "# 12" على النباتات
2. قم بتوصيل سلك من أي من الأرجل الثلاثة المتبقية للزر بـ "GND" على النباتات

الخطوة 8: التجميع 3- محرك اهتزاز الأسلاك إلى Flora

من أجل توصيل المحرك الاهتزازي بالنباتات ، استخدمنا الصمام الثنائي والترانزستور والمقاوم. تريد أولا …

1. استخدم مشابك التمساح لربط السلك الأحمر للمحرك الاهتزازي بنهاية الصمام الثنائي الأقرب للشريط الموجود عليه
2. قم بتوصيل السلك الأزرق للمحرك الاهتزازي بالطرف الآخر من الصمام الثنائي

الخطوة 9: التجميع 4- محرك اهتزاز الأسلاك إلى Flora (تابع)

الآن قم بتوصيل الصمام الثنائي بطرف واحد من الصمام الثنائي (يأتي من السلك الأحمر للمحرك الاهتزازي) بـ "3.3 فولت" على فلورا.

الخطوة 10: التجميع 5- محرك اهتزاز الأسلاك إلى Flora (تابع)

خذ الجانب الآخر من الصمام الثنائي وأمسك الترانزستور الخاص بك ، وقم بتوصيله بمجمع الترانزستور (الدبوس الأيمن من الترانزستور).

الخطوة 11: التجميع 6- محرك اهتزاز الأسلاك إلى Flora (تابع)

حدد موقع باعث الترانزستور (الدبوس الأيسر للترانزستور) على الأرض.

الخطوة 12: التجميع 7- محرك اهتزاز الأسلاك إلى Flora (تابع)

تتمثل الخطوة الأخيرة في توصيل المحرك الاهتزازي بـ Flora في تحديد موقع قاعدة الترانزستور (الدبوس المركزي للترانزستور) وتوصيله بمقاوم ثم المقاوم بـ "GND" على Flora.

الخطوة 13: التجميع 8- مستشعر نبضات الأسلاك إلى Flora

هناك ثلاثة توصيلات سلكية تحتاج إلى إجرائها في هذه الخطوة.

1. قم بتوصيل السلك الأرجواني لمستشعر النبض بـ "# 10" في فلورا
2. قم بتوصيل السلك الأحمر لمستشعر النبض بـ "3.3V" في فلورا
3. قم بتوصيل السلك الأسود لجهاز استشعار النبض بـ "GND" في فلورا

الخطوة 14: التجميع 9- توصيل البطارية بـ Flora

حدد موقع أسلاك البطارية ذات الوصلة البيضاء في النهاية ، وقم بتوصيل هذا الجزء بمكون البطارية الموجود في Flora.

الخطوة 15: التجميع 10- مخطط الدائرة الكاملة

الآن اكتملت الدائرة مع كل مقاطع التمساح. قد يبدو الأمر وكأنه فوضى ولكن تم إجراء جميع الاتصالات الآن! الآن يمكن لحام الوصلات الفردية معًا لجعل الساعة أكثر إحكاما.

الخطوة 16: أخيرًا … الكود

بمجرد اكتمال الدائرة ، سيحتاج التجميع إلى رمز يجعله يفعل ما نريده أن يفعله. يجمع كود جيثب بيانات معدل ضربات القلب من مستشعر نبضات Adafruit ويصنفها إلى 5 مناطق لمعدل ضربات القلب. عندما يقع معدل ضربات القلب للفرد في مناطق محددة ، فسوف يتسبب ذلك في إضاءة حلقة Neopixel وفقًا للمنطقة التي يتواجد فيها. عندما يقترب معدل ضربات القلب للفرد من الحد الأقصى لمعدل ضربات القلب ، فإن Neopixel سوف يمسح اللون باللون الأحمر وسوف يقوم المحرك الاهتزازي أن تكون مفعلة للإشارة إلى أن الموارد البشرية في منطقة خطرة وأن الأفراد يحتاجون إلى الإبطاء.

الخطوة 17: شاهد التجميع

بعد لحام الأجزاء معًا كما هو موضح في مخطط الدائرة ، حان الوقت لتجميع الساعة!

يتم وضع حلقة NeoPixel أعلى Flora ويمكن ربطها بالغراء أو خياطتها بإحكام باستخدام الفتحة المفتوحة في NeoPixel والتي لم يتم لحامها. اجعل الكود الخاص بك يعمل في هذه المرحلة لترى أين يضيء أول neoPixel من أجل وضعه الساعة في الاتجاه الذي يناسبك. تأكد من عدم تغطية مفتاح التشغيل / الإيقاف عند القيام بهذه الخطوة ، كما يتم خياطة Flora على الكفة من خلال الفتحات المتبقية في الخارج.

يمكن وضع البطارية تحت حلقة Flora / NeoPixel جنبًا إلى جنب مع الهزاز (والمرفقات).

يتم بعد ذلك خياطة مستشعر النبض بإحكام على جزء الساعة الذي سيتم تثبيته بالجانب السفلي من معصمك. تأكد من أن الجانب الأيمن لديك متجهًا لأعلى عند القيام بذلك.

لا تتردد في التجميع بشكل مختلف وفقًا للمواد المتاحة لك!

الخطوة 18: المنتج النهائي

هذه هي الطريقة التي يجب أن يبدو عليها المنتج النهائي. وظيفية ومصمم!

الخطوة 19: أفكار أخرى

إحدى الطرق للتوسع في هذه الفكرة هي إضافة الزر الذي تم عرضه على أنه اختياري سابقًا في instrucable.

هناك طريقة أخرى وهي إضافة رمز منفصل يمكن استخدامه عندما لا تتمرن. يمكن أن تكون هذه ساعة في الوقت الفعلي ، حيث يعرض أحد البكسل عقرب الساعات والآخر يُظهر عقرب الدقائق. لمزيد من المعلومات حول هذا ، تحقق من هذا الرابط لميزة Real Time Clock.