मॉनिटर ड्रेस - हार्ट सिग्नल को IoT से कनेक्ट करें: 18 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

मॉनिटर ड्रेस पहनने वाले की हृदय गतिविधि के साथ-साथ डेटा को संसाधित करने के विभिन्न तरीकों पर शोध करने का एक प्रयोग है।

पोशाक के अंदर तीन इलेक्ट्रोड पहनने वाले के शरीर के माध्यम से चलने वाले विद्युत संकेतों को मापते हैं। वे अनुरूप आवेग, जो हृदय की मांसपेशियों की गतिविधि से निकलते हैं, डिजिटल संकेतों में परिवर्तित हो जाते हैं। माइक्रोकंट्रोलर फिर पोशाक के सामने एलईडी के एक चक्र को रोशन करता है, हर दिल की धड़कन के साथ बैंगनी चमकता है। माइक्रोकंट्रोलर अन्य उपयोगों के लिए वायरलेस नेटवर्क पर डेटा भी भेजता है। वायरलेस नेटवर्क पर भेजे गए डेटा को एक कंप्यूटर द्वारा उठाया जाता है, जो इसे चेतन करने के लिए डेटा की निगरानी कर रहा है। दिल के विद्युत संकेत अब डिस्प्ले के साथ-साथ ड्रेस पर भी दिखाई दे रहे हैं।

मॉनिटर ड्रेस मानव शरीर, परिधान और इलेक्ट्रॉनिक घटकों के बीच एक सहज इंटरफ़ेस बनाता है - हमारे क्षणिक बायोसिग्नल्स को डिजिटल और रिकॉर्ड करना।

चरण 1: डिजाइन और सर्किट अवलोकन

पोशाक का शीर्ष टुकड़ा काले और स्पष्ट ऐक्रेलिक टुकड़ों से बना है - एक लेजर कटर से काटा गया। बीच में स्पष्ट ऐक्रेलिक सर्कल के नीचे एक NeoPixel रिंग चिपका हुआ है। तार शीर्ष टुकड़े के पीछे एक कपड़े की पट्टी तक जाती है जो पोशाक के पीछे शीर्ष टुकड़े से जुड़ी होती है। कपड़े की पट्टी छोटी जेब से जुड़ती है जिसमें माइक्रोकंट्रोलर, हृदय गति मॉनिटर और बैटरी होती है। तीन ई-टेक्सटाइल इलेक्ट्रोड को ड्रेस की लाइनिंग में सिल दिया जाता है। इलेक्ट्रोड और माइक्रोकंट्रोलर को जोड़ने वाले तार कपड़े की दो परतों के बीच चलते हैं।

चरण 2: आपूर्ति:

सामग्री:

• कपड़ा
• ज़िपर
• तारों
• ताप शोधक
• 1/8 "ब्लैक ऐक्रेलिक
• 1/8 "विसरित एक्रिलिक
• NeoPixel रिंग (24 LED) (एडफ्रूट)
• फोटॉन (कण)
• हृदय गति मॉनिटर (स्पार्कफुन)
• बायोमेडियल सेंसर पैड (स्पार्कफुन)
• सेंसर केबल (स्पार्कफुन)
• प्रवाहकीय कपड़ा (स्पार्कफुन या एडफ्रूट)
• 5 बटन स्नैप्स
• पर्मा-प्रोटो बोर्ड (एडफ्रूट)
• महिला + पुरुष जम्पर तार
• ताप शोधक
• 5वी पावर बैंक (अमेज़न)

उपकरण:

• कैंची
• सुई
• धागा
• चिमटी
• सोल्डरिंग आयरन
• मिलाप
• गर्म गोंद
• हीट गन
• सिलाई मशीन
• लेजर कटर
• हथौड़ा
• कागज़
• शासक
• पेंसिल

