हार्ट रेट मॉनिटर के साथ ब्रीद लाइट एंग्जायटी डिवाइस: 18 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

दुनिया के व्यस्त होने के साथ, हर कोई तेजी से उच्च तनाव वाले वातावरण में है। कॉलेज के छात्रों को तनाव और चिंता का और भी अधिक खतरा होता है। परीक्षाएं छात्रों के लिए विशेष रूप से उच्च-तनाव वाली अवधि होती हैं, और सांस लेने के व्यायाम सेटिंग्स वाली स्मार्टवॉच को आमतौर पर परीक्षा के दौरान उपयोग करने की अनुमति नहीं होती है क्योंकि वे टेक्स्ट भी कर सकते हैं और इंटरनेट से जुड़ सकते हैं।

"ब्रीद लाइट" एक साधारण चिंता-केंद्रित उपकरण है जिसमें इंटरनेट कनेक्टिविटी नहीं है और परीक्षा में इसका स्वागत किया जाएगा। यह उपकरण उपयोगकर्ता-विशिष्ट नहीं है जो इसे चिंता नियंत्रण की आवश्यकता वाले किसी भी व्यक्ति के लिए आसानी से अनुकूलित करने की अनुमति देता है। चार NeoPixel LED की एक श्रृंखला का उपयोग करके, उपयोगकर्ता साँस लेने के व्यायाम करने के लिए चरणों का पालन करने में सक्षम होंगे और यह निर्धारित करने के लिए कि क्या उनके तनाव का स्तर कम हो रहा है, व्यायाम से पहले और बाद में अपनी हृदय गति को भी ट्रैक कर सकते हैं।

चरण 1: आवश्यक सामग्री और उपकरण

सामग्री:

1. एडफ्रूट फ्लोरा ($14.95)
2. ब्रेडबोर्ड ($5.00)
3. एडफ्रूट नियोपिक्सल (4) ($7.95)
4. पल्स सेंसर ($25.00)
5. मगरमच्छ क्लिप्स ($3.95)
6. ब्रेडबोर्ड जम्पर तार ($3.95)
7. लिथियम-आयन पॉलिमर बैटरी ($9.95)
8. 220 ओम रोकनेवाला ($6.28)
9. पुश बटन ($ 5.99)
10. मिश्रित लेगो ($ 10- $ 40) (नोट: आपको कई लेगो की आवश्यकता नहीं है)

कुल लागत: ($94-$124)

उपकरण:

1. Arduino सॉफ़्टवेयर (मुफ़्त) - आवश्यक
2. नीडल नोज प्लायर्स (~$6) या क्यूटिकल कटर्स (~$4)- सुझाया गया
3. सोल्डरिंग किट/सामग्री (~$11)- वैकल्पिक

कुल लागत: ($15-17)

चरण 2: तैयारी

परियोजना शुरू करने और ऊपर दी गई सामग्री का उपयोग करने से पहले, उपयोग की जा रही चीज़ों की अच्छी पृष्ठभूमि ज्ञान विकसित करना महत्वपूर्ण है।

एडफ्रूट फ्लोरा

एडफ्रूट फ्लोरा एक छोटा, सरल और शक्तिशाली माइक्रोकंट्रोलर है जो शुरुआती और विशेषज्ञों दोनों के लिए उपयोगी है। यह बहुत छोटा है (केवल एक चौथाई से थोड़ा बड़ा) और पहनने योग्य! ऊपर की छवि Adafruit Flora के लिए पिनआउट आरेख दिखाती है। फ्लोरा के बारे में अधिक जानकारी के लिए, निम्न लिंक पर जाएँ:

learn.adafruit.com/getting-started-with-fl…

एडफ्रूट नियोपिक्सल

Adafruit के NeoPixels व्यक्तिगत रूप से पता करने योग्य RGB LED हैं जिन्हें विशेष रूप से वियरेबल्स के लिए डिज़ाइन किया गया है। NeoPixels श्रृंखलाबद्ध हैं, जिसका अर्थ है कि आपको जितने चाहें उतने एलईडी कनेक्ट करने के लिए माइक्रोकंट्रोलर से केवल एक पिन कनेक्शन की आवश्यकता है। उन्हें Arduino में कोडित किया जा सकता है, लेकिन कुछ अभ्यास, शोध, और उदाहरण की आवश्यकता होती है ताकि वे परिचित हो सकें और NeoPixels को जैसा आप चाहते हैं वैसा प्रदर्शन करने के लिए ऑनलाइन मदद कर सकें। निम्नलिखित लिंक में विभिन्न चरण बहुत उपयोगी हैं क्योंकि यह आपको सूचित करता है कि NeoPixels कैसे काम करता है और Arduino के साथ कोडिंग टिप्स और उदाहरण देता है।

