Sensorer ya Upumuaji wa Ukanda wa Msingi: Hatua 8

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Katika ulimwengu wa biosensing, kuna njia nyingi za kupima kupumua. Mtu anaweza kutumia kipima joto kupima joto kuzunguka puani, lakini tena labda hautaki utekelezaji wa ajabu uliofungwa kwenye pua yako. Mtu anaweza pia kuambatisha kiharusi kwenye ukanda unaosonga juu na chini, lakini somo labda linapaswa kuwa limelala chini au sio kusonga vinginevyo. Wakati sensorer hii ya msingi, rahisi ya upumuaji wa ukanda ina shida zake (majibu ya ishara sio sahihi kama njia zingine), ni vizuri ikiwa somo lako linataka tu kujifunga na kufanya chochote kile wanachotaka kufanya wakati wanapumua inapimwa. Hapa kuna mfano wa sensorer ya msingi ya kupumua, ambayo inakusudiwa kuishi ndani ya ukanda unaoweza kubadilika ambao unajifunga kifuani. Wakati kifua kinachozungumzwa kinapanuka na mikataba kupitia hewa ya kupumua kwenye mapafu, upinzani wa kipande kilichoingizwa cha kamba ya mpira inayoweza kunyooka hubadilika. Kutumia vitu kadhaa zaidi, tunaweza kutafsiri hii kuwa ishara ya analog kusomwa moja kwa moja na Arduino yako. Hii imefanywa kupitia uchawi wa mzunguko muhimu sana na rahisi kujifunza wa mgawanyiko wa voltage.

ONYO: Kabla hatujaanza, unapaswa kujua kwamba vifaa visivyojaribiwa na visivyo na msimamo daima vina hatari ya hatari! Tafadhali jaribu na uunda mzunguko huu na chanzo cha nguvu ya betri- nitafanya kila kitu kukuonyesha jinsi ya kufanya mzunguko huu kuhakikisha kuwa hautaumizwa, lakini sidhani jukumu la ajali zinazoweza kutokea. Tumia busara na jaribu kila wakati mzunguko wako na multimeter kabla ya kufunga chochote kwenye kifua chako.

Hatua ya 1: UNAHITAJI NINI

1) Mdhibiti mdogo yeyote aliye na pembejeo ya analog atafanya kazi, lakini katika mfano huu nitatumia Arduino Uno. Ikiwa unahitaji moja, unaweza kuipata kutoka kwa Adafruit au Sparkfun.

2) Kamba ya Mpira inayoendesha. Kamba hii ya kushangaza itafanya kama kontena inayobadilika, na itabadilika katika upinzani wakati imenyoshwa au kutolewa. Inapatikana kutoka Adafruit, au Robotshop ina urefu mzuri tofauti na miisho ya chuma iliyowekwa hapo awali

3) multimeter

4) LED

5) Kinzani ya 1K

6) Kinzani cha kuvuta (tutaona ni nini thamani ya hii baadaye!)

7) Mkanda wa bomba

8) Ngumi ya shimo au mkasi

9) waya za jumper

10) Ubao wa mkate

11) 2 sehemu za Alligator

Tafadhali kumbuka kuwa kama vifaa vyote vya biosensing, mradi huu ni salama zaidi ikiwa Arduino yako inaendeshwa kutoka kwa betri.

Ili kukamilisha mradi huu unaweza pia kuhitaji:

· Soldering chuma na solder

· Bunduki ya moto ya gundi

· Vipande vya waya

· Mtoaji wa waya

· Kusaidia Mikono

· Makamu, chombo cha kubamba, au koleo kubwa

· Vituo vya Crimp 2 au zaidi

Hatua ya 2: Kata Kamba, na Unganisha Vituo Vinavyofaa

Wakati unaweza kutumia urefu wowote wa kamba ya mpira kutoka 2 "-8" kwa jaribio hili, urefu mfupi wa mpira ni wa bei rahisi na hauitaji kiasi kikubwa sana ili kumaliza kazi. Ikiwa umenunua mpira mrefu basi nitapendekeza ukate urefu wa 4”. Kata urefu huu na uwe tayari kushikamana na mwisho unaofaa kwa mwisho wote.