चरण 3: फोटॉन - एक वाई-फाई विकास किट

फोटॉन एक शक्तिशाली वाई-फाई डेवलपमेंट किट है जो आपके प्रोजेक्ट को इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) से जोड़ती है। बोर्ड बहुत छोटा है, जो इसे IoT पहनने योग्य परियोजनाओं के लिए बहुत अच्छा बनाता है।

फोटॉन के निर्माता, पार्टिकल ने एक महान फोटॉन डेटाशीट के साथ-साथ बहुत विस्तृत गेटिंग स्टार्टिंग गाइड तैयार की, जिसमें सभी जानकारी के साथ आपको आरंभ करने की आवश्यकता है।

बस अपने स्मार्टफोन पर पार्टिकल ऐप डाउनलोड करें और अपने फोटॉन को अपने वाई-फाई नेटवर्क से कनेक्ट करने के लिए निर्देशों का पालन करें। आप अपने कंप्यूटर के लिए पार्टिकल देव ऐप भी डाउनलोड कर सकते हैं या अपने ब्राउज़र का उपयोग करके प्रोग्रामिंग शुरू कर सकते हैं। हम चरण 15 में फोटॉन पर वापस आएंगे।

चरण 4: हृदय गति मॉनिटर

तस्वीर में आप हार्ट रेट मॉनिटर बोर्ड के साथ-साथ 3 इलेक्ट्रोड पैड कनेक्टर और 3 मैचिंग बायोमेडिकल सेंसर पैड के साथ एक सेंसर केबल देख सकते हैं। चूंकि हम अपनी पोशाक के लिए अपने स्वयं के प्रवाहकीय कपड़े इलेक्ट्रोड बना रहे हैं, इसलिए सेंसर केबल और पैड का उपयोग करना आवश्यक नहीं है। हालांकि, वे प्रोटोटाइप और परीक्षण के लिए महान हैं।

शुरू करने से पहले, मैं स्पार्कफुन की हार्ट रेट मॉनिटर हुक अप गाइड को पढ़ने की भी सलाह देता हूं। इसमें हृदय गति मॉनिटर कैसे काम करता है और इलेक्ट्रोड को कैसे व्यवस्थित करने की आवश्यकता है, इसके बारे में कई विवरण हैं।

चरण 5: लेजर कट द टॉप पीस

पहले मैंने इलस्ट्रेटर का उपयोग करके एक 2D शीर्ष टुकड़ा डिज़ाइन किया, जिसे मैंने एक लेजर कटर के साथ 1/8 "काली ऐक्रेलिक शीट से काट दिया। चूंकि डिज़ाइन के बीच में सर्कल हल्का होने वाला है, इसलिए मैंने 1 से मिलान करने वाली पंखुड़ियों को काट दिया। /8" विसरित एक्रिलिक शीट। इसके अलावा, मैंने तीन अलग-अलग आकार के विसरित ऐक्रेलिक हलकों को काट दिया। हम अधिक विसरित प्रकाश के लिए पंखुड़ियों और NeoPixel रिंग के बीच उन्हें चिपकाएंगे। अन्यथा, आप रिंग पर अलग-अलग एल ई डी देखेंगे।

चरण 6: ऐक्रेलिक को आकार देना

ऐक्रेलिक को काटने के बाद, इसे आकार देने और इसे 3-आयामी रूप देने का समय आ गया है। आप हीट गन, हेयर ड्रायर या जो भी सबसे तेज़ काम करते हैं, जैसे गैस स्टोव का उपयोग कर सकते हैं। इसे गर्म करते समय सावधान रहें और हमेशा गर्म हिस्सों को तौलिये से छुएं। एक बार जब यह लचीला होने लगे, तो इसे अपनी इच्छानुसार आकार दें और तब तक प्रतीक्षा करें जब तक कि यह ठंडा न हो जाए और फिर से जम न जाए।

