Perangkat Motivator Kebugaran: 22 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Kami adalah mahasiswa teknik yang berusaha untuk menjadi sehat secara fisik.

Kami tahu bagaimana rasanya memiliki terlalu banyak pekerjaan sekolah untuk keluar dan berolahraga. Untuk mengeluarkan dua burung dengan satu batu, kami memutuskan untuk menggunakan tugas akhir di salah satu kelas teknik kami untuk mengambil pembacaan biosensor dasar saat berolahraga. Lebih khusus lagi, proyek ini memungkinkan pengguna untuk mengambil pembacaan dari accelerometer (ACC) dan electromyogram (EMG) sambil menyampaikan informasi output ke dua LED dan layar digital kecil.

Jika Anda menyukai sirkuit, Arduino, pengerjaan kayu, pengkodean, teknik biomedis, atau penyolderan, proyek ini mungkin cocok untuk Anda!

Lihat Apa yang Anda Buat

Sebelum Anda memulai proyek ini, luangkan waktu sebentar untuk melihat apa yang Anda buat dalam video di atas.

Intinya, proyek ini memungkinkan Anda untuk menggabungkan beberapa aspek dari apa yang Anda ketahui. Jika Anda baru mengenal teknik biomedis (BME) atau biosensor, tidak masalah. Ada dua sensor utama yang digunakan dalam proyek ini. Sensor ini adalah accelerometer dan electromyogram (EMG). Seperti namanya, akselerometer hanyalah sensor yang mengukur akselerasi. Kurang intuitif, elektromiogram mengukur aktivitas listrik di otot yang elektroda yang sesuai terpasang. Dalam proyek ini, tiga bioelektroda gel permukaan digunakan dari kabel listrik yang mengukur sinyal yang berasal dari betis subjek yang dilampirkan.

Bahan dan alat

Bahan

Untuk membangun proyek ini, Anda akan membutuhkan yang berikut:

• papan Arduino Uno (yang dapat dibeli di
• catu daya baterai 9V (yang dapat dibeli di
• kit terpasang Bitalino (yang dapat dibeli di www.bitalino.com)
• sebuah breakout dan pelindung layar TFT Adafruit 1,8" selain perma-protoboard setengah ukuran (yang dapat dibeli di www.adafruit.com)
• berbagai macam kabel jumper, LED, resistor 220 Ohm, solder, dan flux (dapat dibeli di www.radioshack.com)
• Sekrup kayu 1/2", paku finishing 5/8", sepotong baja lembaran 28 ukuran 4"x4", dua engsel kecil, dan mekanisme kait sederhana (dapat dibeli di www.lowes.com)

• lima kaki papan kayu

  Catatan: Kayu keras dapat dibeli di www.lowes.com, tetapi kami sarankan untuk mencari penggergajian lokal dan menggunakan kayu dari orang tersebut. Dimensi kayu yang digunakan dalam proyek ini tidak terlalu umum, sehingga kemungkinan menemukan kayu pra-potong dengan dimensi ketebalan yang diperlukan cukup tipis

  Peralatan

• besi solder (yang dapat dibeli dari www.radioshack.com)

• banyak alat pertukangan, yang termasuk dalam foto di atas dan tercantum di sini

  • gergaji mitra (yang dapat dibeli dari www.lowes.com)
  • seorang Shopsmith atau gergaji meja yang setara (yang dapat dibeli di www.shopsmith.com)
  • ketebalan planer (yang dapat dibeli di www.sears.com)
  • palu, mata bor, pita pengukur, dan pensil (dapat dibeli di www.lowes.com)
  • bor dan baterai tanpa kabel (dapat dibeli di www.sears.com)
  • gergaji pita (dapat dibeli dari www.grizzly.com)

Alat Opsional

• setrika de-solder (dapat dibeli dari www.radioshack.com)
• jointer planer (dapat dibeli dari www.sears.com)

Persiapan

Meskipun ini bukan instruksi yang paling menantang untuk dilakukan, ini juga bukan yang paling sederhana. Pengetahuan prasyarat dalam pengkodean, sirkuit kabel, penyolderan, dan pengerjaan kayu diperlukan. Selain itu, pekerjaan sebelumnya dengan Arduino atau Adafruit akan sangat membantu.

Kursus pemrograman sederhana atau pengalaman praktis dalam subjek harus cukup untuk ruang lingkup instruksi ini.