Chukua kontakt terminal, kama moja wapo iliyoonyeshwa hapo juu, na ushike ncha moja ya kamba ya mpira ndani ya mwisho wa moja ya viunganishi vyako, na upinde mwisho pamoja. Unaweza kutumia makamu au mwisho wa viboko vyako vya waya kufanya hivyo, lakini kuwa mwangalifu usipunje kituo kwa nguvu usije ukakata au kukata mpira wako! Ikiwa unafanikiwa kufanya hivyo, na kamba inakata, jaribu tena na kiunganishi kingine cha wastaafu. Bado unapaswa kuwa na urefu mwingi kukamilisha kazi hii. Ikiwa inakuwa fupi kuliko 2”labda unapaswa kujaribu tena na urefu mpya wa 4”. Usijali, utapata! Ukishamaliza hii kwa upande mmoja, kipaji! Rudia upande wa pili. Sasa umemaliza!

Sasa una kamba ya mpira inayoendeshwa na terminal inayofaa kila mwisho. Wacha tupime ni nini safu za kamba hii ziko na multimeter.

Hatua ya 3: Pima Upinzani Wako

Bofya piga ya multimeter yako kwa alama ya ohm (Ω) na ushike nyekundu na ncha nyeusi za multimeter yako kwa upande wowote wa kamba yako ya kusonga.

Ikiwa haujui jinsi ya kutumia multimeter yako bado, unaweza kuburudika na mafunzo haya kutoka kwa Lady Ada.

Ingawa nambari inaweza kuruka karibu wakati unapoipima, nambari hizi zinakupa maoni ya jinsi upinzani wa kamba ulivyo wakati unapumzika. Kuchukua nadhani yako bora, andika upinzani wa kupumzika wa kamba yako, kisha uizungushe kwa idadi ya karibu zaidi ya 10. (yaani: 239 = 240, 183 = 180)

Sasa, kuwa mwangalifu kurekebisha saruji za multimeter mahali kwa mkono mmoja, tumia mkono wako mwingine kuvuta kamba kwa upole. Unaweza tu kunyoosha vitu hivi hadi iwe karibu 50% -70% ya urefu wake wa asili, kwa hivyo usivute sana! Angalia jinsi maadili ya upinzani kwenye multimeter yako yamebadilika. Acha, na urudie mchakato huu mara kadhaa ili kuona upinzani ukiondoka kwa kiwango cha chini hadi kiwango cha juu. Unapoinyoosha, upinzani huongezeka kwa sababu chembe kwenye mpira huhamishwa mbali zaidi. Mara baada ya nguvu kutolewa, mpira utapungua nyuma, ingawa inachukua dakika moja au mbili kurudi kwa urefu wake wa asili. Kwa sababu ya mapungufu haya ya mwili kamba hii ya kunyoosha sio sensor halisi ya laini, kwa hivyo sio sahihi kwa kushangaza lakini kuna njia za kufanya kazi na hii katika ujenzi wa sensor yako. Nyoosha kamba mara nyingine tena kwa kiwango cha juu, na kila mwisho wa saruji za multimeter ziko kila upande wa kamba yako ya mpira, andika thamani ya upinzani, iliyozungushwa mara moja zaidi kwa karibu zaidi ya 10.