learn.adafruit.com/flora-rgb-smart-pixels/…

पल्स सेंसर

PulseSensor Arduino के लिए एक प्लग एंड प्ले हार्ट रेट सेंसर है, जो इस तरह की विभिन्न परियोजनाओं के लिए लाइव हार्ट रेट डेटा एकत्र करता है! लाइब्रेरी जिसे Arduino में डाउनलोड किया जा सकता है (जल्द ही नीचे दिखाया जाएगा) में उदाहरण कोड हैं जो आपको एक परियोजना में PulseSensor को लागू करने के साथ एक त्वरित विशेषज्ञ बनने में मदद करते हैं। निम्नलिखित लिंक पल्स सेंसर के लिए और जानकारी दिखाता है और व्यक्तियों को शुरू करने के लिए उदाहरण मिनी-प्रोजेक्ट का वर्णन करता है।

pulsesensor.com/pages/getting-advanced

अरुडिनो पुस्तकालय

कोड को कुछ कार्यों और आदेशों के लिए फ्लोरा के साथ संवाद करने के लिए, विभिन्न विद्युत घटकों के लिए निम्नलिखित पुस्तकालयों को Arduino में स्थापित करना होगा। सॉफ़्टवेयर डाउनलोड करने के लिए या तो इस लिंक का उपयोग करें या 'परिचय और आपूर्ति' अनुभाग में से एक का उपयोग करें

1. पल्स सेंसर खेल का मैदान

   (नोट: "PulseSensor_BPM" उदाहरण Arduino फ़ाइल ब्रीद लाइट के लिए कोड बनाने में सहायक थी)

2. एडफ्रूट नियोपिक्सल लाइब्रेरी

   (नोट: "स्ट्रैंडटेस्ट" उदाहरण Arduino फ़ाइल ब्रीद लाइट के लिए कोड बनाने में सहायक थी)

(नोट: पुस्तकालय स्थापित करने में अधिक सहायता के लिए, निम्न लिंक पर जाएँ:

GitHub

गिटहब एक शक्तिशाली मंच है जो व्यक्तियों को एक साथ सॉफ्टवेयर बनाने और साझा करने की अनुमति देता है। ब्रीद लाइट के लिए बनाया गया कोड GitHub के माध्यम से साझा किया गया है और इसे यहां एक्सेस किया जा सकता है। इसे बाद में चरण 14 के तहत निर्देशयोग्य में भी संदर्भित किया जाएगा। ऊपर उल्लिखित Arduino पुस्तकालय और उदाहरण जो परियोजना के लिए आवश्यक हैं, उन्हें निम्नलिखित GitHub लिंक के माध्यम से भी एक्सेस किया जा सकता है।

1. पल्स सेंसर
2. नियोपिक्सेल

GitHub क्या है और यह क्यों उपयोगी है, इस बारे में अधिक जानकारी के लिए यह वीडियो देखें।

चरण 3: सुरक्षा

इस परियोजना में आपके द्वारा बनाए जाने वाले किसी भी विद्युत सर्किट के साथ काम करते समय, अपनी परियोजना को सुरक्षित रखने के लिए सभी विद्युत सुरक्षा प्रोटोकॉल को समझना और उनका पालन करना महत्वपूर्ण है और सुनिश्चित करें कि आप चौंकें नहीं। निम्नलिखित सूची का पालन करने के लिए कुछ सरल चरणों का विवरण है।

1. सर्किट में तारों को घुमाने और संलग्न करते समय फ्लोरा को कंप्यूटर में प्लग न करें।
2. सर्किट में तारों या अन्य धातु के घटकों को छूते समय, सुनिश्चित करें कि आपके शरीर के माध्यम से बहने वाले किसी भी प्रवाह से बचने के लिए बिजली बंद है।
3. तरल पदार्थ, भोजन, और कुछ भी जो छलकने योग्य हो, अपने सर्किट से दूर रखें।
4. बिजली चालू करने से पहले हर बार टूटे हुए बिजली के तारों की जांच करें।

चेतावनी:

यह एक चिकित्सा उपकरण नहीं है और सटीक हृदय गति माप पर भरोसा करने के लिए किसी भी नैदानिक सेटिंग में इसका उपयोग नहीं किया जाना चाहिए। यदि आप सटीक हृदय गति डेटा चाहते हैं तो अपने डॉक्टर से मिलें। यह केवल लोगों को तनाव मुक्त करने में मदद करने के लिए एक उपकरण है, और इसका उपयोग किसी भी स्थिति का निदान करने के लिए नहीं किया जाना चाहिए।

