Kifaa cha Kuhamasisha Usawa: Hatua 22

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:49

Sisi ni wanafunzi wa uhandisi ambao wanatafuta kuwa sawa kimwili.

Tunajua ni nini kuwa na kazi ya shule inayoonekana kuwa nyingi sana ili kutoka na kufanya mazoezi. Kuchukua ndege wawili kwa jiwe moja, tuliamua kutumia mradi wa mwisho katika moja ya madarasa yetu ya uhandisi kuchukua masomo ya msingi ya biosensor wakati wa mazoezi. Hasa haswa, mradi huu unaruhusu mtumiaji kuchukua usomaji kutoka kwa kipima kasi (ACC) na elektroniki ya elektroniki (EMG) wakati wa kuwasilisha habari ya pato kwa LED mbili na onyesho ndogo la dijiti.

Ikiwa unafurahiya mzunguko, Arduino, utengenezaji wa mbao, kuweka alama, uhandisi wa biomedical, au kutengeneza, mradi huu unaweza kuwa kwako!

Angalia unachotengeneza

Kabla ya kuanza mradi huu, tafadhali chukua dakika kuona kile unachotengeneza kwenye video hapo juu.

Kwa asili, mradi huu hukuruhusu kuchanganya sehemu nyingi za kile unachojua. Ikiwa unatokea kuwa mpya kwa uhandisi wa biomedical (BME) au biosensors, hakuna shida. Kuna sensorer mbili za msingi ambazo hutumiwa katika mradi huu. Sensorer hizi ni accelerometer na electromyogram (EMG). Kama jina linavyoweza kupendekeza, accelerometer ni tu sensa inayopima kuongeza kasi. Chini ya intuitively, electromyogram hupima shughuli za umeme kwenye misuli ambayo elektroni zake zinazofanana zinaambatanishwa. Katika mradi huu, bioelectrode tatu za uso zilitumika kutoka kwa risasi ya umeme ambayo ishara zilizopimwa kutoka kwa ndama wa mada iliyoambatanishwa.

Vifaa na Zana

Vifaa

Ili kujenga mradi huu, utahitaji yafuatayo:

• bodi ya Arduino Uno (ambayo inaweza kununuliwa kwa
• usambazaji wa umeme wa 9V (ambayo inaweza kununuliwa kwa
• kitanda kilichochomekwa cha Bitalino (ambacho kinaweza kununuliwa kwa www.bitalino.com)
• kuzuka na ngao ya Adafruit 1.8 "TFT pamoja na nusu-perobo-protoboard (ambayo inaweza kununuliwa kwa www.adafruit.com)
• waya za kuruka zilizo na waya, LEDs, vipingao vya 220 Ohm, solder, na flux (inaweza kununuliwa kwa www.radioshack.com)
• 1/2 "screws za kuni, 5/8" kumaliza kucha, kipande cha 4 "x4" cha chuma cha karatasi ya kupima 28, bawaba mbili ndogo, na utaratibu rahisi wa latch (inaweza kununuliwa kwa www.lowes.com)

• miguu mitano ya mbao

  Kumbuka: Mbao ngumu inaweza kununuliwa kwa www.lowes.com, lakini tunapendekeza kupata mtemaji wa ndani na kutumia kuni kutoka kwa mtu huyo. Vipimo vya kuni vilivyotumiwa katika mradi huu sio kawaida sana, kwa hivyo uwezekano wa kupata kuni kabla ya kukatwa kwa vipimo vya unene ni duni sana

  Zana

• chuma ya kuuza (ambayo inaweza kununuliwa kutoka www.radioshack.com)

• zana nyingi za kutengeneza miti, ambazo zimejumuishwa kwenye picha zilizo hapo juu na zilizoorodheshwa hapa