Sirkuit penyolderan dan pengkabelan paling baik dipelajari dengan melakukan tindakan ini. Sementara kursus sirkuit teoretis mungkin berguna dalam pemahaman teknis sirkuit, itu tidak banyak berguna kecuali Anda membangun beberapa sirkuit di dalamnya! Saat memasang kabel, cobalah untuk membuat kabel sesederhana mungkin. Hindari menyilangkan kabel atau menggunakan kabel yang lebih panjang dari yang diperlukan, bila memungkinkan. Ini akan membantu Anda memecahkan masalah sirkuit ketika tampaknya selesai dan tidak berfungsi dengan benar. Saat menyolder, pastikan Anda menggunakan fluks yang cukup agar solder tetap mengalir ke tempat yang Anda inginkan. Menggunakan fluks yang terlalu sedikit hanya akan membuat proses penyolderan lebih membuat frustrasi daripada yang seharusnya. Meskipun demikian, jangan terlalu banyak menggunakan solder. Dalam hal menyolder, menambahkan terlalu banyak bahan solder umumnya tidak membantu membuat sambungan solder menjadi lebih baik. Sebaliknya, terlalu banyak solder dapat membuat koneksi Anda terlihat masuk akal, meskipun dibuat dengan tidak benar.

Pengerjaan kayu adalah perdagangan langsung. Ini pasti membutuhkan beberapa latihan. Latar belakang dalam sifat material kayu membantu, seperti yang disediakan di Wood oleh Eric Meier, terutama jika Anda akan melakukan lebih banyak proyek pengerjaan kayu di masa depan. Namun, ini tidak diperlukan. Setelah menyaksikan seorang pengrajin mengerjakan kayu atau mengerjakan sendiri beberapa pengerjaan kayu harus menjadi latar belakang yang cukup untuk proyek ini. Mengetahui jalan Anda di sekitar toko kayu juga penting. Memahami alat apa yang melakukan fungsi tertentu akan membantu Anda menyelesaikan proyek lebih cepat dan aman daripada yang bisa dilakukan sebaliknya.

Situs Berguna

• www.github.com; situs ini membantu memanipulasi kode
• www.adafruit.com; situs ini memberi tahu Anda cara menyambungkan layar TFT
• www.fritzing.com; situs ini membantu Anda menggambar dan membuat konsep sirkuit

Keamanan

Sebelum melanjutkan, kita perlu berbicara tentang keselamatan. Keselamatan harus tetap menjadi yang pertama dan terutama dalam melakukan instruksi atau hampir semua hal lain dalam hidup, karena jika seseorang terluka, itu tidak menyenangkan bagi siapa pun.

Meskipun instruksi ini menggabungkan biosensor, baik bagian atau perangkat rakitannya bukanlah perangkat medis. Mereka tidak boleh digunakan untuk tujuan medis atau ditangani seperti itu.

Instruksi ini melibatkan penggunaan listrik, besi solder, dan perkakas listrik. Dengan kelalaian atau kurangnya pemahaman, hal-hal ini bisa menjadi berbahaya.

Listrik diperlukan untuk menyalakan Arduino, layar Adafruit, dan LED. Ini dipasok oleh baterai 9V. Secara umum, ketika berinteraksi dengan listrik, sulit untuk terlalu aman.

Meskipun demikian, beberapa tips keselamatan listrik yang berguna berikut ini:

• Jaga tangan Anda tetap kering dan pastikan kulitnya tidak rusak.
• Jika arus harus melewati Anda, cobalah untuk menjaga titik masuk dan keluar pada ekstremitas yang sama.
• Menyediakan sarana pembumian, pemutus sirkuit, dan pemutus gangguan untuk semua sirkuit. Ini membantu mencegah kelebihan sirkuit atau kebocoran arus, jika terjadi kesalahan dengan perangkat atau jalur listrik.
• Jangan gunakan perangkat listrik selama badai petir atau dalam kasus lain di mana lonjakan listrik memiliki tingkat insiden yang lebih tinggi dari biasanya.
• Jangan merendam perangkat listrik atau mencoba menggunakannya saat berada di lingkungan berair.
• Ubah sirkuit hanya ketika daya terputus.