चरण 4: संकेत और सुझाव

जब आप ब्रीद लाइट का निर्माण कर रहे हों तो ध्यान में रखने के लिए कुछ संकेत और सुझाव नीचे दिए गए हैं।

समस्या निवारण रणनीतियाँ

1. यदि कोड ठीक से काम नहीं कर रहा है, तो कोड के विभिन्न कार्यों/अनुभागों को विभाजित करें और यह निर्धारित करने के लिए परीक्षण करें कि समस्या कहां है।
2. कोड और प्रोजेक्ट के साथ कूदने से पहले, यह सुनिश्चित करने के लिए कि डिवाइस ठीक से काम करते हैं, PulseSensor और NeoPixels के लिए Arduino लाइब्रेरी में दिए गए उदाहरण कोड का उपयोग करें।
3. सुनिश्चित करें कि संभावित गति विरूपण साक्ष्य को हटाने के लिए डेटा एकत्र करने से पहले पल्स सेंसर के पास एक तंग और सुरक्षित कनेक्शन है।
4. वायरिंग करते समय, भ्रम से बचने के लिए समान पोर्ट से कनेक्ट करते समय समान रंगीन तारों का उपयोग करें।
5. तारों को नीचे सुरक्षित करने के लिए छोटे जम्पर केबल का उपयोग करें ताकि डिवाइस के हिलने पर वे कनेक्शन न खोएं।
6. यदि आपके पास टांका लगाने वाले लोहे तक पहुंच है, तो इसका उपयोग उन तार कनेक्शनों को सुरक्षित करने के लिए करने पर विचार करें जो अच्छी तरह से काम नहीं कर रहे हैं।

इनसाइट्स

• समय बचाने के लिए, तारों का उपयोग करने से पहले प्रोटोटाइप के लिए मगरमच्छ क्लिप के साथ परीक्षण करें।

• समय और हताशा को बचाने के लिए, प्रत्येक NeoPixel के साथ एक ठोस और निरंतर कनेक्शन बनाने के लिए तारों को कस कर फैलाएं।

  लेगो फ्लोरा और बैटरी पैक को सुरक्षित रखने में भी बहुत मददगार हैं।

चरण 5: विधानसभा भाग 1a

फ्लोरा पर #6 पोर्ट को जोड़ने के लिए एलीगेटर क्लिप का उपयोग करके प्रारंभ करें। फिर GND पोर्ट को जोड़ने के लिए किसी अन्य एलीगेटर क्लिप का उपयोग करें। फ्लोरा पर VBATT पोर्ट के साथ भी ऐसा ही करें।

चरण 6: विधानसभा भाग 1b

अब, 6 पोर्ट से जुड़े एलीगेटर क्लिप को NeoPixel पर इनवर्ड फेसिंग एरो से कनेक्ट करें। NeoPixel पर GND पोर्ट क्लिप को (-) से और VBATT पोर्ट क्लिप को NeoPixel पर (+) से कनेक्ट करें।

हमने प्रत्येक NeoPixel का परीक्षण करने के लिए इस सेट अप का उपयोग यह देखने के लिए किया कि क्या यह NeoPixel Adafruit पृष्ठ के निर्देशों का उपयोग करके काम कर रहा है।

चरण 7: विधानसभा भाग 2

एक बार जब आप पुष्टि कर लें कि प्रत्येक NeoPixels काम कर रहा है, तो आप ब्रीथ लाइट का निर्माण शुरू कर सकते हैं!

VBATT, #12, #6, GND, और #10 पर FLORA से तारों को जोड़कर प्रारंभ करें। भ्रम से बचने के लिए, ऐसे रंग चुनें जो प्रत्येक पोर्ट के अनुरूप हों। हम उन्हें बाद के चरणों में ब्रेडबोर्ड से जोड़ेंगे।

चरण 8: विधानसभा भाग 3

इसके बाद, हम NeoPixels की श्रृंखला बनाना शुरू करेंगे। पहले चरण की तरह, हम अंततः (+) को VBATT पोर्ट से, (-) को GND पोर्ट से जोड़ देंगे, और तीर NeoPixels की लाइन में सिग्नल प्रवाह की दिशा दिखाएंगे। मैंने आखिरी के साथ शुरुआत की और अपने तरीके से काम किया।

