Montre de surveillance de zone de fréquence cardiaque d'entraînement : 19 étapes (avec photos)

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

L'université est une période mouvementée et chaotique dans la vie, c'est pourquoi il est très important de garder votre niveau de stress bas. Une façon dont nous aimons le faire est de faire de l'exercice, cela aide à garder l'esprit clair et le corps se sentant en bonne santé. C'est pourquoi nous avons créé un biocapteur portable qui utilise la fréquence cardiaque humaine pendant un entraînement intense pour fournir des informations aux utilisateurs concernant la zone de fréquence cardiaque dans laquelle ils se trouvent.

C'est un moyen d'aider les utilisateurs à s'assurer qu'ils n'exercent pas ou ne poussent pas leur corps trop fort au-delà de la fréquence cardiaque maximale à un point dangereux. Ce capteur aidera également les utilisateurs qui essaient de perdre du poids ou d'augmenter leur endurance en s'assurant qu'ils maintiennent leur fréquence cardiaque dans des zones spécifiques.

Étape 1: Zones de fréquence cardiaque

Cette image ci-dessus montre les différentes zones de fréquence cardiaque. Chaque fois que l'utilisateur entre dans une nouvelle zone, la montre s'allume de plus en plus afin d'alerter l'utilisateur de la zone dans laquelle il se trouve actuellement. Si l'utilisateur dépasse sa fréquence cardiaque maximale, la montre devient rouge et vibre. La fréquence cardiaque maximale est calculée en utilisant l'âge des individus et en la soustrayant de 220.

Étape 2: Matériel dont vous aurez besoin

Voici une liste des matériaux et outils dont vous aurez besoin pour ce projet:

Matériaux

1. Flore par Adafruit
2. Capteur de pouls
3. Mini disque moteur vibrant
4. Anneau NeoPixel - 12 LED RGBW - Blanc Froid
5. Diode
6. résistance de 220 ohms
7. Transistor NPN
8. Pinces crocodiles
9. Bracelet montre velcro
10. Batterie
11. Fils
12. Bouton (facultatif)

Beaucoup de ces matériaux peuvent être trouvés en utilisant ce lien:

Outils

1. Kit de soudure/matériaux
2. Aiguille et fil
3. Logiciel Arduino
4. Pince à dénuder
5. Adhésif si besoin
6. Ciseaux

Étape 3: Préparation et contexte

Afin de pouvoir utiliser ces matériaux, il est utile de connaître et de comprendre ce que font certains d'entre eux.

A flora est la plate-forme électronique portable d'Adafruit. Il s'agit d'un appareil très convivial pour les débutants, petit et doté d'une alimentation facile à utiliser. L'image ci-dessus montre où tout se trouve sur la Flore.

Pour plus d'informations sur Flora's, consultez ce site Web:

NeoPixels est également la marque d'Adafruit pour les pixels et les bandes de couleur RVB adressables individuellement. Une autre chose importante à noter est qu'ils ne s'allument pas tout seuls, ils nécessitent un microcontrôleur tel qu'un Arduino et un codage. Il faut une certaine pratique de programmation pour que les NeoPixels fassent ce que vous voulez qu'ils fassent, nous avons donc dû examiner cela pour notre projet. La programmation était extrêmement importante pour ce projet, et l'expérience dans ce domaine sera utile.

Pour plus d'informations sur Neopixel, vous pouvez consulter ce site Web:

Un capteur de pouls d'Adafruit est également utilisé pour prendre votre pouls. Nous implémentons ensuite le code afin qu'il calcule les battements par minute (BPM) pour ce projet.

Pour plus d'instructions et d'informations sur le capteur de pouls, veuillez consulter ce lien:

Il existe des bibliothèques que vous devrez télécharger dans le logiciel Arduino pour que le code communique avec votre appareil à l'aide de certaines commandes. Ce lien ci-dessous vous montre comment télécharger des bibliothèques dans Arduino.

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

Les bibliothèques suivantes sont celles dont vous aurez besoin:

1. Bibliothèque Adafruit NeoPixel

2. Aire de jeu PulseSensor

3. Bibliothèque de pixels Adafruit Flora

Cliquez sur "cloner ou télécharger" et suivez les instructions ci-dessus dans le lien pour les inclure dans votre code.