चरण 7: पारभासी पंखुड़ियों को जोड़ना

अब संबंधित कट आउट के अंदर स्पष्ट ऐक्रेलिक पंखुड़ियों को गोंद दें। यदि ऐक्रेलिक पंखुड़ियों के किनारों पर कुछ जलने के निशान हैं, तो आप उन्हें सैंडपेपर से रेत कर सकते हैं। कुछ दो-भाग वाले एपॉक्सी को एक साथ मिलाएं और ध्यान से पंखुड़ियों के किनारों के आसपास गोंद लगाएं। यह टुकड़ों को शीर्ष टुकड़े के अंदर रखते हुए कुछ चिपचिपे टेप के साथ पकड़ने में मदद करता है।

चरण 8: अपनी पोशाक डिजाइन करें

अगले कुछ चरणों में हम काले चमड़े की पोशाक की डिजाइन और सिलाई करेंगे।

इलस्ट्रेटर फ़ाइल पर काम करते समय मुझे पहले से ही डिज़ाइन के लिए एक मोटा विचार था। पुतले के चारों ओर कुछ कपड़े और शीर्ष टुकड़े को लपेटने के बाद, मैंने सही पैटर्न का पता लगाया: एक नेक-होल्डर ड्रेस जिसमें आगे और पीछे दो डार्ट्स के साथ-साथ एक विभाजित कमर सीम, पीठ में एक बैटरी पॉकेट और एक अदृश्य ज़िप बाईं ओर के सीम के अंदर। अपने अच्छे कपड़े को काटने से पहले, पहले हमेशा सस्ते कपड़े (जिसे मलमल भी कहा जाता है) से पोशाक को सिलना चाहिए। यह आपको पैटर्न को समायोजित करने और छोटे बदलाव करने का मौका देता है।

चरण 9: पोशाक सीना

अब पैटर्न का पता लगाएं और वास्तविक पोशाक को सीवे करें। सबसे पहले डार्ट्स को ड्रेस के आगे और पीछे सीवे करें। फिर दो आगे और पीछे के दो टुकड़ों को एक साथ, साथ ही अस्तर, गर्दन धारक और अदृश्य ज़िप को सीवे। अंत में, हम बैटरी पॉकेट और स्ट्रैप्स (चरण 10 और 11) संलग्न करेंगे। एक बार फिर, मैंने कपड़े की छह पट्टियों को काटने के लिए लेजर कटर का उपयोग किया। यह आवश्यक नहीं है, लेकिन यह आपको वास्तव में साफ किनारों को देता है जो सीना आसान होता है और इसे काटने में बहुत तेज़ होता है!

चरण 10: बैक पॉकेट संलग्न करें

अपने शीर्ष कपड़े से एक वर्ग काट लें और बाएं और दाएं किनारे के ऊपर छोटे वेल्क्रो स्ट्रिप्स को सीवे करें। वेल्क्रो किनारों को मोड़ो और उन्हें पॉकेट-स्क्वायर के अंदर से सीवे। बैटरी पॉकेट के लिए एक अच्छी स्थिति खोजें (अधिमानतः कमर सीम के ऊपर) और इसे ड्रेस पर पिन करें। पोशाक पर जेब के नीचे के साथ-साथ बाईं और दाईं ओर संबंधित वेल्क्रो पट्टी को सीवे।

चरण 11: फैब्रिक स्ट्रिप्स तैयार करें

बैक में फैब्रिक स्ट्रिप्स का उपयोग टॉप पीस को ड्रेस से जोड़ने और बैटरी पॉकेट से चलने वाले सभी तारों को सामने एलईडी तक छिपाने के लिए किया जाता है। लंबे किनारों को एक साथ सिलाई करने से पहले स्ट्रिप्स में से एक में एक सुराख़ डालें। स्ट्रिप के अंदर और बाहर तारों को धकेलते समय यह ड्रेस को एक साफ-सुथरा लुक देगा। फिर आगे बढ़ें कपड़े-सुरंगों को सीवे और स्ट्रिप्स को अंदर बाहर करें। चिमटी का उपयोग करना आसान है।