सबसे पहले, बस तारों को संबंधित रंगों में NeoPixels में जोड़ें। चित्र में, आप देख सकते हैं कि हमने VBATT के लिए सफेद, GND के लिए हरा, और पोर्ट #6 से आने वाले सिग्नल के लिए पीले रंग का उपयोग किया है। वास्तव में छोटे छेद के चारों ओर तार लपेटने के लिए सुई नाक सरौता का प्रयोग करें। यदि आपके पास सुई नाक सरौता आसानी से उपलब्ध नहीं है तो आप क्यूटिकल कटर का भी उपयोग कर सकते हैं।

(पृष्ठभूमि में छोटे लाल तारों को बाद के चरणों में समझाया जाएगा। अभी उनके बारे में चिंता न करें।)

चरण 9: विधानसभा भाग 4

पहले वाले की तरह ही अन्य NeoPixels में तार जोड़ें। सुनिश्चित करें कि तीरों की रेखा FLORA पर पोर्ट #6 से श्रृंखला के नीचे की ओर इशारा कर रही है।

फिर, प्रत्येक सफेद तार को ब्रेडबोर्ड पर (+) पिन से और हरे तारों को ब्रेडबोर्ड पर (-) पिन से कनेक्ट करें। सुनिश्चित करें कि तारों को सुरक्षित करने के लिए कनेक्शन में कुछ तनाव है।

चरण 10: विधानसभा भाग 5

अब, हरे तार को GND से (-) पिन के ऊपर से कनेक्ट करें। सफेद तार को VBATT पोर्ट से ब्रेडबोर्ड पर (+) पिन से कनेक्ट करें, और #6 पीले तार को अपनी NeoPixel श्रृंखला की शुरुआत से कनेक्ट करें।

बैंगनी तार और लाल तार को बाद में जोड़ा जाएगा।

(नीचे के पास लाल तार NeoPixels के बीच पीले सिग्नल तारों के बीच तनाव पैदा करने में मदद करते हैं, लेकिन कनेक्शन कितने तंग हैं, इसके आधार पर आपको उनकी आवश्यकता नहीं हो सकती है)

चरण 11: विधानसभा भाग 6

इसके बाद, हम बटन को अपने ब्रेडबोर्ड से जोड़ेंगे। यह हृदय गति माप और चिंता श्वास व्यायाम शुरू करेगा!

चित्र में दिख रहे बटन को रखें। फिर शीर्ष बटन पिन को (+) से जोड़ने के लिए एक सफेद तार का उपयोग करें। 220 ओम रोकनेवाला को नीचे के पिन के बीच एक ही तरफ और (-) पिन के बीच रखें। अंत में, #10 लाल तार को निचले दाएं बटन पिन से कनेक्ट करें।

चरण 12: विधानसभा चरण 7

अब, हम पल्स सेंसर को कनेक्ट करेंगे! रेड सेंसर वायर को ब्रेडबोर्ड पर (+) पिन से और ब्लैक सेंसर वायर को (-) पिन से कनेक्ट करें। इसके बाद, पर्पल सेंसर वायर और #12 पोर्ट से आने वाले पर्पल वायर को कनेक्ट करने के लिए एक ही पंक्ति में रखें।

चरण 13: विधानसभा चरण 8

मिश्रित लेगोस के साथ, फ्लोरा पर बैठने के लिए एक मंच और लिथियम बैटरी पैक के लिए एक छोटी सी गुहा का निर्माण करें। सुनिश्चित करें कि पीले तारों को ठीक से जोड़ने के लिए फ्लोरा पर कुछ तनाव है। ऐसा करने के लिए, हमने ऊपर की तस्वीर में देखे गए पीले लेगो का इस्तेमाल किया।

लेगो प्लेटफॉर्म आपके ब्रेडबोर्ड के आकार के आधार पर आकार में भिन्न होगा, लेकिन सुनिश्चित करें कि फ्लोरा फ्लैट बैठ सकता है, कि पीले सिग्नल तारों के साथ कुछ तनाव है, और बैटरी पैक डालने के लिए एक गुहा है।

चरण 14: विधानसभा चरण 9

असेंबली खत्म करने के लिए, ब्रेडबोर्ड के बगल में फ्लोरा के साथ लेगो प्लेटफॉर्म जोड़ें। बैटरी पैक को FLORA से कनेक्ट करें।

चरण 15: विधानसभा चरण 10: कोड अपलोड करें और विधानसभा समाप्त करें

अंतिम चरण इस कोड को ब्रीद लाइट में अपलोड कर रहा है। कोड अपलोड होने के बाद, जब फ्लोरा के बीच में ON स्विच सक्रिय होता है, तो ब्रीथ लाइट पोर्टेबल रूप से काम करना चाहिए!

