Collecteur de soupirs : 10 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:11

Soupir v. i. [lutin. & p. p. {Soupir}; p. pr. & vb. n.m. {Soupir}.] 1. Inhaler une plus grande quantité d'air que d'habitude, et l'expulser immédiatement; faire entendre une seule respiration profonde, en particulier à la suite ou à l'expression involontaire de fatigue, d'épuisement, de chagrin, de chagrin ou autres. [1913 Webster]Description:Il s'agit d'instructions pour la construction d'un système de surveillance domestique qui mesure et « collecte » les soupirs. Le résultat est une visualisation physique de la quantité de soupirs, pour un usage personnel dans un environnement domestique. Le projet est en deux parties. La première partie est une unité stationnaire, qui gonfle une grande vessie d'air rouge lors de la réception du signal approprié. La deuxième partie est une unité mobile, portée par l'utilisateur, qui surveille la respiration (via une ceinture thoracique) et communique un signal à l'unité fixe sans fil lorsqu'un soupir est détecté. Hypothèses: 1. Vous avez une compréhension de base des techniques de construction et de fabrication, ainsi que l'accès aux outils et installations appropriés. 2. Vous avez une connaissance pratique de l'informatique physique (lecture de schémas de circuits)3. Vous êtes submergé par l'anxiété de vivre dans un état défaillant et frustré que la plupart de vos objets ménagers ne concernent que la santé physique plutôt que la santé émotionnelle.

Étape 1: Matériel nécessaire

Voici un aperçu des matériaux qui seront nécessaires. Chaque page individuelle contient plus de détails et des liens sur l'endroit où vous pouvez acheter certains de ces matériaux. Matériaux physiques:> 1, 4x8 feuille de contreplaqué. J'ai utilisé un morceau de contreplaqué d'érable de qualité commerciale.> 2, 2x2 pour le cadre structurel> ~ 2 mètres de tissu de sangle en nylon rouge> Du tissu rouge lâche d'un magasin de tissus> Tubes en latex (diamètre intérieur: 1/8 po, extérieur: 1/4")> Vis à bois (5/16, 3", 4")> 1 Pompe à air à batterie rechargeable (Coleman Rechargeable Quick-Pump)> 1 " Clapet anti-retour " unidirectionnel> Un morceau de tuyau d'arrosage> Liquide Latex & Pigment rouge, ou un gros ballon rouge quelconque. Électronique, Divers:> 1, capteur d'étirement 20cm> 1 câble RCA rouge, embases mâle et femelle> 1 potentiomètre 10K avec bouton de grande taille> 1 interrupteur à bascule à 3 voies> 2 microcontrôleurs Arduino (Diecimille ou plus récent)> 2 pinces à batterie 9V avec prises mâles 5mm (centre positif).> 2 modules sans fil xBee> 2 xBee shiels de LadyAda> 1 câble FTDI pour programmer les xBees> 1 LMC662, "rail-to- rail" Puce OpAmp> Composants électroniques divers (voir les schémas de circuit pour plus de détails).

Étape 2: Construire et programmer le circuit. Hack dans la pompe à air

J'aime commencer par faire fonctionner l'électronique en premier, généralement avec un prototype de ce que je veux construire (fabriqué à partir de contreplaqué extérieur bon marché, ou même de carton et de colle chaude). L'électronique est divisée en deux parties. Cette partie est l'extrémité de réception. Il recevra un signal sans fil de l'unité portable et utilisera ce signal pour allumer une pompe à air pendant environ 2 secondes, puis l'éteindre. Entre la pompe et le ballon, se trouve ce qu'on appelle un clapet anti-retour, qui laisse passer l'air dans une direction mais pas l'autre. La pompe à air est une "Quickpump" rechargeable Coleman. Je l'aime à cause de la batterie rechargeable et des embouts de nez de différentes tailles. Ouvrez la pompe et retravaillez l'interrupteur à bascule, de sorte qu'il fasse le pont entre la batterie et une borne du moteur. L'autre borne du moteur se dirigera vers le collecteur du transistor TIP120. Pour ce faire, vous devrez dessouder le fil noir de la deuxième borne du moteur, et également dessouder le fil provenant du chargeur de batterie et allant à l'autre extrémité de l'interrupteur à bascule. Assurez-vous de mettre à la terre la batterie du moteur avec l'alimentation de l'arduino. Construisez le circuit dans le schéma ci-dessous. Il y a aussi un PDF joint pour une résolution plus élevée. Programmez l'arduino avec le code fourni dans le fichier texte. Vous devrez installer cette bibliothèque. Si vous ne savez pas comment travailler avec Arduino, voici quelques références pour que vous puissiez apprendre:> Site Web principal d'Arduino> Freeduino -- Référentiel de connaissances et de liens Arduino> NYU, ITP's in site informatique physique maison avec tutoriels et références.

