Capteur de pouls portable : 10 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Description du projet

Ce projet consiste à concevoir et créer un wearable qui prendra en considération la santé de l'utilisateur qui le portera.

Son objectif est d'agir comme un exosquelette dont la fonction est de détendre et de calmer l'utilisateur pendant une période d'anxiété ou de situations de stress en émettant des vibrations dans les points de pression que nous avons sur le corps.

Le moteur de vibration va être allumé pendant que le capteur de pouls photopléthysmographique reçoit, pendant un certain temps, une plage élevée de pulsations dures accélérées. Lorsque le pouls diminue, signifiant que l'utilisateur s'est calmé, les vibrations s'arrêtent.

Une petite réflexion en guise de conclusion

Grâce à ce projet, nous avons pu appliquer une partie des connaissances acquises dans les exercices de classe, dans lesquels nous travaillons sur plusieurs circuits électriques en utilisant différents capteurs et moteurs dans un cas réel: un portable qui détend l'utilisateur pendant une période d'anxiété ou situations stressées.

Avec ce projet, non seulement nous avons développé la partie créative en concevant le patron et en le cousant, mais aussi la branche ingénierie, et nous les avons tous mélangés sur un même projet.

Nous mettons également en pratique les connaissances électriques lors de la création du circuit électrique sur la protoboard et de son transfert vers le LilyPad Arduino en soudant les composants.

Fournitures

Capteur de pouls photopléthysmographique (entrée analogique)

Le capteur de pouls est un capteur de fréquence cardiaque plug-and-play pour Arduino. Le capteur a deux côtés, d'un côté la LED est placée avec un capteur de lumière ambiante et de l'autre côté il y a des circuits. C'est le responsable du travail d'amplification et de suppression du bruit. La LED sur la face avant du capteur est placée sur une veine de notre corps humain.

Cette LED émet de la lumière qui tombe directement sur la veine. Les veines ont un flux sanguin à l'intérieur uniquement lorsque le cœur pompe, donc si nous surveillons le flux sanguin, nous pouvons également surveiller les battements cardiaques. Si le flux sanguin est détecté, le capteur de lumière ambiante captera plus de lumière car elle sera réfléchie par le sang, ce changement mineur de la lumière reçue est analysé au fil du temps pour déterminer nos battements cardiaques.

Il a trois fils: le premier est connecté à la terre du système, le second + 5V de tension d'alimentation et le troisième est le signal de sortie pulsé.

Dans le projet, un capteur de pouls est utilisé. Il est placé sous le poignet afin qu'il puisse détecter les fortes pulsations.

Moteur de vibration (Sortie analogique)

Ce composant est un moteur à courant continu qui vibre lors de la réception d'un signal. Quand il ne le reçoit plus, il s'arrête.

Dans le projet, trois moteurs de vibration sont utilisés pour calmer l'utilisateur grâce à trois points de détente différents situés sur le poignet et la main.

Arduino Uno

Arduino Uno est un microcontrôleur open source et une carte développée par Arduino.cc. La carte est équipée d'ensembles de broches d'entrée/sortie (E/S) numériques et analogiques. Il dispose également de 14 broches numériques, 6 broches analogiques et est programmable avec l'IDE Arduino (environnement de développement intégré) via un câble USB de type B.

Fil électrique

Les fils électriques sont des conducteurs qui transmettent l'électricité d'un endroit à un autre.

Dans le projet, nous les avons utilisés pour connecter le circuit électrique soudé sur la plaque en bakélite aux broches Arduino.

Autres matériaux:

- Bracelet

- Fil noir

- Teinture noire

- En tissu

Outils:

- Soudeur

- Ciseaux

- Aiguilles

- Mannequin à main en carton

Étape 1:

Tout d'abord, nous avons fait le circuit électrique à l'aide d'un protoboard afin de pouvoir définir comment nous voulions que le circuit soit et quels composants nous voulions utiliser.

Étape 2:

Ensuite, nous avons fait le circuit final que nous allions mettre à l'intérieur du mannequin en soudant les composants à l'aide d'une soudure à l'étain. Le circuit devrait ressembler à la photographie ci-dessus.