गिटहब से फ्लोरा तक कोड कैसे प्राप्त करें

1. GitHub वेबसाइट पर जाने के लिए ऊपर दिए गए लिंक का उपयोग करें।

2. "क्लोन या डाउनलोड" पर क्लिक करें

   "ज़िप डाउनलोड करें" पर क्लिक करें

3. डाउनलोड की गई ज़िप फ़ाइल को अपने कंप्यूटर पर वांछित स्थान पर सहेजें।
4. Arduino में "Breathe_Light_V3.0" फ़ाइल खोलें।
5. शीर्ष Arduino बार पर "टूल्स" के तहत, "बोर्ड:" पर जाएं और "एडफ्रूट फ्लोरा" चुनें
6. अंत में (फ्लोरा को आपके कंप्यूटर में प्लग करके), "अपलोड" पर क्लिक करें (आपकी स्क्रीन के शीर्ष पर दायां तीर)

उपरोक्त चरणों के पूरा होने के बाद, कोड को फ्लोरा पर अपलोड किया जाना चाहिए। फ्लोरा को कंप्यूटर से डिस्कनेक्ट किया जा सकता है और ब्रीद लाइट उपयोग के लिए तैयार है!

चरण 16: विधानसभा चरण 11: कोड स्पष्टीकरण

कोड यही करता है:

सबसे पहले, कोड एक PulseSensor का उपयोग करके विषय की प्रारंभिक हृदय गति एकत्र करता है और इसे चार अलग-अलग NeoPixels के माध्यम से प्रदर्शित करता है जो एक पंक्ति में हैं। हृदय गति का पता लगाने के आधार पर, एलईडी/रंगों की एक निश्चित श्रृंखला प्रदर्शित की जाएगी। उदाहरण के लिए, यदि हृदय गति 76 है, तो 3 NeoPixels होंगे जो नीले रंग में प्रकाशित होंगे। ये रंग/दहलीज डिवाइस पर स्टिकर के माध्यम से विषय को दिए जाते हैं (ऊपर देखा गया) ताकि वे जान सकें कि उनकी हृदय गति क्या है।

फिर, हृदय गति का पता चलने के बाद, यह एक चिंता व्यायाम से गुजरता है जो गहरी, धीमी गति से साँस लेने और छोड़ने में सहायता करता है। इस अभ्यास की शुरुआत में, चारों एलईडी हरे रंग की होती हैं। जैसे-जैसे अभ्यास आगे बढ़ता है, एल ई डी एक-एक करके नीले रंग में बदल जाते हैं जो कि उस समय से मेल खाती है जब विषय को श्वास लेना चाहिए। सभी चार एलईडी के जलने के बाद, विषय उनकी सांस को रोकना है, और जैसे ही एलईडी वापस हरे रंग में बदल जाती हैं, वे धीरे-धीरे साँस छोड़ सकते हैं। चिंता अभ्यास करने के बाद, कोड फिर से व्यक्ति की हृदय गति का पता लगाएगा और यह निर्धारित करेगा कि क्या वे शांत होने में सक्षम थे।

चरण 17: सर्किट आरेख

यह सर्किट आरेख EAGLE में बनाया गया था। बड़े आयत के भीतर सब कुछ Adafruit FLORA माइक्रोप्रोसेसर है। इसमें बहुत विस्तार है, लेकिन समग्र रूप से, यह आयत के भीतर समाहित है। हमने FLORA में जितने भी कंपोनेंट्स जोड़े हैं, वे बड़े आयत के नीचे हैं।

4 Neopixels को D6* FLORA आउटपुट से कनेक्टेड देखा जा सकता है। बटन IO10* से जुड़ा है, और पल्स सेंसर IO12* पोर्ट के माध्यम से FLORA से जुड़ा है।

चरण 18: आगे के विचार

ऐसे कई तरीके हैं जिनसे ब्रीद लाइट को और आगे बढ़ाया जा सकता है, और यहां कुछ सुझाव दिए गए हैं।

• इसे पहनने योग्य बनाएं: हेडबैंड या वॉच कफ (जैसे कि यह वाला) का उपयोग करें और सभी तार कनेक्शन बनाने के लिए प्रवाहकीय धागे का उपयोग करें।
• अधिक नेत्रहीन आकर्षक श्वास व्यायाम (जैसे अधिक रंग जोड़ना) बनाने के लिए चिंता में जोड़ें व्यायाम () फ़ंक्शन।
• अलग-अलग NeoPixels को NeoPixel रिंग या NeoPixel Array से बदलें ताकि अधिक LED जोड़ सकें और दोनों HeartRateDisplay () और चिंताExercise () फ़ंक्शंस की क्षमताओं को बढ़ा सकें।