Besi solder adalah perangkat listrik. Di sini, semua tindakan pencegahan keselamatan untuk perangkat listrik berlaku. Namun, ujung setrika juga menjadi sangat panas. Untuk menghindari terbakar, hindari kontak dengan ujung setrika. Pegang setrika dan solder sedemikian rupa sehingga jika salah satu benda terlepas dari genggaman Anda, tangan Anda tidak akan menyentuh ujung setrika.

Alat-alat listrik juga membutuhkan listrik. Di sini, patuhi tindakan pencegahan keselamatan listrik yang ditunjukkan di atas. Selain itu, ketahuilah bahwa perkakas listrik memiliki banyak bagian yang bergerak. Karena itu, jauhkan tubuh Anda dan apa pun yang Anda pedulikan dari bagian-bagian ini saat alat sedang digunakan. Ingatlah bahwa pahat tidak tahu apa yang sedang dipotong atau dikerjakan. Sebagai operator, Anda bertanggung jawab atas pengoperasian perkakas listrik yang aman. Jaga agar pelindung dan pelindung keselamatan tetap di tempatnya saat menjalankan perkakas listrik.

Petunjuk dan Tip

Informasi berikut dapat berguna di seluruh instruksi ini. Tidak setiap petunjuk atau tip berlaku untuk setiap langkah, tetapi akal sehat harus menjadi panduan tentang petunjuk dan tip mana yang berlaku dalam setiap kasus.

• Saat memasang kabel, warna kabel tidak masalah. Namun, akan sangat membantu untuk membuat skema warna dan konsisten dengannya di seluruh proyek Anda. Misalnya, menggunakan kabel merah untuk tegangan suplai positif dalam rangkaian dapat membantu.
• Bioelektroda harus ditempatkan pada bagian tubuh yang dicukur bersih. Rambut menyebabkan kebisingan berlebih dan artefak gerak dalam sinyal yang dikumpulkan.
• Kabel yang terpasang pada bioelektroda harus dicegah agar tidak bergerak lebih dari yang diperlukan untuk menghindari artefak gerak. Kaus kaki atau selotip kompresi berfungsi dengan baik untuk mengamankan kabel ini.
• Solder dengan tepat. Pastikan setiap sambungan yang disolder cukup dan periksa sambungan ini jika rangkaian tampak lengkap tetapi tidak berfungsi dengan baik.
• Saat merencanakan, bidang potongan material tidak kurang dari enam inci panjangnya. Meratakan potongan yang kurang dari panjang ini dapat menyebabkan snipe, atau tendangan balik yang berlebihan pada benda kerja.
• Demikian pula, jangan berdiri langsung di depan planer. Sebaliknya, berdiri di sampingnya saat benda kerja dimasukkan dan diterima dari planer.
• Saat menggunakan gergaji, pastikan benda kerja tetap menempel pada pelindung atau pagar yang sesuai. Ini membantu memastikan pemotongan yang aman dan akurat.
• Sediakan lubang pilot saat mengencangkan dengan sekrup atau paku. Bit percontohan harus berdiameter lebih kecil dari pengencang yang dimaksudkan, tetapi tidak kurang dari setengah dari diameter pengencang. Ini membantu untuk menghindari terbelah dan pecahnya kayu yang diikat dengan menghilangkan stres yang berlebihan karena adanya pengikat.
• Jika mengebor lubang pilot untuk paku, cobalah untuk menjaga lubang pilot seperdelapan inci lebih dangkal dari panjang paku yang dimaksudkan. Ini membantu memberi kuku sesuatu untuk meresap dan memberikan gesekan yang cukup untuk membantu menahan kuku di tempatnya saat tenggelam.
• Saat memalu, arahkan lurus ke kepala paku dengan bagian tengah kepala palu. Ambil ayunan moderat sebagai lawan hanya ayunan konservatif, karena ayunan konservatif umumnya tidak memberikan energi yang cukup untuk menggerakkan paku, melainkan hanya memasok energi yang cukup untuk menyebabkan paku jatuh dan menekuk dengan cara yang tidak diinginkan.
• Gunakan cakar palu untuk menghilangkan paku yang tidak dapat digerakkan sebagaimana dimaksud.
• . Jauhkan tangan Anda dari garis pemotongan mata gergaji. Jika terjadi kesalahan, Anda tidak ingin tangan Anda terluka.
• Untuk menghemat waktu, ukur dua kali dan potong sekali. Gagal melakukannya akan menyebabkan Anda harus membuat beberapa bagian lebih dari sekali.
• Gunakan mata pisau yang tajam pada bidang ketebalan dan gergaji. Pada gergaji, bilah dengan jumlah gigi yang lebih tinggi baik untuk menghasilkan potongan yang halus mendekati kualitas akhir. Dalam membuat proyek ini, kami menggunakan pisau potong presisi 96 gigi 12" pada gergaji bevel ganda Dewalt dan pisau dengan setidaknya 6 gigi per inci linier pada gergaji pita.
• Pertahankan motor Tukang Bengkel dalam kisaran kecepatan yang disarankan untuk konfigurasi gergaji meja. Pastikan meja diatur ke ketinggian yang sesuai, tidak memperlihatkan bilah lebih dari yang diperlukan untuk membuat setiap potongan.