अगले चरण में सुरंग से बाहर सुराख़ के माध्यम से तारों का मार्गदर्शन करते हुए, सुराख़-पट्टी के माध्यम से तीन लंबी तारों (बैटरी की जेब से सामने की ओर एलईडी तक चलने के लिए पर्याप्त लंबी) फ़ीड करें। प्रत्येक तार को दोनों सिरों पर किसी टेप से चिह्नित करें ताकि आप जान सकें कि कौन सा है। फिर स्ट्रिप्स को शीर्ष टुकड़े पर सीवे जैसा कि चित्रों में दिखाया गया है।

चरण 12: शीर्ष टुकड़ा समाप्त करें

अब अपने तीन तारों में से एक को GND पिन (ग्राउंड), एक को डेटा इनपुट पिन और आखिरी वायर को +5 V पिन (पावर) में मिला दें। सुनिश्चित करें कि आप जानते हैं कि किस तार को किस पिन से मिलाया गया है क्योंकि आप इसे ट्यूब के माध्यम से वापस नहीं पा सकते हैं। तीन तारों में से प्रत्येक के लिए एक महिला प्लग मिलाएं। सोल्डरिंग जोड़ों को आसानी से तोड़ने के लिए कुछ हीट सिकुड़न का उपयोग करना न भूलें। एक हीट गन या एपॉक्सी के साथ तीन दूधिया ऐक्रेलिक सर्कल को एक दूसरे के ऊपर गोंद दें और सूखने तक प्रतीक्षा करें। फिर ऐक्रेलिक पंखुड़ियों के अंदर के शीर्ष पर मंडलियों को केंद्र में रखें और उन्हें एक साथ चिपकाएं। गोंद के सूखने के बाद शीर्ष पर NeoPixel रिंग को केंद्र में रखें और उसके चारों ओर गोंद लगाएं। रिंग के चारों ओर चल रहे तारों को टुकड़े के पीछे सुरक्षित करना न भूलें।

चरण 13: कपड़े पर कपड़े की पट्टियां सीना

अब ड्रेस और टॉप पीस को पुतले पर रखें और पता करें कि आप स्ट्रिप्स को कहां रखना चाहते हैं। बैटरी बैग (अस्तर और शीर्ष परत) के पीछे चिह्नित क्षेत्र के साथ-साथ कमर के सीमों को सावधानी से खोलें। अब कपड़े की पट्टियों को अस्तर और ऊपर की परत के माध्यम से खिलाएं ताकि पट्टियां कमर की सीवन के माध्यम से बाहर आ जाएं। वांछित लंबाई के साथ स्ट्रिप्स को सही स्थिति में पिन करें और अभी के लिए केवल शीर्ष सीम को बंद करें।

