Reloj con monitor de zona de frecuencia cardíaca de entrenamiento: 19 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

La universidad es una época agitada y caótica en la vida, por eso es muy importante mantener bajo el nivel de estrés. Una forma en la que nos gusta hacer esto es ejercitándonos, esto ayuda a mantener la mente despejada y el cuerpo sintiéndose saludable. Es por eso que creamos un biosensor portátil que utiliza la frecuencia cardíaca humana durante un entrenamiento intenso para proporcionar información a los usuarios sobre la zona de frecuencia cardíaca en la que se encuentran.

Esta es una forma de ayudar a los usuarios a asegurarse de que no se esfuerzan o empujan su cuerpo demasiado más allá de la frecuencia cardíaca máxima hasta un punto que sea peligroso. Este sensor también ayudará a los usuarios que intentan perder peso o aumentar su resistencia al asegurarse de que mantienen su frecuencia cardíaca en zonas específicas.

Paso 1: Zonas de frecuencia cardíaca

Esta imagen de arriba muestra las diferentes zonas de frecuencia cardíaca. Cada vez que el usuario ingresa a una nueva zona, el reloj se iluminará cada vez más para alertar al usuario sobre en qué zona se encuentra actualmente. Si el usuario supera su frecuencia cardíaca máxima, el reloj se pondrá rojo y vibrará. La frecuencia cardíaca máxima se calcula utilizando la edad de las personas y restándola de 220.

Paso 2: Materiales que necesitará

A continuación se muestra una lista de los materiales y herramientas que necesitará para este proyecto:

Materiales

1. Flora de Adafruit
2. Sensor de pulso
3. Mini disco de motor vibrante
4. Anillo NeoPixel - 12 LED RGBW - Blanco Frio
5. Diodo
6. Resistencia de 220 ohmios
7. Transistor NPN
8. Pinzas de cocodrilo
9. Brazalete de reloj con velcro
10. Batería
11. Alambres
12. Botón (opcional)

Muchos de estos materiales se pueden encontrar usando este enlace:

Instrumentos

1. Kit de soldadura / materiales
2. Aguja e hilo
3. Software arduino
4. Pelacables
5. Adhesivo si es necesario
6. Tijeras

Paso 3: Preparación y antecedentes

Para poder utilizar estos materiales, es útil conocer y comprender lo que hacen algunos de ellos.

Una flora es la plataforma electrónica portátil de Adafruit. Este es un dispositivo muy amigable para principiantes que es pequeño con una fuente de alimentación que es fácil de usar. La imagen de arriba muestra dónde se encuentra todo en Flora.

Para obtener más información sobre Flora's, visite este sitio web:

NeoPixels también es la marca de Adafruit para tiras y píxeles de color RGB direccionables individualmente. Otra cosa importante a tener en cuenta es que no solo se encienden por sí mismos, requieren un microcontrolador como un Arduino y codificación. Se necesita algo de práctica de programación para que los NeoPixels hagan lo que usted quiere que hagan, así que tuvimos que investigar esto para nuestro proyecto. La programación fue extremadamente importante para este proyecto y la experiencia en esa área ayudará.

Para obtener más información sobre Neopixel, puede consultar este sitio web:

También se utiliza un sensor de pulso de Adafruit para tomar su pulso. Luego implementamos el código para que calcule Beats por Minuto (BPM) para este proyecto.

Para obtener más instrucciones e información sobre el sensor de pulso, consulte este enlace:

Hay bibliotecas que deberá descargar en el software Arduino para que el código se comunique con su dispositivo mediante ciertos comandos. Este enlace a continuación le muestra cómo descargar bibliotecas en Arduino.

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

Las siguientes bibliotecas son las que necesitará:

1. Biblioteca Adafruit NeoPixel

2. Zona de juegos PulseSensor

3. Biblioteca de píxeles Adafruit Flora

Haga clic en "clonar o descargar" y siga las instrucciones anteriores en el enlace para incluirlas en su código.