  • msuli ya kilemba (ambayo inaweza kununuliwa kutoka www.lowes.com)
  • Shopsmith au saw sawa ya meza (ambayo inaweza kununuliwa kwa www.shopsmith.com)
  • mpangaji wa unene (ambao unaweza kununuliwa kwa www.sears.com)
  • nyundo, vipande vya kuchimba visima, mkanda wa kupimia, na penseli (inaweza kununuliwa kwa www.lowes.com)
  • kuchimba visivyo na waya na betri (inaweza kununuliwa kwa www.sears.com)
  • bendi ya bendi (inaweza kununuliwa kutoka www.grizzly.com)

Zana za hiari

• chuma kinachouzwa (inaweza kununuliwa kutoka www.radioshack.com)
• mpangaji wa jointer (inaweza kununuliwa kutoka www.sears.com)

Maandalizi

Ingawa hii sio ngumu kufundisha kufanya, sio rahisi zaidi. Ujuzi wa lazima katika kuweka coding, nyaya za wiring, kutengeneza na kutengeneza mbao ni muhimu. Kwa kuongeza, kazi ya awali na Arduino au Adafruit itasaidia.

Kozi rahisi ya programu au uzoefu wa vitendo katika somo inapaswa kuwa ya kutosha kwa upeo wa hii inayoweza kufundishwa.

Mzunguko wa kutengeneza waya na wiring hujifunza vizuri zaidi kwa kufanya vitendo hivi. Wakati kozi ya nadharia inaweza kuwa muhimu katika uelewa wa kiufundi wa nyaya, ni ya matumizi kidogo isipokuwa umeunda nyaya kadhaa ndani yake! Wakati wa wiring, jaribu kufanya wiring iwe ya moja kwa moja iwezekanavyo. Epuka kuvuka waya au kutumia waya mrefu zaidi kuliko lazima, kila inapowezekana. Hii itakusaidia kutatua shida wakati inaonekana imekamilika na haifanyi kazi vizuri. Wakati wa kutengenezea, hakikisha unatumia mtiririko wa kutosha kuweka solder inapita mahali unataka. Kutumia mtiririko mdogo sana kutafanya tu mchakato wa kutengenezea usumbufu zaidi kuliko inavyotakiwa kuwa. Walakini, usitumie solder nyingi. Linapokuja suala la kutengenezea, kuongeza nyenzo nyingi za solder kwa ujumla haisaidii kufanya unganisho la soldered liwe bora. Badala yake, solder nyingi inaweza kufanya muunganisho wako uonekane busara, hata ikiwa ilifanywa vibaya.

Useremala ni biashara ya mikono. Kwa kweli inachukua mazoezi. Asili ya mali ya kuni husaidia, kama ile iliyotolewa kwa Wood na Eric Meier, haswa ikiwa utafanya miradi zaidi ya usanifu siku zijazo. Walakini, hii haihitajiki. Baada ya kumtazama fundi akifanya kazi ya kuni au kufanya uchoraji mwenyewe unapaswa kuwa msingi wa kutosha wa mradi huu. Kujua njia yako karibu na duka la kuni ni muhimu pia. Kuelewa ni zana gani zinazofanya kazi zilizopewa zitakusaidia kufanya mradi ufanyike haraka na salama kuliko inavyoweza kufanywa vinginevyo.

Maeneo muhimu

• www.github.com; tovuti hii husaidia kuendesha nambari
• www.adafruit.com; tovuti hii inakuambia jinsi ya kuweka waya kwenye skrini ya TFT
• www.fritzing.com; tovuti hii husaidia kuteka na kufikiria mizunguko

Usalama

Kabla ya kuendelea, tunahitaji kuzungumza juu ya usalama. Usalama unahitaji kubaki kwanza kabisa kufanya mafundisho au karibu kitu kingine chochote maishani, kwa sababu ikiwa mtu anaumia, haifurahishi kwa mtu yeyote.

Ingawa hii inaweza kufundisha biosensors, sehemu au kifaa kilichokusanyika sio kifaa cha matibabu. Hazipaswi kutumiwa kwa madhumuni ya matibabu au kubebwa kama vile.