चरण 14: इलेक्ट्रोड एकीकृत करें

प्रवाहकीय कपड़े से तीन वर्ग काटें। पहली छवि दिखाती है कि आपको इलेक्ट्रोड को ड्रेस के अंदर कहाँ रखना है। मैंने अस्तर पर वर्गों को सिलाई करते हुए एक ज़िग-ज़ैग सिलाई का उपयोग किया। आपके दिल की धड़कन को बढ़ाने के लिए इलेक्ट्रोड को आपकी नंगी त्वचा पर कसकर धकेलने की आवश्यकता होती है। अन्यथा कंडक्टिव फैब्रिक आपके शरीर से गुजरने वाले विद्युत संकेतों को नहीं पकड़ सकता। अब एक बटन स्नैप पर एक तार (मैं लचीले सिलिकॉन तार की सलाह देता हूं) मिलाप करें। कुल तीन तार तैयार करें, प्रत्येक इलेक्ट्रोड के लिए एक। अस्तर और शीर्ष परत के बीच - प्रवाहकीय कपड़े पैच के साथ अस्तर के पीछे उन बटनों को सीना। इलेक्ट्रोड को तार से और बाद में माइक्रोकंट्रोलर से जोड़ने के लिए प्रवाहकीय धागे का उपयोग करना महत्वपूर्ण है। फिर पोशाक के माध्यम से तीनों तारों को तब तक गाइड करें जब तक कि वे बैटरी पोच के पीछे कमर सीम में खुले स्थान से बाहर न आ जाएं। तारों को थोड़ा और बचाने के लिए मैंने उन्हें बचे हुए कपड़े की ट्यूब के एक छोटे से टुकड़े में डाल दिया, जहां मैंने खुली कमर सीम को बंद करने के लिए उन पर सिल दिया। तीन तारों को अपनी वांछित लंबाई में काटें और प्रत्येक छोर पर एक महिला जम्पर तार मिलाप करें। इलेक्ट्रोड को हार्ट रेट मॉनिटर बोर्ड से जोड़ने के लिए यह आवश्यक है। याद रखें कि यह जानना महत्वपूर्ण है कि कौन सा तार किस इलेक्ट्रोड से जुड़ता है।

अब तक सब ठीक है। ड्रेस काफी तैयार है।

चरण 15: कोड को संशोधित और अपलोड करें

अब सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर पर वापस आते हैं:

अपने फोटॉन को स्थापित करने और कण देव (चरण 3) को स्थापित करने के बाद, हृदय गति मॉनिटर कोड डाउनलोड करें। यदि आप फ़ाइल खोलते हैं तो आपको दो फ़ोल्डर दिखाई देंगे, एक को फोटॉन कहा जाता है और दूसरा प्रसंस्करण कहा जाता है।

आगे बढ़ें और पार्टिकल देव खोलें और ड्रॉप डाउन मेनू में फ़ाइल > ओपन… चुनें। अपने फोटॉन फ़ोल्डर में नेविगेट करें और ओपन पर क्लिक करें। कोड को खोलने के लिए बाईं ओर, WorkingPhotonHeartRateMonitor.ino पर क्लिक करें। अब कोड में परिभाषित एल ई डी की संख्या को अपने प्रोजेक्ट में आपके द्वारा उपयोग किए जा रहे एल ई डी की संख्या में बदलें।

#परिभाषित करें NUM_LEDS 24

पोशाक के लिए, मैंने 24 एलईडी का इस्तेमाल किया। यदि आप अलग-अलग पिन का उपयोग कर रहे हैं तो आप अन्य पिन के लिए भी नंबर बदल सकते हैं। छोटा चार्ट आपको एक सिंहावलोकन देता है। यदि आप मोड बटन पिन बदलना चाहते हैं, तो बटन.एच फ़ाइल पर क्लिक करें और नंबर 6 को उस पिन में बदलें जिसका आप उपयोग कर रहे हैं।

# परिभाषित करें मोडबटन 6

यदि आप चाहें, तो लाइव मोड और कुछ रिकॉर्ड किए गए दिल की धड़कन डेटा के बीच स्विच करने के लिए आप इस पिन में थोड़ा पुश बटन जोड़ सकते हैं। यह एक अच्छी सुविधा है अगर पोशाक एक पुतले पर है। इलेक्ट्रोड को अपने शरीर से जोड़ने के बाद (अगले चरण में), आप केवल सीरियल मॉनिटर खोल सकते हैं, अपना डेटा रिकॉर्ड कर सकते हैं और रिकॉर्ड किए गए डेटा.एच फ़ाइल में संख्याओं को अपने दिल की धड़कन से बदल सकते हैं।