Expresiones de gratitud

¡Un agradecimiento especial a Adafruit que nos proporcionó parte del código utilizado para nuestro producto final!

Paso 4: información de seguridad

Es muy importante tener siempre presente su seguridad y la de las personas que le rodean cuando trabaje en diferentes proyectos. En primer lugar, es importante tener siempre desenchufado el USB de la computadora cuando se está moviendo y conectar los cables al Flora, esto es para que no se sorprenda.

1. Los líquidos deben mantenerse alejados de este dispositivo en caso de un derrame que pueda arruinar el circuito.

2. Evite el flujo de corriente a través de su cuerpo tocando solo cables y otros circuitos metálicos mientras la energía está APAGADA

Advertencia: este no es un dispositivo médico, le alerta estrictamente si su frecuencia cardíaca ha superado la frecuencia cardíaca máxima, no debe compararse con un monitor de frecuencia cardíaca en el mundo médico. Si se siente agotado / fatigado y el reloj no le ha alertado de que está por encima de la frecuencia cardíaca máxima, debe dejar de hacer lo que está haciendo, ya que es posible que el reloj no siempre sea preciso.

Paso 5: consejos y sugerencias

Aquí hay algunos consejos y sugerencias si se queda atascado en el camino:

Consejos para solucionar problemas:

• NeoPixels puede mostrar una variedad de patrones de luces diferentes, para asegurarse de que funcione, use el código de muestra proporcionado por la biblioteca de NeoPixel
• Puede usar un multímetro para medir la continuidad entre las conexiones después de soldar para asegurarse de que estas conexiones se realicen correctamente.
• Asegúrese de que el sensor de pulso esté bien sujeto al brazalete del reloj para asegurarse de que los artefactos de movimiento no afecten la lectura de la frecuencia cardíaca.
• En la etapa de creación de prototipos, si no obtiene buenas conexiones, asegúrese de que las pinzas de cocodrilo estén colocadas correctamente
• Si el código no funciona correctamente, copie y pegue partes de su código en una ventana separada
  1. Cargue el código después de copiar y pegar cada parte
  2. Esto le mostrará dónde funciona y dónde no funciona su código

Perspectivas:

• El motor vibratorio se puede conectar mediante un diodo, una resistencia y un transistor en lugar de un controlador de motor agitado. Descubrimos que este método es la opción más barata.
• Para ahorrar tiempo y frustración, asegúrese de utilizar pinzas de cocodrilo para la creación de prototipos. No desea soldar el prototipo y luego descubrir que una conexión no funciona.

Paso 6: Montaje 1- Cableado del anillo NeoPixel a Flora

Para comenzar, tome el anillo NeoPixel y fíjelo con 3 cables y pinzas de cocodrilo. Utilizará pinzas de cocodrilo para construir el prototipo y terminará soldando las piezas una vez que esté satisfecho con el producto.

1. Conecte un cable que va desde "IN" en el anillo de Neopixel hasta "# 6"
2. Conecte un cable de "PWR" en el anillo NeoPixel a "VBATT" en la flora
3. Conecte un cable de "GND" en NeoPixel Ring a "GND" en la flora

Paso 7: Montaje 2- Cableado del botón a Flora

ESTE PASO ES OPCIONAL … si desea un botón, puede agregar uno, terminamos usando el interruptor de encendido / apagado ubicado en Flora para este paso, por lo tanto, no está incluido en el código.

En este paso, lo que debe hacer es …

1. Conecte un cable de cualquiera de las 4 patas del botón al "n. ° 12" de la flora.
2. Conecte un cable de cualquiera de las 3 patas restantes del botón a "GND" en la flora.

Paso 8: Montaje 3- Cableado del motor vibratorio a Flora

Para conectar el motor vibrante a la flora usamos un diodo, un transistor y una resistencia. Primero quieres …

1. Use pinzas de cocodrilo para conectar el cable rojo del motor vibratorio al extremo del diodo más cercano a la raya.
2. Conecte el cable azul del motor vibratorio al otro extremo del diodo

Paso 9: Ensamblaje 4- Cableado del motor vibratorio a Flora (Cont.)