Remerciements

Un merci spécial à Adafruit qui nous a fourni une partie du code utilisé pour notre produit final !

Étape 4: Informations de sécurité

Il est vraiment important de toujours garder à l'esprit votre sécurité et celle des personnes qui vous entourent lorsque vous travaillez sur différents projets. Tout d'abord, il est important de toujours avoir l'USB débranché de l'ordinateur lorsque vous vous déplacez et des fils attachés au Flora, ceci afin de ne pas vous choquer.

1. Les liquides doivent être tenus à l'écart de cet appareil en cas de déversement qui pourrait endommager le circuit

2. Évitez le flux de courant dans votre corps en ne touchant que les fils et autres circuits métalliques lorsque l'alimentation est coupée

Attention ce n'est pas un appareil médical, il vous alerte strictement si votre fréquence cardiaque a dépassé la fréquence cardiaque max, il ne doit pas être comparé à un moniteur de fréquence cardiaque dans le monde médical. Si vous vous sentez épuisé/fatigué et que la montre ne vous a pas averti que vous êtes au-dessus de la fréquence cardiaque maximale, vous devez quand même arrêter ce que vous faites car la montre peut ne pas toujours être précise.

Étape 5: Trucs et astuces

Voici quelques conseils et astuces si vous êtes bloqué en cours de route:

Des conseils de dépannage:

• NeoPixels peut afficher une variété de différents modèles de lumières, afin de vous assurer que cela fonctionne, utilisez l'exemple de code fourni par la bibliothèque NeoPixel
• Vous pouvez utiliser un multimètre pour mesurer la continuité entre les connexions après la soudure pour vous assurer que ces connexions sont correctement effectuées
• Assurez-vous que le capteur de pouls est solidement fixé au brassard de la montre pour vous assurer que l'artefact de mouvement n'affecte pas la lecture de la fréquence cardiaque
• Au stade du prototypage, si vous n'obtenez pas de bonnes connexions, assurez-vous que les pinces crocodiles sont correctement fixées

• Si le code ne fonctionne pas correctement, copiez et collez des parties de votre code dans une fenêtre séparée

  1. Télécharger le code après chaque partie est copiée et collée
  2. Cela vous montrera où votre code fonctionne et ne fonctionne pas

Connaissances:

• Le moteur vibrant peut être connecté à l'aide d'une diode, d'une résistance et d'un transistor au lieu d'un contrôleur de moteur Hectic. Nous avons trouvé que cette méthode était l'option la moins chère.
• Pour gagner du temps et éviter les frustrations, assurez-vous d'utiliser des pinces crocodiles pour le prototypage. Vous ne voulez pas souder le prototype, puis découvrir qu'une connexion ne fonctionne pas.

Étape 6: Assemblage 1- Câblage de l'anneau NeoPixel à Flora

Pour commencer, prenez la bague NeoPixel et fixez-la à l'aide de 3 fils et de pinces crocodiles. Vous utiliserez des pinces crocodiles pour construire le prototype et finirez par souder les pièces ensemble une fois que vous serez satisfait du produit.

1. Attachez un fil qui va de "IN" sur l'anneau Neopixel à "#6"
2. Attachez un fil de "PWR" sur l'anneau NeoPixel à "VBATT" sur la flore
3. Attachez un fil de "GND" sur NeoPixel Ring à "GND" sur la flore

Étape 7: Assemblage 2- Câblage du bouton à Flora

CETTE ÉTAPE EST FACULTATIVE… si vous voulez un bouton, vous pouvez en ajouter un, nous avons fini par utiliser l'interrupteur marche/arrêt situé sur Flora pour cette étape, il n'est donc pas inclus dans le code.

Dans cette étape, ce que vous devez faire est de…

1. Connectez un fil de l'une des 4 pattes du bouton au "#12" sur la flore
2. Connectez un fil de l'une des 3 pattes restantes du bouton à "GND" sur la flore

Étape 8: Assemblage 3- Câblage du moteur vibrant à Flora

Afin de connecter le moteur vibrant à la flore, nous avons utilisé une diode, un transistor et une résistance. Vous voulez d'abord…

1. Utilisez des pinces crocodiles pour attacher le fil rouge du moteur vibrant à l'extrémité de la diode la plus proche de la bande dessus
2. Attachez le fil bleu du moteur vibrant à l'autre extrémité de la diode

Étape 9: Assemblage 4- Câblage du moteur vibrant à Flora (suite)

Fixez maintenant la diode à une extrémité de la diode (provient du fil rouge du moteur vibrant) à "3.3V" sur le Flora.