Étape 3: Construisez l'unité principale du collecteur de soupirs

Par souci de concision, je ne détaillerai pas chaque étape du processus de construction de l'unité principale. Qu'il suffise de dire que cela peut être aussi simple ou complexe que vous le souhaitez; tout, du carton et de la colle chaude aux matériaux fabriqués sur mesure ou plus avancés. J'ai conçu le mien de cette façon, ce qui ne veut pas dire que c'est la seule façon de le faire. Si vous souhaitez suivre ou développer mes instructions, consultez le schéma ci-dessous. Encore une fois, un PDF de résolution supérieure est joint. Sur le schéma, vous trouverez les mesures exactes et les spécifications sur la façon de construire l'unité illustrée ci-dessous. Comme indiqué à l'étape 2, j'ai construit le mien en contreplaqué d'érable de qualité professionnelle. Il a un beau grain et se coupe bien. J'ai laissé la surface brute. Quelques notes de conception: j'ai décidé d'enfoncer toutes les vis de l'intérieur afin que vous ne les voyiez pas de l'extérieur. Il peut être difficile de glisser une perceuse à l'intérieur de l'unité, je recommande donc de la construire en sections. J'ai incliné les bords inférieurs du cadre 2x2, afin qu'ils soient un peu plus élégants lorsqu'ils sont visibles. La pièce supérieure avec les coins en onglet et l'ouverture circulaire est amovible, pour une réparation facile des pièces intérieures. La pompe et l'électronique seront placées à l'intérieur de la boîte, sur une étagère maintenue par deux des 2x2 sur le cadre intérieur (voir schéma). La raison pour laquelle je l'ai construit sur un cadre est que les coins restent carrés. Sinon, le contreplaqué peut avoir tendance à se déformer. De cette façon, également, tout peut être maintenu ensemble par des vis et donc facilement décomposé en morceaux.

Étape 4: Fabriquer la vessie à air

Je voulais une texture plus organique et charnue de ma vessie à air, alors je l'ai moulée en latex liquide. Le latex liquide de toutes sortes peut être acheté dans un magasin d'artisanat, un magasin d'accessoires ou facilement sur Internet. J'ai mélangé le latex avec du pigment rouge pour le colorer, et je l'ai peint, en couches, sur l'extérieur d'un grand ballon. Les nombreuses couches accumulées pour former un gros ballon charnu et souple, avec la texture que j'ai créée avec le pinceau. Un simple ballon, un ballon de plage ou même un sac poubelle pourraient remplacer. Consultez ce site Web pour différents types de ballons de grande taille.

Étape 5: Combinez l'électronique avec l'unité principale. Installer le clapet anti-retour et la pompe

Placez la pompe à air et le circuit à l'intérieur de l'unité principale, sur l'étagère inférieure. Il est maintenant temps d'établir une connexion entre la pompe à air et la vessie/ballon à air, qui reposera sur la surface. Nous voulons seulement que l'air aille dans un sens et non dans l'autre sens, nous utilisons donc ce qu'on appelle un "clapet anti-retour". Le principe de base est qu'une porte à charnière, un diaphragme en caoutchouc ou une boule est déplacé par l'air dans un sens, mais empêche ensuite l'air de revenir. J'ai acheté mon clapet anti-retour sur le site Web de McMaster Carr; Plus précisément, cela s'appelle un clapet anti-retour à battant en PVC. J'utilise celui de 1" de diamètre. Celui-ci m'a plu en raison de sa "pression de fissuration" extrêmement faible ou de la pression nécessaire pour déplacer la barrière. < 0,1 psi !! J'ai utilisé un simple tuyau d'arrosage pour passer du pompe, au clapet anti-retour, puis de l'autre côté de la valve dans le ballon. Les raccords sont couplés et dimensionnés correctement, et j'ai utilisé de la colle pour les fixer davantage et éviter toute fuite d'air…

Étape 6: Construisez la mallette de transport, cousez la poignée

Le soupir est surveillé par une ceinture pectorale que vous porterez. Pour contenir l'électronique et l'alimentation, vous devez construire une "mallette de transport". Celui-ci sera mobile et s'attachera à la ceinture pectorale. Vous l'emporterez avec vous pendant que vous effectuez vos tâches quotidiennes et il surveillera votre activité de soupir. Lorsqu'un soupir est détecté, l'unité mobile enverra un signal sans fil à l'unité principale. Encore une fois, vous pouvez suivre le schéma que j'ai fourni et trouver des mesures sur la façon de construire la boîte de transport. Ou vous pouvez choisir de créer votre propre version unique ou d'améliorer la mienne. J'ai modelé le mien d'après divers types de dispositifs médicaux de surveillance des patients. Remarques: j'ai épissé un câble RCA entre le circuit et le capteur/sangle thoracique (étapes 7 et 8) afin qu'il puisse facilement se brancher et débrancher de la boîte. J'ai choisi le câble RCA parce que c'est un moyen simple d'avoir deux fils toronnés, bien emballés avec un en-tête facile à brancher/débrancher. J'ai glissé le câble RCA dans une longueur de tube en latex, pour des raisons esthétiques.