Hii inajumuisha matumizi ya umeme, chuma cha kutengeneza, na zana za umeme. Kwa uzembe au ukosefu wa ufahamu, vitu hivi vinaweza kuwa hatari.

Umeme unahitajika kuwezesha onyesho la Arduino, Adafruit, na LEDs. Imetolewa na betri ya 9V. Kwa ujumla, wakati wa kuingiliana na umeme, ni ngumu kuwa salama sana.

Walakini, vidokezo muhimu vya usalama wa umeme hufuata:

• Weka mikono yako kavu na hakikisha ngozi juu yake haijavunjika.
• Ikiwa sasa lazima ipitishwe kupitia wewe, jaribu kuweka alama za kuingia na kutoka kwenye ncha moja.
• Kutoa njia za kutuliza, wavunjaji wa mzunguko, na wasumbufu wa makosa kwa nyaya zote. Hizi husaidia kuzuia kupakia kwa mizunguko au kuvuja kwa sasa, ikiwa kitu kitaenda vibaya na kifaa au njia ya umeme.
• Usitumie vifaa vya umeme wakati wa mvua za ngurumo au katika hali zingine ambapo nguvu za umeme zina kiwango cha juu cha matukio kuliko kawaida.
• Usizame vifaa vya umeme au jaribu kuzitumia ukiwa katika mazingira yenye maji.
• Rekebisha mizunguko tu wakati umeme umekatika.

Chuma cha kutengeneza ni kifaa cha umeme. Hapa, tahadhari zote za usalama kwa vifaa vya umeme zinatumika. Walakini, ncha ya chuma pia huwa moto sana. Ili kuepuka kuchomwa moto, epuka kuwasiliana na ncha ya chuma. Shikilia chuma na solder kwa njia ambazo ikiwa moja ya vitu vitateleza kutoka kwa mtego wako, mikono yako haitawasiliana na ncha ya chuma.

Zana za umeme pia zinahitaji umeme. Hapa, fuata tahadhari za usalama wa umeme zilizoonyeshwa hapo juu. Kwa kuongeza, fahamu kuwa zana za nguvu zina sehemu nyingi zinazohamia. Kwa hivyo, weka mwili wako na kitu kingine chochote unachojali kando na sehemu hizi wakati zana zinatumika. Kumbuka kwamba chombo hakijui ni nini kinachokata au kutengeneza. Kama mwendeshaji, unawajibika kwa uendeshaji salama wa zana za umeme. Weka walinzi wa usalama na ngao mahali wakati unatumia zana za umeme.

Vidokezo na Vidokezo

Habari ifuatayo inaweza kuwa muhimu wakati wote wa kufundisha. Sio kila kidokezo au ncha inatumika kwa kila hatua, lakini busara inapaswa kuwa mwongozo wa vidokezo na vidokezo vinavyotumika katika kila kisa.