Hatua ya 4: Mfumo wa Axel Benz

Tutatumia mzunguko rahisi wa kugawanya voltage ili kutumia upinzani tofauti wa kamba ya kunyoosha kama sensorer ya kupumua. Ikiwa ungependa kujua zaidi juu ya mizunguko ya kugawanya voltage, kimsingi ni vipinga vichache katika safu ambavyo vinageuza voltage kubwa kuwa ndogo. Kulingana na maadili ya vipinga unavyotumia, unaweza kukata 5V yako kutoka Arduino yako hadi sehemu kubwa au ndogo yenyewe na kipinga-kuvuta, ambacho ni muhimu kwa Analog Read. Ikiwa ungependa kujifunza zaidi juu ya hesabu nyuma ya mizunguko ya kugawanya voltage, angalia mafunzo bora huko Sparkfun.

Wakati tunajua kuwa thamani ya kontena la kwanza kwenye mzunguko (sensorer ya kunyoosha) itakuwa katika mtiririko wa kila wakati, tunahitaji kutumia thamani sahihi ya upinzani kwa kontena la kuvuta ili kupata ishara nzuri na anuwai iwezekanavyo.

Kuanza, tumia fomula ya Axel Benz:

Vuta-chini-Mpingaji = mraba wa mraba (Rmin * Rmax)

Kwa hivyo ikiwa thamani ya chini ya kamba yako ya kunyoosha ni 130ohms, na kiwango cha juu ni 240ohms

Kuvuta-chini Mpinzani = mraba wa mraba (130 * 240)

Kuvuta-chini Mpinzani = mraba wa mraba (31200)

Vuta Mpinzani chini = 176.635217327

Kwa hivyo sasa unapaswa kuangalia mkusanyiko wako wa kontena na kubaini kipinga-kesi chako bora "kwa sasa" ni nini. Ikiwa una mkusanyiko wa bits na bobs za nasibu, kikokotozi cha bendi ya rangi ya kipinga inaweza kukusaidia. Kuweka alama kwa mpira huu inaweza kuwa sawa, labda hauna kontena kamili mkononi. Wakati unatumia mzunguko unaweza kupata kwamba lazima ubadilishane kwa njia nyingine yoyote, lakini hii itakupa mwanzo mzuri wa kuanza kucheza.

Mwishowe, nazungusha nambari kwa nambari 10 ya karibu zaidi.

Vuta Mpingaji Chini = 180ohms

Hatua ya 5: Andaa mkate wako wa mkate

Kutumia waya za kuruka, unganisha pini ya 5v ya Arduino kwenye reli yako ya nguvu kwenye ubao wako wa mkate, na kisha unganisha pini ya GND kwenye reli ya chini ya ubao wako wa mkate.

Ninapenda kuchora 5V kutoka Arduino kwa sababu hii inahakikisha kuwa sio lazima kuwa na wasiwasi juu ya kutuma voltage nyingi kwenye pini za analog. Unaweza pia kutumia pini ya voltage 3v3, lakini naona kuwa napata ishara nzuri kutoka kwa kutumia 5v.

Unganisha kontena yako ya kuvuta chini.

Chukua klipu zako zote za alligator na uzinamishe kwenye vituo kwenye pande zote za kamba yako ya kutofautisha ya upinzani. Ambatisha mwisho mmoja wa sehemu hizi za alligator kwenye reli ya 5v. Unganisha klipu nyingine ya alligator kwenye waya katika usanidi ulioonyeshwa kwenye michoro.

Kuhakikisha kuwa mwisho "mwingine" wa kipingamizi chako cha kuvuta-chini na kamba yako ya kunyoosha imeunganishwa, sasa unganisha waya ya kuruka kutoka kwa pini ya analog (wacha tutumie A0) katikati ya sehemu hizi mbili za kuunganisha.

Mwishowe, uliunganisha LED na kipinga 1k kubandika 9 ya Arduino yako.

Hatua ya 6: Panga Arduino yako

Kumbuka: Nimeona tu kuwa watumiaji wa GitHub Non0Mad wameboresha nambari yangu! (Asante) Jaribu nambari hii ikiwa unapendelea:

Ikiwa ungependa kujaribu ile niliyoifanya, tumia mchoro ulioambatishwa wa "RespSensorTest.ino" kwenye Arduino yako.