Langkah 1: Ayo Mulai

Bangun komponen sirkuit terlebih dahulu. Mulailah dengan menghubungkan daya dan ground ke perma-protoboard.

Langkah 2: Menambahkan Biosensor

Hubungkan biosensor ke perma-protoboard dan perhatikan sensor yang mana. Kami menggunakan sinyal di sebelah kiri dalam diagram sebagai akselerometer.

Langkah 3: Termasuk LED

Selanjutnya, tambahkan LED. Ingatlah bahwa arah LED itu penting.

Langkah 4: Menambahkan Tampilan

Tambahkan tampilan digital. Gunakan kabel yang diberikan di situs web ini untuk membantu:

Langkah 5: Waktu Pengkodean

Karena sirkuit sudah selesai, unggah kode ke sana. Kode terlampir adalah kode yang kami gunakan dalam menyelesaikan proyek ini. Gambar adalah contoh bagaimana kode akan terlihat ketika dibuka dengan benar. Di sinilah pemecahan masalah dapat sepenuhnya dimulai. Jika semuanya bekerja dengan benar, sinyal dari akselerometer pertama kali dibaca. Jika sinyal di bawah ambang batas, LED merah menyala, LED hijau tetap tidak menyala, dan tampilan bertuliskan "Bangun!". Sedangkan jika sinyal accelerometer berada di atas ambang batas maka LED merah padam, LED hijau menyala, dan layar bertuliskan "Ayo!". Selain itu, sinyal EMG kemudian dibaca. Jika sinyal EMG di atas ambang batas yang ditetapkan, tampilan digital berbunyi "Kerja bagus!" Namun, jika sinyal EMG di bawah ambang batas, layar akan bertuliskan "Get going!". Ini berulang dari waktu ke waktu, dan status LED dan layar berubah sebagai input dari akselerometer dan EMG yang sangat dibutuhkan. Ambang batas yang ditetapkan untuk akselerometer dan EMG harus ditetapkan berdasarkan kalibrasi dengan subjek tertentu yang ada selama keadaan istirahat dan berolahraga.

Untuk mengakses kode ini di GitHub, silakan klik DI SINI!

Langkah 6: Perencanaan

Mulailah membuat kotak untuk menampung sirkuit dan baterai.

Perhatikan bahwa semua gambar yang ditampilkan selanjutnya memiliki dimensi yang ditentukan dalam inci, kecuali jika ditandai lain.

Mulailah dengan merencanakan kayu yang dibutuhkan untuk proyek hingga ketebalan yang sesuai dengan ketebalan planer. Sekitar tiga setengah kaki papan harus direncanakan dengan ketebalan 1/2 ". Setengah kaki papan harus direncanakan dengan ketebalan 3/8". Setengah kaki papan lainnya harus direncanakan dengan ketebalan 1/4". Setengah kaki papan terakhir harus sedemikian rupa sehingga saluran-u yang membentuk badan kotak baterai dapat dibuat seperti yang dijelaskan pada langkah selanjutnya.

Langkah 7: Bagian Bawah Kotak Utama

Buat bagian bawah kotak utama ke dimensi yang ditunjukkan dan kencangkan papan sirkuit dan Arduino ke sana. Klik pada gambar untuk mengungkapkan dimensi ini.

Langkah 8: Ujung Kotak Utama

Buat ujung kotak utama ke dimensi yang ditunjukkan dan kencangkan ke bagian bawah kotak utama.

Langkah 9: Sisi Kotak Utama - Sisi Sensor

Lanjutkan dengan membuat sisi sensor kotak utama ke dimensi yang ditunjukkan dan tempelkan ke sisa kotak dengan paku finishing.