• Wakati wiring, rangi ya waya haijalishi. Walakini, inaweza kusaidia kuanzisha mpango wa rangi na kuendana nayo wakati wa mradi wako wote. Kwa mfano, kutumia waya mwekundu kwa voltage inayotolewa kwenye mzunguko inaweza kusaidia.
• Bioelectrode lazima ziwekwe kwenye sehemu iliyonyolewa ya mwili. Nywele husababisha kelele ya ziada na mabaki ya mwendo katika ishara zilizokusanywa.
• Waya zilizounganishwa na bioelectrode lazima zizuiwe kusonga zaidi ya lazima ili kuepuka mabaki ya mwendo. Sock ya kukandamiza au mkanda hufanya kazi vizuri katika kupata waya hizi.
• Solder ipasavyo. Hakikisha kila muunganisho uliouzwa unatosha na angalia unganisho hili ikiwa mzunguko unaonekana kuwa kamili lakini haifanyi kazi vizuri.
• Wakati wa kupanga ndege, vipande vya ndege sio chini ya inchi sita kwa urefu. Kupanga vipande chini ya urefu huu kunaweza kusababisha snipe, au kupindukia kwa vipande vya kazi.
• Vivyo hivyo, usisimame moja kwa moja mbele ya mpangaji. Badala yake, simama karibu nayo wakati vipande vya kazi vikiingizwa na kupokelewa kutoka kwa mpangaji.
• Unapotumia msumeno, hakikisha vipande vya kazi vinabaki dhidi ya walinzi au ua unaofaa. Hii husaidia kuhakikisha kukata salama, sahihi.
• Toa mashimo ya majaribio wakati wa kufunga na vis au misumari. Kidogo cha majaribio kinapaswa kuwa kipenyo kidogo kuliko kitango kilichokusudiwa, lakini sio chini ya nusu ya kipenyo cha kufunga. Hii husaidia kuzuia kugawanyika na kupasuliwa kwa kuni kufungwa kwa kupunguza mafadhaiko mengi kutokana na uwepo wa kifunga.
• Ikiwa kuchimba mashimo ya rubani kwa kucha, jaribu kuweka shimo la majaribio sehemu ya nane ya inchi zaidi kuliko urefu uliokusudiwa wa msumari. Hii inasaidia kutoa kitu cha msumari kuzama ndani na hutoa msuguano wa kutosha kusaidia kushikilia msumari wakati unapozama.
• Wakati wa kupiga nyundo, endesha moja kwa moja kwenye kichwa cha msumari na katikati ya kichwa cha nyundo. Chukua swings wastani kinyume na swings kihafidhina tu, kama swings kihafidhina kwa ujumla haitoi nishati ya kutosha kuendesha msumari, lakini badala tu kusambaza nishati ya kutosha kwa kusababisha msumari keel juu na bend katika njia zisizohitajika.
• Tumia kucha ya nyundo kuondoa misumari ambayo haiendeshi kama ilivyokusudiwa.
• Weka mikono yako wazi kwenye mstari wa kukata kwa visu za msumeno. Ikiwa kitu kitaenda vibaya, hutaki mkono wako ukatwe.
• Ili kuokoa muda, pima mara mbili na ukate mara moja. Ukishindwa kufanya hivyo itakusababisha utengeneze vipande kadhaa zaidi ya mara moja.
• Tumia blade kali kwenye mpangaji wa unene na misumeno. Kwenye misumeno, vile vyenye hesabu kubwa ya meno ni nzuri kwa kutoa ukata laini karibu na ubora wa kumaliza. Katika kutengeneza mradi huu, tulitumia blade 96 ya kukatwa kwa usahihi wa jino 12 juu ya msumeno wa Dewalt mara mbili ya kilemba na blade iliyo na meno angalau 6 kwa inchi moja kwenye bendi ya msumeno.
• Weka gari la Shopsmith katika kiwango kinachopendekezwa cha usanidi wa saw ya meza. Hakikisha meza imerekebishwa kwa urefu unaofaa, bila kufunua blade zaidi ya lazima kufanya kila kukatwa.

Hatua ya 1: Wacha tuanze

Jenga sehemu ya mzunguko kwanza. Anza kwa nguvu ya wiring na ardhi kwa kitabu cha maandishi.

Hatua ya 2: Kuongeza Biosensors

Wiring biosensors kwenye perma-protoboard na kumbuka ni sensor ipi. Tulitumia ishara upande wa kushoto kwenye mchoro kama kasi ya kasi.

Hatua ya 3: Ikiwa ni pamoja na LEDs

Ifuatayo, ongeza LED. Kumbuka kuwa mwelekeo wa LED hauna maana.