Ahora conecte el diodo en un extremo del diodo (proviene del cable rojo del motor vibratorio) a "3.3V" en el Flora.

Paso 10: Montaje 5- Cableado del motor vibratorio a Flora (Cont.)

Tome el otro lado del diodo y agarre su transistor, conéctelo al colector del transistor (pin derecho del transistor).

Paso 11: Ensamblaje 6- Cableado del motor vibratorio a Flora (Cont.)

Ubique el emisor del transistor (pin izquierdo del transistor) a tierra.

Paso 12: Ensamblaje 7- Cableado del motor vibratorio a Flora (Cont.)

El último paso para conectar el motor vibratorio al Flora es ubicar la base del transistor (pin central del transistor) y conectarlo a una resistencia y luego la resistencia a "GND" en la Flora.

Paso 13: Ensamblaje 8- Cableado del sensor de pulso a Flora

Hay tres conexiones de cables que debe realizar en este paso.

1. Conecte el cable violeta del sensor de pulso al "# 10" en el Flora
2. Conecte el cable rojo del sensor de pulso a "3.3V" en el Flora
3. Conecte el cable negro del sensor de pulso a "GND" en el Flora

Paso 14: Montaje 9 - Colocación de la batería en Flora

Localice los cables de la batería con la conexión blanca en el extremo, conecte esa parte al componente de la batería ubicado en el Flora.

Paso 15: Montaje 10 - Diagrama de circuito completo

Ahora el circuito con todas las pinzas de cocodrilo está completo. Puede parecer un desastre, ¡pero todas las conexiones ya están hechas! Ahora las conexiones individuales se pueden soldar juntas para hacer que el reloj sea más compacto.

Paso 16: Finalmente … ¡el Código

Una vez que se completa el circuito, el ensamblaje necesitará un código que hará que haga lo que queremos que haga. El código github recopila datos de frecuencia cardíaca del sensor de pulso Adafruit y los clasifica en 5 zonas de frecuencia cardíaca. Cuando la frecuencia cardíaca del individuo cae en las zonas específicas, hará que el anillo de Neopixel se ilumine de acuerdo con la zona en la que se encuentra. Cuando la frecuencia cardíaca del individuo esté cerca de la frecuencia cardíaca máxima, el Neopixel se borrará de color rojo y el motor vibratorio activarse para indicar que la frecuencia cardíaca se encuentra en una zona peligrosa y que el individuo debe reducir la velocidad.

Paso 17: Montaje del reloj

Después de soldar las piezas juntas como se muestra en el diagrama del circuito, ¡es hora de ensamblar el reloj!

El anillo de NeoPixel se coloca en la parte superior de la Flora y se puede unir con pegamento o coser de forma segura usando el orificio abierto en el NeoPixel que no fue soldado. Haga que su código se ejecute en este punto para ver dónde se enciende el primer neoPixel para colocar el reloj en una orientación que tenga sentido para usted. Asegúrese de NO cubrir el interruptor de encendido / apagado cuando realice este paso. La Flora también está cosida en el puño a través de los orificios restantes en el exterior.

La batería se puede colocar debajo del anillo Flora / NeoPixel junto con el vibrador (y los accesorios).

Luego, el sensor de pulso se cose de forma segura en la parte del reloj que se sujetará a la parte inferior de la muñeca. Asegúrese de tener el lado derecho hacia arriba al hacer esto.

¡Siéntase libre de ensamblar de manera diferente según los materiales que estén disponibles para usted!

Paso 18: Producto final

Así es como debería verse el producto final. ¡Funcional y estilista!

Paso 19: Más ideas

Una forma de llevar esta idea más allá es agregar el botón que se mostró como opcional anteriormente en el instrucable.

Otra forma es agregar un código separado que se pueda usar cuando no esté entrenando. Este podría ser un reloj en tiempo real, donde un píxel muestra la manecilla de la hora y el otro el minutero. Para obtener más información sobre esto, consulte este enlace de la función Reloj en tiempo real.