广告

如何DIY一款能监控个人情绪的电子T恤?

2017-07-21 赵娟 阅读:
近日一位外国小哥自己DIY了一个开源项目,带E-ink显示屏的T恤衫,可以显示佩戴者的心跳速度、皮肤温度、以及电流皮肤反应。

可穿戴产品的类型有很多,之前看到有一些集成了传感器的衣服,大部分是为了健身、或者是用于舞台表演。GVHednc

事实上,还有一个小众的需求,就是医疗用途。GVHednc

试想有精神病的人、自闭症的人,周边群众/护理人员能通过他们衣服上的数据,来了解病人的情绪状态,这会避免很多冲突的发生。GVHednc

EDN小编近日看到一位外国小哥,自己DIY了一个开源项目,做了一个带E-ink显示屏的T恤衫,可以显示佩戴者的心跳速度、皮肤温度、以及电流皮肤反应。GVHednc

为此他还将传感器和定制的微型PCB嵌入到布料中。GVHednc

001ednc20170721GVHednc

这位小哥的真实身份,其实是DIY Hacking的创始人Arvind Sanjeev,EDN带您看看这个DIY是怎么实现的。GVHednc

您所要会的知识

为了创建这个项目,需要你会使用嵌入式C。GVHednc

会使用平台如STM32 Discovery,ChibiOS,uGFX和Eagle来开发这个项目。 如果您是这些平台的新手,建议您在开始之前先了解这些平台:GVHednc

1.STM32L152 Discovery Board;

2.用于RTOS,HAL等的ChibiOS嵌入式开发环境;

3.uGFX嵌入式库,用于集成显示和开发GUI;

4.Eagle PCB设计软件

您所需要的材料

您所需要的所有零组件都可以在这个EXCEL (docs.) 中找到。 GVHednc

大多数只有在制作了Beta / alpha原型板之后才需要。 为了开始锡焊,只需要前四个组件。 除了这些组件外,还需要热风焊接站,烙铁,镊子,连接线等工具。 GVHednc

002ednc20170721GVHednc

它是如何工作的?

在这个项目中,小哥使用了心率、皮肤温度、和皮肤电反应等参数来确定用户的情绪状态。这些参数通过各种传感器来测量。GVHednc

整个系统由STM32L152微控制器来处理,因为它的功耗很低。这个ARM Cortex-M3控制器提供256 KB闪存和32 KB RAM。GVHednc

用了哪些传感器

如框图所示,三个传感器用于获取自主数据。GVHednc

最重要的是采用反射脉搏血氧技术确定心率的脉搏传感器。这里,由于血液中的血红蛋白相对于血液中的氧含量具有不同的光学性质,因此能够区分不同的心跳。GVHednc

接下来是皮肤电反应传感器,其实也就是放置在与身体接触的T恤内部的两个电极。这里,微控制器中的12位ADC能够通过电极感测身体提供的电导。基于人的压力水平,汗腺被激活,所以皮肤导电性变大。GVHednc

最后,有一个温度传感器嵌入在用户腋下的T恤下面,帮助读取体温。GVHednc

然后由微控制器处理从传感器处得到的数据,以产生自主数据的准确值。最终再通过电子墨水显示屏显示。GVHednc

003ednc20170721GVHednc

电子墨水显示

这里使用的6英寸电子墨水显示屏是LG的LB060X02。显示器的驱动是使用uGFX平台为STM32L152创建的,用了一个微型四层PCB。GVHednc

电源电路

在该项目中,该系统使用3.7V 600mAh锂聚合物电池为微控制器和电子墨水显示器供电。GVHednc

如框图所示,LD3985提供为STM32L152控制器供电所需的3.3V电源。因为内部有FET,电子墨水显示器需要一定范围的电压来驱动,+ 22V,-20V,+ 15V和-15V。这些电压由板载电路产生。GVHednc

LT3463由电池供电,并根据来自控制器的VPOS_CTRL和VNEG_CTRL信号产生+ 22V(GVDD)和-20V(GVEE)。然后将+ 22V馈送到LM78L15以产生+ 15V(VPOS),并将-20V馈送到LM79L15以产生-15V(VNEG)。 LM358还用于从VPOS和VNEG产生馈送到E-ink显示器的公共电压(VCOM)。GVHednc

安装ChibiOS,GCC,openOCD和uGFX

ChibiOS是用于RTOS,HAL等的嵌入式开发环境。它可以被认为是像STM32这样的微控制器的轻量级操作系统。 它允许我们使用一组标准的命令来与所有这些不同的控制器相互兼容。GVHednc

连接传感器

接下来,尝试连接传感器:心率,GSR和皮肤温度。GVHednc

004ednc20170721GVHednc

将系统嵌入到T恤上

您可以即兴发挥创意,按自己的想法把系统装到T恤上,或者您可以查看我的方法。 GVHednc

首先,在T恤上打一个洞,通过这个孔可以看到eink屏幕。 为了做到这一点,我已经把一块名为硬布熨烫到T恤的背面。 这种布料在加热后粘在T恤上,使其变硬。 这样就可以让T恤轻松剪裁,因为织物不会卷曲或弯曲。GVHednc

我也使用相同的材料来创建用于保持电子显示屏和控制器板的口袋。这样可以删除这些组件,以便以后可以洗涤衬衫。热胶也是另一种很好的粘合剂,可用于将零件保持在适当位置。GVHednc

005ednc20170721GVHednc

006ednc20170721GVHednc

20160630000123GVHednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
赵娟
ASPENCORE中国区总分析师
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
您可能感兴趣的文章
  • 【示波器旅行指南 | 工程师如何开启一场说走就走的旅 【示波器旅行指南 | 工程师如何开启一场说走就走的旅行?】揭示了舒适旅行三要素,本文是第二篇《惬意“乘机”不动怒》。
  • 【工程师如何开启一场说走就走的旅行?】快速“登机”不 以太网技术已经成为当前最广泛应用的数据接口技术之一,各类电子设备大多提供以太网接口接入网络,完成数据通信和控制。为保证设备之间的互操作,以太网接口必须通过一致性测试。但一致性测试项目繁多,流程复杂,高速以太网接口如10GBASE-T,需要向下兼容之前的低速标准,如10BASE-T,这为以太网的一致性测试带来更多挑战。工程师对于以太网测试,经常面临以下测试难题
  • 碳化硅技术如何变革汽车车载充电 为了提高OBC系统的能效,人们研究了不同的PFC拓扑结构,包括传统PFC、半无桥PFC、双向无桥PFC和图腾柱无桥PFC。其中,图腾柱PFC(图3)由于减少了元器件数量,降低了导通损耗,且能效高,因而广受欢迎。
  • 直流电能计量应用 本文将讨论直流计量在电动汽车充电站、可再生能源发电、服务器场、微电网和点对点能源共享方面的发展机会,并介绍一种直流电表设计。
  • Enea亮相IPF 2021,携手浪潮打造基于uCPE的智慧门店解决 在浪潮全球合作伙伴峰会上,Enea与浪潮携手展示了基于uCPE的智能门店的解决方案,该方案是针对目前视频流传输到云服务所需的带宽不足并造成瓶颈的痛点。
  • 为什么在设计中不能让任何东西悬空? 有时,很长很大的需求文档可归结为几个关键思想。例如NASA手册4002a,在其内部充电图中,就强调了两种关于静电放电的故障。
相关推荐
    广告
    近期热点
    广告
    广告
    广告
    可能感兴趣的话题
    广告
    向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了