Hatua ya 4: Kuongeza onyesho

Ongeza onyesho la dijiti. Tumia wiring iliyotolewa kwenye wavuti hii kusaidia:

Hatua ya 5: Saa ya Kuandika

Kwa kuwa sasa mzunguko umekamilika, pakia nambari yake. Nambari iliyoambatanishwa ni nambari tuliyotumia kumaliza mradi huu. Picha ni mfano wa jinsi nambari inapaswa kuonekana wakati inafunguliwa vizuri. Hapa ndipo utatuzi unaweza kuanza kabisa. Ikiwa mambo yanafanya kazi vizuri, ishara kutoka kwa accelerometer husomwa kwanza. Ikiwa ishara iko chini ya kizingiti, LED nyekundu inawasha, LED ya kijani bado haijawashwa, na onyesho linasomeka "Amka!". Wakati huo huo, ikiwa ishara ya accelerometer iko juu ya kizingiti, LED nyekundu imezimwa, LED ya kijani imewashwa, na skrini inasomeka "Njoo!". Kwa kuongeza, ishara ya EMG inasomwa. Ikiwa ishara ya EMG iko juu ya kizingiti kilichowekwa, onyesho la dijiti linasoma "Kazi nzuri!" Walakini, ikiwa ishara ya EMG iko chini ya kizingiti, skrini inasomeka "Endelea!". Hii inarudiwa kwa muda, na hali ya LED na skrini hubadilika kama pembejeo kutoka kwa accelerometer na EMG inahitajika sana. Vizingiti vilivyowekwa kwa kasi na EMG inapaswa kuwekwa kulingana na upimaji na mada fulani wakati wa kupumzika. na mazoezi.

Ili kupata nambari hii katika GitHub, tafadhali bonyeza HAPA!

Hatua ya 6: Kupanga

Anza kutengeneza masanduku kuwa na mzunguko na betri.

Kumbuka kuwa michoro yote iliyoonyeshwa hapa baadaye ina vipimo vilivyoainishwa kwa inchi, isipokuwa imewekwa alama nyingine.

Anza kwa kupanga kuni zinazohitajika kwa mradi hadi unene sahihi na mpangaji wa unene. Karibu miguu mitatu na nusu ya bodi inapaswa kupangwa kwa unene wa 1/2 ". Nusu ya mguu wa bodi inapaswa kupangwa kwa unene wa 3/8". Nusu ya mguu wa bodi inapaswa kupangwa kwa unene wa 1/4.

Hatua ya 7: Chini ya Sanduku la Msingi

Tengeneza chini ya sanduku la msingi kwa vipimo vilivyoonyeshwa na funga bodi ya mzunguko na Arduino kwake. Bonyeza kwenye picha kufunua vipimo hivi.

Hatua ya 8: Mwisho wa Sanduku la Msingi

Fanya mwisho wa sanduku la msingi kwa vipimo vilivyoonyeshwa na uzifungishe chini ya sanduku la msingi.

Hatua ya 9: Pande za Sanduku la Msingi- Upande wa Sensorer

Endelea kwa kutengeneza upande wa sensorer ya sanduku la msingi kwa vipimo vilivyoonyeshwa na uiambatanishe kwa sanduku lote na kucha za kumaliza.

Hatua ya 10: Pande za Sanduku la Msingi- Upande wa Skrini

Fanya upande wa skrini ya sanduku la msingi kwa vipimo vilivyoainishwa na uiambatanishe kwa sanduku lote.

Hatua ya 11: Angalia Ulicho nacho

Kwa wakati huu, angalia kuhakikisha kuwa umbo la kisanduku cha msingi ni kama ilivyoonyeshwa hapa, hata kama vipimo vingine vinapaswa kutofautiana kwa sababu ya chaguo lako la uwekaji wa vifaa au vifaa.

Hatua ya 12: Juu ya Sanduku la Msingi

Tengeneza sehemu ya juu ya kisanduku cha msingi kama inavyoonyeshwa. Bonyeza picha iliyoonyeshwa ili kuipanua kwa ukubwa kamili na uone vipimo vinavyohusiana.