Étape 7: Construire et programmer un circuit pour la détection des soupirs. Assemblez l'électronique dans la mallette de transport

Suivez le schéma de circuit ci-dessous. Un PDF à plus haute résolution est également joint. Programmez l'Arduino avec le code fourni. Pour surveiller la respiration, nous allons fabriquer une ceinture pectorale équipée d'un capteur d'étirement. L'expansion et la contraction de la poitrine nous fourniront des données que nous pourrons utiliser, en code, pour extrapoler ce qu'est une respiration normale, et donc déterminer avec une inspiration plus importante que d'habitude (suivie d'une expiration importante). Un potentiomètre de 10 ou 20K sera utilisé pour entrer une valeur seuil, qui représentera l'ampleur d'une inhalation associée à un soupir. J'ai acheté mon capteur d'étirement chez Merlin Robotics, une société au Royaume-Uni. Ils stockent une variété de tailles. J'utilise le capteur 20cm. Dans mon circuit, j'amplifie le signal du capteur avec un pont de résistance et une puce OpAmp (voir schéma). C'est la méthode suggérée par le fabricant. Vous pouvez trouver la fiche technique sur Internet. Remarque: j'imagine qu'une idée similaire pourrait être réalisée avec un capteur de pression au lieu d'un capteur d'étirement. Vous pourriez attacher le point de pression du capteur à une sorte de tube et enrouler ce tube autour de la poitrine. Percez des trous dans la face avant de la mallette de transport et fixez-y le potentiomètre, le voyant LED, l'interrupteur d'alimentation et la fixation du capteur d'étirement (RCA, femelle) par l'arrière avant de revisser la boîte. J'alimente l'Arduino avec une pile 9V. J'en ai 2 câblés en parallèle donc j'aurai la même tension, mais le double de l'ampérage (ça durera plus longtemps).

Étape 8: Coupez et cousez la sangle thoracique et fixez le capteur d'étirement

L'idée de base ici est qu'une sangle en tissu est enroulée autour de la poitrine par les côtes inférieures (là où se produit le plus de mouvement). Le capteur d'étirement comble un petit espace dans la sangle thoracique, dont le reste n'est pas extensible, donc la respiration déforme ensuite le capteur selon les besoins. Vous devrez mesurer la longueur de la sangle en fonction de votre morphologie. J'ai cousu une bande de tissu supplémentaire autour de la sangle, afin que les fils puissent s'asseoir en toute sécurité à l'intérieur. À l'avant, là où se trouve la connexion du capteur d'étirement, j'ai cousu une "manche" de tissu qui recouvrirait le capteur de manière lâche afin qu'il ne soit pas frotté ou endommagé. À l'arrière de la sangle de poitrine, j'ai fait une forme simple (comme sur un sac à dos) pour serrer et desserrer la sangle. J'ai fait découper la forme au laser dans de l'acrylique transparent (voir image), mais vous pouvez le faire comme vous le pouvez.

Étape 9: Un mot sur le sans fil

Une chose dont je n'ai pas encore parlé, c'est comment la communication sans fil est réalisée. J'utilise des modems sans fil xBee. Les xBee sont un moyen simple d'établir une connexion sans fil point à point ou de créer un réseau maillé. Pour interfacer avec ma carte Arduino, j'ai utilisé l'adaptateur xBee de LadyAda. Il est peu coûteux, facile à assembler et il existe un site Web d'instructions détaillé expliquant comment le configurer. Grâce à une combinaison de ce site Web et d'un chapitre sur les radios xBee dans le livre "Making Things Talk" (Tom Igoe), j'ai mis en œuvre, peut-être, l'utilisation la plus simple de ces radios, qui sont en fait assez puissantes. J'ai obtenu mes adaptateurs et xBees (+ le câble approprié) à partir d'ici. Les instructions sur la configuration des xBees sont ici. La seule chose dans laquelle je ne vais pas est de savoir comment configurer les xBees. Je l'ai fait très facilement (sur un mac) en transcrivant du code du livre d'Igoe qui utilise Processing pour créer un terminal simple pour programmer le xBee. Ce code se trouve à la page 198.

Étape 10: Terminé

Félicitations! Vous avez terminé. Vous pouvez désormais utiliser votre Sigh Collector pour surveiller votre santé émotionnelle.