Kuwa mwangalifu usiguse chuma kilicho wazi, chukua vipande vyako vya alligator na unyooshe bendi ya mpira. Tazama mwangaza wa LED ndani na nje unapojinyoosha. Fungua Monitor yako ya Serial, na angalia mabadiliko yako ya voltage ya Analog. Ikiwa haufurahii maadili yanayofifia au nambari zako, unaweza kujaribu vitu kadhaa:

1) Jaribu kubadilisha thamani nyingine ya kipingamizi inayofanana na ile ya mwisho uliyotumia. Je! Inaleta tofauti nzuri? (Hii ndio njia bora ya kuifanya)

2) Ikiwa unachotaka kufanya ni kuwasha taa ya LED, jaribu kupingana na anuwai ya scaleValue kuona ikiwa unaweza kutoa safu bora kwa njia hiyo. (Hii inaweza kuwa njia rahisi ya kuifanya)

Mara tu unapofurahi vya kutosha na nambari zako na mwangaza wa LED, ni wakati wa kuiga mfano wa kuvaa kifuani mwako! Zima Arduino yako na uzima nguvu kwenye ubao wa mkate kwa hatua inayofuata.

Hatua ya 7: Tengeneza Bendi ya Pumzi ya Mfano

Njia ya haraka zaidi ya kutengeneza bendi ya mfano ni kupiga tu kitu pamoja na mkanda wa bomba. Chukua mkanda mrefu wa mkanda wa bomba (karibu 30 "-36" inapaswa kufunika zaidi, lakini mwishowe hii ni duara tu ya kifua chako) na uikunje ili pande zenye kunata zishike yenyewe. Piga mashimo upande wowote wa mkanda wako wa mkanda, kwa hivyo inafanana na ukanda.

Tumia screws kupata vituo kwenye mashimo yaliyopigwa kwa sensor yako, na unganisha vizuri kipande chako cha mkanda mrefu ndani ya kitanzi unachovaa kifuani mwako. Unataka kuhakikisha kuwa "ukanda" wako unakutana na wewe au fumbo la somo la somo lako, lakini hakikisha kuwa kuna nafasi ya kutosha ya pumzi zinazoingia kunyoosha kamba.

Mwishowe, inganisha tena klipu zako za alligator na ubonyeze kila moja ya kuruka kutoka mwisho wa kamba ya kunyoosha kurudi mahali kwenye ubao wa mkate. Sasa tuko tayari kujaribu mfano!

Hatua ya 8: Jaribu Mfano

Washa Arduino na uendesha sketchagain iliyopita. Je! Maadili hayo ya Analog yanafanyaje? Je! Unapata azimio zuri la data na pumzi zako? Je! LED ina utofauti mzuri wa nuru unapopumua na kutoka? Ikiwa sivyo, jaribu kubadilisha kipinzani chako cha kuvuta chini kwa thamani iliyo karibu ili kuona ikiwa maadili unayosoma yanakuwa bora zaidi.

Unapokuwa umekaa kwenye kontena bora la kuvuta, furahiya! Mzunguko wako umekamilika, kupumua kwako kunarekodiwa, na LED itafuata pumzi yako kwa furaha.

Kwa kweli iwe wewe au mtu mwingine mwishowe atakutengenezea bendi kutoka kwa kitambaa cha kutengenezea kisichokuwa cha kusonga na kunyoosha kidogo ndani yake yenyewe, na mkanda wa D-Ring kukaza. (Velcro ni sawa kama kifunga lakini ni fujo kamili na nguo na sweta wakati mwingine.) Unaweza kushona kamba ya kusonga ndani ya bendi hii, kwa kweli vituo vya duara ni vyema kuifunga kitambaa. Kwa kitu cha kudumu zaidi kuliko klipu za alligator, unaweza kutaka kutuliza waya chache ndefu nyingi zilizofungwa hadi mwisho wa viunganishi vya wastaafu na uziambatanishe na mzunguko wako.