Capteur de respiration bricolage avec Arduino (capteur d'étirement tricoté conducteur): 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Ce capteur DIY prendra la forme d'un capteur d'étirement tricoté conducteur. Il s'enroulera autour de votre poitrine/estomac, et lorsque votre poitrine/estomac se dilate et se contracte, le capteur, et par conséquent les données d'entrée qui sont transmises à l'Arduino. Gardez donc à l'esprit que ce n'est pas un moyen totalement précis de suivre chaque respiration, et parfois les mouvements du corps peuvent influencer le capteur car tout dépend de la façon dont il s'étire. De plus, en termes de stabilité, j'ai trouvé que la plage de nombres peut sauter un peu si le capteur ne reste pas une étanchéité constante autour du corps, mais si vous êtes juste debout et respirez, il est assez précis/sensible à ramasser la légère expansion de la poitrine pour chaque respiration.

J'ai trouvé pas mal de capteurs de respiration DIY lors de mes recherches sur Internet, mais ils ne disposent pas de toutes les informations spécifiques nécessaires pour en créer un et le connecter vous-même à l'Arduino. Voici quelques-unes de ces sources que j'ai rassemblées pour vous raconter l'histoire complète dans ce tutoriel:

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

Veuillez noter: je ne suis qu'un novice en électricité/circuits/arduino/codage, donc je suis ouvert à toutes suggestions ou corrections si vous en trouvez !

Étape 1: Matériaux et outils

Matériaux/Outils:

• Une bobine de fil conducteur (j'ai acheté ce type chez Sparkfun: https://www.sparkfun.com/products/12806) (MISE À JOUR: On dirait qu'ils l'ont retiré, donc cela devrait fonctionner chez Adafruit:
• Une bobine de fil élastique, j'ai utilisé la marque HiKoo CoBaSi (j'ai trouvé que le fil avec un peu d'étirement est meilleur car ce capteur repose sur la capacité de se dilater et de se contracter. Si vous utilisez du fil rigide, le capteur ne se dilatera pas et ne se contractera pas aussi bien)
• Velcro (environ 6 pouces… peut être plusieurs pièces plus petites, il est utilisé pour fixer le capteur autour de vous) OU UN CLIP DE RELIURE ! (J'ai en fait trouvé qu'un clip de reliure fonctionne plus facilement pour obtenir un ajustement serré)
• Fil à coudre normal (~1 yard)
• Aiguilles à tricoter (j'ai utilisé la taille: 5)
• Aiguille à coudre
• Kit de résistances (x1) (Une gamme de résistances différentes est nécessaire, celle dont vous avez besoin dépend de la longueur de votre bande et de l'étanchéité des points. Je ne pense pas que vous en aurez besoin d'une plus petite que 10k cependant. Changer le les niveaux de résistance modifient les numéros de sortie trouvés dans le moniteur série)
• Pinces crocodiles (x2)
• Câbles de démarrage (x7)
• Arduino Uno
• Ordinateur (PC ou MAC)
• Câble USB A vers B
• Voltmètre
• Planche à pain

Étape 2: Tricoter

Commencez par tricoter une bande de 2 de large combinant à la fois le fil conducteur et le fil élastique.

Tricoter avec le fil conducteur et élastique comme s'il s'agissait d'un seul morceau de fil !

Vous pouvez utiliser un point standard. Mon groupe avait 10 points de suture et environ 30 pouces de long.

Si vous ne savez pas tricoter, Youtube est votre ami.:) **Astuce: Trouvez des vidéos spécifiques à votre main dominante. Celui-ci m'a aidé:

Étape 3: Cousez du velcro sur votre bande tricotée (EN OPTION)

À une extrémité de votre bande tricotée, cousez quelques pouces de velcro (je recommande d'utiliser la moitié de velcro dur/pokey).

** OPTIONNEL: Si vous n'avez pas de velcro, sautez cette étape et utilisez simplement un CLIP DE RELIURE pour maintenir la bande en place autour de vous. J'ai trouvé qu'un clip de reliure peut en fait mieux fonctionner pour obtenir un ajustement serré !