Hatua ya 13: Yote hutegemea hii

Funga juu ya sanduku la msingi kwa sanduku lote la msingi ukitumia bawaba mwishoni na taa za taa. Hakikisha juu ya sanduku ni mraba na sanduku lote kabla ya kushikamana na bawaba ndogo.

Hatua ya 14: Latch It

Sakinisha latch ndogo mbele ya sanduku, mwishoni mkabala na bawaba. Hii inazuia sanduku la msingi kufungua isipokuwa wakati inahitajika.

Hatua ya 15: Buckle Up

Ili kusaidia kufanya kifaa hiki kiweze kusonga, pindisha kipande chembamba cha karatasi pamoja na moja ya vipimo vyake ili mkanda uweze kutoshea kati yake na chini ya sanduku la msingi. Baada ya kuinama, ambatanisha chini ya sanduku la msingi na visu za kuni.

Hatua ya 16: Msingi wa Sanduku la Betri

Sasa ni wakati wake wa kutengeneza sanduku la betri. Fanya msingi wa sanduku hili kwa vipimo vilivyoonyeshwa.

Hatua ya 17: Mwisho wa Sanduku la Batri

Tunapofanya mwisho wa sanduku la betri, tulitumia nyenzo 3/8 Tumia vipimo vilivyoainishwa kutengeneza ncha na kuzifunga kwenye msingi wa sanduku la betri.

Hatua ya 18: Juu ya Sanduku la Betri

Tulitengeneza sehemu ya juu ya sanduku la betri kwa kukata vifaa vyenye urefu wa 1/4 na kilemba cha kilemba na upana unaofaa kwa kutumia msumeno wa bendi. Kuona vipimo bonyeza picha ili kuipanua.

Hatua ya 19: Weka Kifuniko kwenye Sanduku la Betri

Kutumia utaratibu ule ule uliotumiwa kuweka kifuniko kwenye sanduku la msingi, ambatanisha kifuniko cha sanduku la betri kwenye mwili wa sanduku la betri.

Hatua ya 20: Angalia Sanduku la Betri

Kwa wakati huu, angalia sanduku la betri ili kuhakikisha kuwa inaonekana kama picha iliyoonyeshwa hapa. Ikiwa haifanyi hivyo, sasa itakuwa wakati mzuri wa kupitia tena hatua kadhaa za awali!

Hatua ya 21: Funga Sanduku la Betri kwenye Sanduku la Msingi

Weka sanduku la betri juu ya sanduku la msingi. Tumia screws za kuni au kumaliza kucha kumaliza kumaliza sanduku la betri kwenye sanduku la msingi.

Hatua ya 22: Mawazo zaidi

Ikiwa umefuata hatua hizi, umeifanya! Baada ya kutekeleza vifaa na programu, tuliweza kutumia kifaa. Katika hali yake ya sasa, kifaa kina matumizi madogo, lakini bado ni mchanganyiko wa kuvutia wa mambo tofauti ya muundo. Matokeo hufanya kila kitu tulichokusudia baada ya kupokea ishara kutoka kwa pembejeo za biosensor. Kwa jumla, kifaa kina uzito wa pauni chache.

Katika matoleo yajayo, itakuwa ya kupendeza kukifanya kifaa kiwe kidogo na kuchukua nafasi kidogo. Ikiwa hii ingewezekana, kifaa kingekuwa muhimu zaidi na kingeweza kuvaliwa kwa urahisi wakati wa mazoezi. Ili kufanikisha hili, tunapendekeza kujaribu kutumia uchapishaji wa masanduku ya Arduino micro na 3-D. Ili kusaidia kuokoa nafasi, itakuwa vizuri kujaribu kutumia betri inayoweza kuchajiwa ambayo inachukua nafasi kidogo kuliko betri rahisi ya 9V. Ukubwa wa sanduku la betri inaweza kupunguzwa ipasavyo.