चरण 16: हार्डवेयर को इकट्ठा करें

'पर्मा-प्रोटो हाफ-साइज़ ब्रेडबोर्ड' पर सभी इलेक्ट्रॉनिक घटकों को टांका लगाने से पहले अपने इलेक्ट्रॉनिक्स के परीक्षण के लिए एक सामान्य ब्रेडबोर्ड का उपयोग करें। कोड में परिभाषित फोटॉन पिन के लिए हृदय गति मॉनिटर, बटन और एलईडी को कनेक्ट करें। इलेक्ट्रोड को अपने शरीर पर चिपका दें जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, सुनिश्चित करें कि इलेक्ट्रोड सही पिन से मेल खाते हैं। अब आप फोटॉन सीरियल मॉनिटर खोल सकते हैं और अपने दिल की धड़कन का डेटा अपने स्थानीय वाईफाई पर प्राप्त कर सकते हैं।

यदि आप अपने मॉनिटर पर ईकेजी डायग्राम देखना चाहते हैं तो आपको प्रोसेसिंग डाउनलोड करनी होगी। प्रसंस्करण में, प्रसंस्करण फ़ोल्डर में स्केच खोलें और बाएं कोने में तीर पर क्लिक करके स्केच चलाएं। अगर सब कुछ सही तरीके से सेट किया गया है, तो एक विंडो खुल जाएगी और आप अपने दिल की गतिविधि देख सकते हैं। यह जितना संभव हो उतना कम चलने में मदद करता है और इसमें कुछ समय लगता है जब तक कि बायोसिग्नल एक साफ दृश्य के लिए पर्याप्त स्थिर न हो। अधिक जानकारी और/या समस्या निवारण के लिए स्पार्कफुन की हृदय गति मॉनिटर गाइड देखें। आपको स्केच में उस लाइन को संशोधित करना पड़ सकता है जिसमें Serial.list()[3] है और जो भी आपका सीरियल मॉनिटर चालू है, उस नंबर को बदल दें। यदि आप संख्या के बारे में सुनिश्चित नहीं हैं, तो 0 से 6 का प्रयास करें।

चरण 17: पर्मा-प्रोटो पर मिलाप

बोर्ड के साथ हमारे कस्टम एकीकृत ई-टेक्सटाइल इलेक्ट्रोड को जोड़ने के लिए, न कि भारी चिपचिपा इलेक्ट्रोड, बोर्ड पर प्रत्येक आरए (दाहिने हाथ), एलए (बाएं हाथ) और आरएल (दाएं पैर) पिन पर एक हेडर मिलाप।

यदि सब कुछ काम करता है, तो आप घटकों को एक पर्मा-प्रोटो बोर्ड पर मिलाप कर सकते हैं। मैंने फोटॉन के साथ शुरुआत की, फिर तारों के बाद अंत में हृदय गति की निगरानी की। तीन एलईडी तारों को स्थायी रूप से बोर्ड पर टांका लगाने के बजाय, मैंने उन्हें एलईडी तारों से जोड़ने के लिए तीन (डेटा, वीसीसी और जीएनडी) पुरुष जम्पर तारों का उपयोग किया।

बिजली की आपूर्ति के रूप में एक 5V पावर बैंक फोटॉन के लिए बहुत अच्छा काम करता है क्योंकि यह रिचार्जेबल है। आप इसका उपयोग अपने स्मार्टफोन जैसे अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को चार्ज करने के लिए भी कर सकते हैं।

चरण 18: अपने दिल के संकेतों को IoT. से कनेक्ट करें

अब आप पूरी तरह से तैयार हैं और आप अपनी हृदय गतिविधि को इंटरनेट ऑफ थिंग्स से जोड़ सकते हैं।

ध्यान दें कि फोटॉन को हमेशा वायरलेस नेटवर्क से कनेक्ट करने की आवश्यकता होती है, अन्यथा यह खोजना बंद नहीं करेगा और आपका कोड नहीं चलेगा। भविष्य के अपडेट में मैं इसे सुधार सकता हूं ताकि इंटरनेट कनेक्शन वैकल्पिक हो।

यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो पूछने में संकोच न करें। हैप्पी मेकिंग।

DIY पोशाक प्रतियोगिता में द्वितीय पुरस्कार