Étape 10: Assemblage 5- Câblage du moteur vibrant à Flora (suite)

Prenez l'autre côté de la diode et en saisissant votre transistor, connectez-le au collecteur du transistor (broche droite du transistor).

Étape 11: Assemblage 6- Câblage du moteur vibrant à Flora (suite)

Placez l'émetteur du transistor (broche gauche du transistor) à la masse.

Étape 12: Assemblage 7- Câblage du moteur vibrant à Flora (suite)

La dernière étape de la connexion du moteur vibrant à la Flora consiste à localiser la base du transistor (broche centrale du transistor) et à la connecter à une résistance, puis la résistance à "GND" sur la Flora.

Étape 13: Assemblage 8- Câblage du capteur de pouls à Flora

Il y a trois connexions de fils que vous devez faire dans cette étape.

1. Connectez le fil violet du capteur de pouls au "#10" sur le Flora
2. Connectez le fil rouge du capteur de pouls à "3.3V" sur le Flora
3. Connectez le fil noir du capteur de pouls à "GND" sur le Flora

Étape 14: Assemblage 9- Fixation de la batterie à Flora

Localisez les fils de la batterie avec la connexion blanche à l'extrémité, branchez cette partie dans le composant de batterie situé sur la Flora.

Étape 15: Assemblage 10- Schéma de circuit complet

Le circuit avec toutes les pinces crocodiles est maintenant terminé. Cela peut ressembler à un gâchis mais toutes les connexions sont maintenant faites ! Désormais, les connexions individuelles peuvent être soudées ensemble pour rendre la montre plus compacte.

Étape 16: Enfin… le Code

Une fois le circuit terminé, l'assemblage aura besoin d'un code qui lui fera faire ce que nous voulons qu'il fasse. Le code github collecte les données de fréquence cardiaque du capteur de pouls Adafruit et les classe en 5 zones de fréquence cardiaque. Lorsque la FC de l'individu tombe dans des zones spécifiques, l'anneau Neopixel s'allumera en fonction de la zone dans laquelle il se trouve. Lorsque la FC de l'individu est proche de la FC maximale, le Neopixel colorera le chiffon en rouge et le moteur vibrant être activé indiquant que la FC se trouve dans une zone dangereuse et que l'individu doit ralentir.

Étape 17: Assemblage de la montre

Après avoir soudé les pièces ensemble comme indiqué sur le schéma de circuit, il est temps d'assembler la montre !

L'anneau NeoPixel est placé sur le dessus du Flora et peut être fixé avec de la colle ou cousu en toute sécurité en utilisant le trou ouvert du NeoPixel qui n'a pas été soudé. Faites exécuter votre code à ce stade pour voir où le premier neoPixel s'allume afin de mettre la montre dans une orientation qui vous convient. Assurez-vous de NE PAS couvrir l'interrupteur marche/arrêt lors de cette étape. La flore est également cousue sur le brassard à travers les trous restants à l'extérieur.

La batterie peut être rangée sous l'anneau Flora/NeoPixel avec le vibrateur (et les accessoires).

Le capteur de pouls est ensuite cousu solidement sur la partie de la montre qui sera fixée sous votre poignet. Assurez-vous d'avoir le côté droit vers le haut lorsque vous faites cela.

N'hésitez pas à assembler différemment selon les matériaux qui sont à votre disposition !

Étape 18: Produit final

Voici à quoi devrait ressembler le produit final. Fonctionnel et styliste !

Étape 19: Autres idées

Une façon d'aller plus loin dans cette idée consiste à ajouter le bouton qui a été affiché comme facultatif précédemment dans l'instructable.

Une autre façon est d'ajouter un code séparé qui peut être utilisé lorsque vous ne vous entraînez pas. Cela pourrait être une horloge en temps réel, où un pixel montre l'aiguille des heures et l'autre l'aiguille des minutes. Pour plus d'informations à ce sujet, consultez ce lien pour la fonction d'horloge en temps réel.