Étape 4: Cousez plus de Velcro (FACULTATIF)

Retournez votre bande et cousez l'autre velcro assorti (la moitié douce, si vous avez utilisé la moitié dure de l'autre côté) sur l'autre extrémité de votre bande tricotée. Vous voudrez que la longueur de ce velcro soit un peu plus longue, env. 7 pouces.

*** Avant de coudre, assurez-vous que lorsque vous enroulez la bande autour de vous, les moitiés de velcro correspondent !

** OPTIONNEL: Si vous n'avez pas de velcro, sautez cette étape et utilisez simplement un CLIP DE RELIURE pour maintenir la bande en place autour de vous. J'ai trouvé qu'un clip de reliure peut en fait mieux fonctionner pour obtenir un ajustement serré !

Étape 5: Construire le circuit

Utilisez les photos de cette étape pour connecter votre Arduino au capteur.

Attachez 2 pinces crocodiles à la bande tricotée, une à chaque extrémité. La quantité d'étirement ne sera mesurée qu'entre ces 2 points. ** Assurez-vous de bien clipser la bande et choisissez un endroit où une grande partie du fil conducteur est exposée, il est essentiel que le fil conducteur et le clip métallique entrent en contact (j'ai essayé de vérifier cette connexion avec le voltmètre, mais j'ai trouvé que même si cela fonctionne, cela ne montre pas nécessairement qu'il est sur le voltmètre, je recommande de câbler l'ensemble du circuit, puis de voir à quoi ressemblent les numéros sur votre moniteur série pour voir si cela fonctionne) **

Utilisez ce didacticiel d'entrée analogique fourni par Arduino pour vous aider à câbler votre circuit. (Il suffit de remplacer la résistance photosensible par la bande tricotée + pinces crocodiles, et c'est le schéma/schéma exact dont vous avez besoin).

Étape 6: Téléchargez le code Arduino sur l'Arduino

Si vous n'avez jamais utilisé Arduino auparavant, veuillez vous référer à cette page "démarrage" et télécharger le logiciel Arduino (c'est gratuit !).

Une fois que vous avez téléchargé le logiciel sur votre ordinateur, ouvrez le programme et suivez ces étapes:

1. Ouvrez le croquis "AnalogReadSerial". (Fichier>Exemples>Basiques>ReadAnalogSerial).
2. Connectez l'Arduino Uno (et le circuit connecté) à votre ordinateur via le câble USB A vers B.
3. Cliquez sur l'icône "Télécharger" (ressemble à une flèche) dans la boîte de croquis (assurez-vous que la bonne carte (Arduino Uno) et le port série sont sélectionnés sous "Outils").
4. Gardez l'Arduino connecté à l'ordinateur, puis cliquez sur l'icône "Serial Monitor" (ressemble à une loupe)
5. Cela devrait ouvrir une boîte appelée le moniteur série, et vous devriez voir un flux de chiffres. Étirez le capteur et regardez les chiffres changer !

CONSEILS DE DÉPANNAGE SI VOUS NE VOYEZ PAS UN FLUX DE CHIFFRES:

• Si vous ne voyez aucun nombre ou voyez une série de caractères étranges, assurez-vous que le débit en bauds est défini sur 9600 dans le menu déroulant du moniteur série
• Assurez-vous que toutes vos connexions sont sécurisées
• Essayez un autre niveau de résistance
• Essayez de couper les pinces crocodiles sur une section plus petite de votre bande tricotée. Si le fil conducteur est cassé à un moment donné entre les pinces crocodiles, cela ne fonctionnera pas.

Étape 7: Testez-le

Enroulez-le autour de vous et surveillez les chiffres pendant que vous respirez ! Vous devrez peut-être essayer différentes résistances pour obtenir la bonne plage de nombres qui fonctionnent pour votre projet spécifique.

Expérimentez en plaçant la bande autour de différentes zones de votre poitrine/estomac. Vous aurez probablement besoin de fils plus longs que les pinces crocodile une fois qu'il sera autour de vous. Je pense que cela fonctionne mieux sous vos vêtements ou sur des vêtements non amples.

Maintenant, vous pouvez prendre ce code et ce capteur et le modifier comme vous le souhaitez, et l'appliquer de différentes manières !

Exemple d'idée: faites en sorte qu'une LED change de luminosité à chaque respiration.