【導讀】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。
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。
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性質(zhì)，因此能夠區(qū)分不同的心跳。
接下來是皮膚電反應傳感器，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。基于人的壓力水平，汗腺被激活，所以皮膚導電性變大。
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準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位置。
本文來源于電子技術設計。
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