Langkah 10: Sisi Kotak Utama- Sisi Layar

Buat sisi layar kotak utama ke dimensi yang ditentukan dan tempelkan ke bagian kotak lainnya.

Langkah 11: Periksa Apa yang Anda Miliki

Pada titik ini, periksa untuk memastikan bentuk keseluruhan kotak utama seperti yang ditunjukkan di sini, meskipun beberapa dimensi harus berbeda karena pilihan penempatan perangkat keras atau perangkat keras Anda.

Langkah 12: Puncak Kotak Utama

Buat bagian atas kotak utama seperti yang ditunjukkan. Klik gambar yang ditampilkan untuk memperluasnya ke ukuran penuh dan melihat dimensi terkait.

Langkah 13: Semuanya Bergantung Pada Ini

Kencangkan bagian atas kotak utama ke sisa kotak utama menggunakan engsel di ujungnya dengan LED. Pastikan bagian atas kotak persegi dengan sisa kotak sebelum memasang salah satu engsel kecil.

Langkah 14: Latch It

Pasang kait kecil di ujung depan kotak, di ujung yang berlawanan dengan engsel. Ini mencegah kotak utama terbuka kecuali saat dibutuhkan.

Langkah 15: Gesper Up

Untuk membantu membuat perangkat ini portabel, tekuk potongan tipis baja lembaran di sepanjang salah satu dimensinya sehingga sabuk dapat masuk di antara itu dan bagian bawah kotak utama. Setelah ditekuk, pasang ke bagian bawah kotak utama dengan sekrup kayu.

Langkah 16: Basis Kotak Baterai

Sekarang saatnya membuat kotak baterai. Buat dasar kotak ini dengan dimensi yang ditunjukkan.

Langkah 17: Ujung Kotak Baterai

Saat kami membuat ujung kotak baterai, kami menggunakan bahan 3/8 . Gunakan dimensi yang ditentukan untuk membuat ujungnya dan kencangkan ke dasar kotak baterai.

Langkah 18: Bagian Atas Kotak Baterai

Kami membuat bagian atas kotak baterai dengan memotong beberapa bahan berukuran 1/4 dengan gergaji mitra dan lebar yang sesuai menggunakan gergaji pita. Untuk melihat dimensi klik pada gambar untuk memperluasnya.

Langkah 19: Letakkan Tutup di Kotak Baterai

Menggunakan prosedur yang sama yang digunakan untuk memasang tutup pada kotak utama, pasang tutup kotak baterai ke badan kotak baterai.

Langkah 20: Periksa Kotak Baterai

Pada titik ini, lihat kotak baterai untuk memastikannya terlihat seperti gambar yang ditunjukkan di sini. Jika tidak, sekarang adalah waktu yang tepat untuk meninjau kembali beberapa langkah sebelumnya!

Langkah 21: Kencangkan Kotak Baterai ke Kotak Utama

Tempatkan kotak baterai di atas kotak utama. Gunakan sekrup kayu atau paku finishing untuk menyelesaikan mengamankan kotak baterai ke kotak utama.

Langkah 22: Ide Lebih Lanjut

Jika Anda telah mengikuti langkah-langkah ini, Anda berhasil! Setelah mengimplementasikan perangkat keras dan perangkat lunak, kami dapat menggunakan perangkat. Dalam bentuknya saat ini, perangkat memiliki aplikasi terbatas, tetapi masih merupakan kombinasi yang menarik dari berbagai aspek desain. Output melakukan semua yang kami inginkan setelah menerima sinyal dari input biosensor. Secara keseluruhan, perangkat ini memiliki berat beberapa kilogram.

Dalam rendisi mendatang, akan menarik untuk membuat perangkat lebih ringan dan memakan lebih sedikit ruang. Jika ini memungkinkan, perangkat akan menjadi lebih berguna dan dapat dipakai dengan lebih mudah selama berolahraga. Untuk membuat ini dapat dicapai, kami merekomendasikan bereksperimen dengan menggunakan mikro Arduino dan pencetakan 3-D kotak. Untuk membantu menghemat ruang, ada baiknya bereksperimen dengan menggunakan baterai isi ulang yang memakan lebih sedikit ruang daripada baterai 9V sederhana. Ukuran kotak baterai dapat dikurangi.