【導(dǎo)讀】可穿戴產(chǎn)品的類型有很多，之前看到有一些集成了傳感器的衣服，大部分是為了健身、或者是用于舞臺表演。事實上，還有一個小眾的需求，就是醫(yī)療用途。近日一位外國小哥自己DIY了一個開源項目，帶E-ink顯示屏的T恤衫，可以顯示佩戴者的心跳速度、皮膚溫度、以及電流皮膚反應(yīng)。
試想有精神病的人、自閉癥的人，周邊群眾/護理人員能通過他們衣服上的數(shù)據(jù)，來了解病人的情緒狀態(tài)，這會避免很多沖突的發(fā)生。
小編近日看到一位外國小哥，自己DIY了一個開源項目，做了一個帶E-ink顯示屏的T恤衫，可以顯示佩戴者的心跳速度、皮膚溫度、以及電流皮膚反應(yīng)。
為此他還將傳感器和定制的微型PCB嵌入到布料中。
這位小哥的真實身份，其實是DIY Hacking的創(chuàng)始人Arvind Sanjeev，小編帶您看看這個DIY是怎么實現(xiàn)的。
您所要會的知識
為了創(chuàng)建這個項目，需要你會使用嵌入式C。
會使用平臺如STM32 Discovery，ChibiOS，uGFX和Eagle來開發(fā)這個項目。 如果您是這些平臺的新手，建議您在開始之前先了解這些平臺：
1.STM32L152 Discovery Board；
2.用于RTOS，HAL等的ChibiOS嵌入式開發(fā)環(huán)境；
3.uGFX嵌入式庫，用于集成顯示和開發(fā)GUI；
4.Eagle PCB設(shè)計軟件
您所需要的材料
您所需要的所有零組件都可以在這個EXCEL (docs.) 中找到。
大多數(shù)只有在制作了Beta / alpha原型板之后才需要。 為了開始錫焊，只需要前四個組件。 除了這些組件外，還需要熱風(fēng)焊接站，烙鐵，鑷子，連接線等工具。
它是如何工作的？
在這個項目中，小哥使用了心率、皮膚溫度、和皮膚電反應(yīng)等參數(shù)來確定用戶的情緒狀態(tài)。這些參數(shù)通過各種傳感器來測量。
整個系統(tǒng)由STM32L152微控制器來處理，因為它的功耗很低。這個ARM Cortex-M3控制器提供256 KB閃存和32 KB RAM。
用了哪些傳感器
如框圖所示，三個傳感器用于獲取自主數(shù)據(jù)。
最重要的是采用反射脈搏血氧技術(shù)確定心率的脈搏傳感器。這里，由于血液中的血紅蛋白相對于血液中的氧含量具有不同的光學(xué)性質(zhì)，因此能夠區(qū)分不同的心跳。
接下來是皮膚電反應(yīng)傳感器，其實也就是放置在與身體接觸的T恤內(nèi)部的兩個電極。這里，微控制器中的12位ADC能夠通過電極感測身體提供的電導(dǎo)。基于人的壓力水平，汗腺被激活，所以皮膚導(dǎo)電性變大。
最后，有一個溫度傳感器嵌入在用戶腋下的T恤下面，幫助讀取體溫。
然后由微控制器處理從傳感器處得到的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生自主數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確值。最終再通過電子墨水顯示屏顯示。
電子墨水顯示
這里使用的6英寸電子墨水顯示屏是LG的LB060X02。顯示器的驅(qū)動是使用uGFX平臺為STM32L152創(chuàng)建的，用了一個微型四層PCB。
電源電路
在該項目中，該系統(tǒng)使用3.7V 600mAh鋰聚合物電池為微控制器和電子墨水顯示器供電。
如框圖所示，LD3985提供為STM32L152控制器供電所需的3.3V電源。因為內(nèi)部有FET，電子墨水顯示器需要一定范圍的電壓來驅(qū)動，+ 22V，-20V，+ 15V和-15V。這些電壓由板載電路產(chǎn)生。
LT3463由電池供電，并根據(jù)來自控制器的VPOS_CTRL和VNEG_CTRL信號產(chǎn)生+ 22V（GVDD）和-20V（GVEE）。然后將+ 22V饋送到LM78L15以產(chǎn)生+ 15V（VPOS），并將-20V饋送到LM79L15以產(chǎn)生-15V（VNEG）。 LM358還用于從VPOS和VNEG產(chǎn)生饋送到E-ink顯示器的公共電壓（VCOM）。
安裝ChibiOS，GCC，openOCD和uGFX
ChibiOS是用于RTOS，HAL等的嵌入式開發(fā)環(huán)境。它可以被認(rèn)為是像STM32這樣的微控制器的輕量級操作系統(tǒng)。 它允許我們使用一組標(biāo)準(zhǔn)的命令來與所有這些不同的控制器相互兼容。
連接傳感器
接下來，嘗試連接傳感器：心率，GSR和皮膚溫度。
將系統(tǒng)嵌入到T恤上
您可以即興發(fā)揮創(chuàng)意，按自己的想法把系統(tǒng)裝到T恤上，或者您可以查看我的方法。
首先，在T恤上打一個洞，通過這個孔可以看到eink屏幕。 為了做到這一點，我已經(jīng)把一塊名為硬布熨燙到T恤的背面。 這種布料在加熱后粘在T恤上，使其變硬。 這樣就可以讓T恤輕松剪裁，因為織物不會卷曲或彎曲。
我也使用相同的材料來創(chuàng)建用于保持電子顯示屏和控制器板的口袋。這樣可以刪除這些組件，以便以后可以洗滌襯衫。熱膠也是另一種很好的粘合劑，可用于將零件保持在適當(dāng)位置。
本文來源于電子技術(shù)設(shè)計。
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