Chaque câble doit être connecté au port correspondant de l'Arduino Uno et il est recommandé de couvrir la partie électrique du câblage pour éviter les courts-circuits à l'aide de ruban isolant.

Étape 3:

Nous avons programmé le code à l'aide du logiciel Arduino et l'avons chargé sur l'Arduino à l'aide d'un câble USB.

//tampon pour filtrer les basses fréquences#define BSIZE 50 float buf[BSIZE]; int bPos = 0;

//algorithme de battement de coeur

#define THRESHOLD 4 //seuil de détection unsigned long t; //dernière pulsation détectée float lastData; int lastBpm;

void setup() {

// initialise la communication série à 9600 bits par seconde: Serial.begin(9600); pinMode (6, SORTIE); //déclare le vibrateur 1 pinMode(11, OUTPUT);//déclare le vibrateur 2 pinMode(9, OUTPUT);//déclare le vibrateur 3 }

boucle vide() {

// lit et traite l'entrée du capteur sur la broche analogique 0: float traitéDonnées = processData(analogRead(A0));

//Série.println(données traitées); //décommentez ceci pour utiliser le traceur série

if (processedData > THRESHOLD) //au-dessus de cette valeur est considéré comme un battement de cœur

{ if (lastData < THRESHOLD) //la première fois que nous franchissons le seuil, nous calculons le BPM { int bpm = 60000 / (millis() - t); if (abs(bpm - lastBpm) 40 && bpm < 240) { Serial.print("Nouveau battement: "); Serial.print(bpm); //afficher à l'écran les bpms Serial.println(" bpm");

if (bpm >= 95) { //si bpm est supérieur à 95 ou 95…

analogWrite (6, 222); //le vibreur 1 vibre

analogWrite(11, 222); //le vibreur 2 vibre analogWrite(9, 222); //le vibreur 3 vibre } else {//si non (bpm est inférieur à 95)… analogWrite(6, 0);//vibrateur 1 ne vibre pas analogWrite(11, 0);//vibrateur 2 ne vibre pas analogWrite(9, 0);//le vibreur 3 ne vibre pas } } lastBpm = bpm; t = millis(); } } lastData = traitéesDonnées; retard(10); }

float processData(int val)

{ buf[bPos] = (float) val; bPos++; if (bPos >= BSIZE) { bPos = 0; } moyenne flottante = 0; for (int i = 0; i < BSIZE; i++) { moyenne += buf; } return (float)val - moyenne / (float) BSIZE; }

Étape 4:

Au cours du processus de conception, nous avons dû prendre en compte l'emplacement des points de pression dans le corps pour savoir où les moteurs de vibration doivent être placés, et nous en avons sélectionné trois.

Étape 5:

Pour obtenir le portable, nous avons d'abord teint le bracelet de couleur chair avec une teinture noire en suivant les instructions du produit.

Étape 6:

Une fois que nous avons eu le bracelet, nous avons fait quatre trous dans le mannequin de main en carton. Trois d'entre eux ont été faits pour extraire les trois moteurs de vibration que nous avons utilisés dans le circuit électrique et le dernier a été fait pour placer le capteur de pouls sur le poignet du mannequin. En dehors de cela, nous avons également fait une petite découpe sur le bracelet pour rendre ce dernier capteur visible.

Étape 7:

Plus tard, nous avons fait un dernier trou sur la face inférieure de la main en carton afin de connecter et déconnecter le câble USB de l'ordinateur à la carte Arduino pour alimenter le circuit. Nous avons fait un dernier test pour vérifier que tout fonctionnait bien.

Étape 8:

Pour donner à notre produit un design plus personnalisable, nous dessinons et découpons un cercle de couleur grenat dans lequel nous avons ensuite cousu quelques lignes pour représenter les battements électriques du cœur.

Étape 9:

Enfin, comme le bracelet noir recouvrait les moteurs de vibration, nous avons coupé et cousu trois petits cœurs sur le wearable pour connaître leur emplacement.