Wie baue ich ein Armband, das alle n Minuten vibriert? [geschlossen]

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Ich beabsichtige, ein paar neue persönliche Gewohnheiten zu etablieren, die für mich schließlich zur Selbstverständlichkeit werden. Um mir selbst zu helfen, möchte ich ein Armband tragen, das den ganzen Tag über alle 5 Minuten vibriert, um mich ständig daran zu erinnern, welche neuen Gewohnheiten ich zu etablieren versuche.

Leider gibt es kein solches Armband auf dem Markt. Ich muss es entweder von Grund auf neu entwerfen und bauen oder es irgendwie aus käuflichen Teilen zusammensetzen. (Ich habe darüber nachgedacht, mein Handy für diesen Zweck zu verwenden, aber ich behalte es nicht immer bei mir und es ist nicht wasserdicht.)

Meine Anforderungen sind in absteigender Reihenfolge der Wichtigkeit sehr einfach:

  1. Das Armband vibriert einmal pro nMinute. nmuss nach dem Zusammenbau des Armbands nicht mehr konfigurierbar sein. Der typische Wert für nliegt zwischen 1 und 60 einschließlich.
  2. (Optional) Die Stromquelle ist entweder leicht austauschbar oder hält mindestens 30 Tage, wenn das Armband immer an ist.
  3. (Optional) Das Armband ist langlebig (dh es kann stürzen) und wasserdicht (dh ich kann damit duschen, nicht unbedingt tauchen gehen).
  4. (Optional) Das Armband kann nach Belieben ein- und ausgeschaltet werden.

Ich würde es vorziehen, dieses Ding aus vorhandenen Teilen zu bauen, da ich davon ausgehe, dass dies einfacher und schneller sein wird, obwohl ich daher möglicherweise nicht so viel Kontrolle über die Details habe. Ich kann mir vorstellen, dass das Endergebnis ungefähr so ​​aussehen wird wie dieses Adidas "Ionenschleifen" -Armband (im Grunde genommen ein normales Armband mit der darauf geworfenen vibrierenden Komponente):

Wie soll ich dieses Ding bauen? Gibt es eine kleine, vibrierende Komponente, die ich kaufen und einfach an einem alten Armband befestigen kann? Oder gibt es vielleicht etwas Besseres, das ich mit etwas mehr Investition bauen kann?

Bearbeiten (nachdem Sie die Antworten überprüft und weitere Nachforschungen angestellt haben):

Um zusammenzufassen, was ich bisher gelernt habe, brauche ich:

  1. Ein vibrierender Motor. Ich habe diese beiden von Precision Microdrives ausgewählt, um damit zu experimentieren.
  2. Eine Knopfzellenbatterie. Ich habe Batterien für beide Motoren gekauft .
  3. Ein Zeitelement. Dies kann eine der folgenden sein:

    • ein Mikrocontroller (zB PIC 10F200)
    • ein 555-Timer, der im stabilen Modus läuft (plus die erforderlichen Widerstände und den Kondensator)
  4. Ein Transistor.

Fragen:

  • Habe ich alles was ich brauche
  • Welcher Ansatz zur Erzeugung des periodischen Impulses ist für den Anfänger einfacher zu implementieren? Ich bin nicht dagegen, Code für den Mikrocontroller zu schreiben, aber ich gehe davon aus, dass ich auch Software herunterladen und ein Mittel zum Laden des Codes in den Chip erwerben muss.

    Findet ich das insgesamt mehr oder weniger angenehm als das Einmischen von Widerständen und Kondensatoren für den 555-Timer?

Wenn es eine bestimmte Möglichkeit gibt, diese Frage zu verbessern (vielleicht in kleinere Teile aufteilen?), Lassen Sie es mich wissen.

Nick Chammas
quelle
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Das klingt total nach etwas, das man als "Wie im Fernsehen gesehen!" Verkaufen könnte. Produkt und machen Sie ein Vermögen ... Überlegen Sie, wie viel Geld für passive Armbänder und diese Voodoo-Armbänder mit magnetischer Energie ausgegeben wird. Das Reprogram Yourself Reminder Bracelet. Genius.
Suboptimus
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Es scheint viele Uhren auf dem Markt zu geben, die eine Vibrationsoption für ihre Alarme haben. Ich frage mich, ob eine dieser Uhren so konfiguriert werden kann, dass sie alle 5 Minuten vibrieren.
Paul R
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Übrigens können Sie Sugru verwenden, um das resultierende Design abzupolieren.
drxzcl
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Handbuch für meine Implementierung hier (2001). Sie können Recycling-einstellbare Alarme / Timer kaufen - normalerweise mit einem Piezo-Piepser-Ausgang. Diese können leicht zum Antrieb eines Vibrationsmotors umgebaut werden. ABER eine duale 555- oder CMOS-Schmitt-Wechselrichter- oder Zählerlösung wäre einfacher, wenn Sie keine Erfahrung mit Mikrocontrollern haben.
Russell McMahon
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Passen Sie einen Durex-Vibrationsring an :) Er ist bereits wasserdicht, Sie benötigen nur das Kontrollmaterial ...
Clabacchio

Antworten:

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Schauen Sie sich für den vibrierenden Teil die kleinen Motoren an, mit denen Mobiltelefone vibrieren. Diese sollen eine geringe Leistung haben und nur Vibrationen erzeugen. Sie verursachen die Vibration, indem sie ein außermittiges Gewicht auf der Welle haben.

Macht wird schwieriger. Eine Form der Knopfzelle ist wahrscheinlich die beste Wahl. Ich habe noch nie einen Vibrationsmotor verwendet, bin mir also nicht sicher, wie viel Strom er benötigt und ob eine Knopfzelle ihn liefern kann. Etwas, das klein genug ist, um am Handgelenk befestigt zu werden, aber einen Monat lang alle paar Minuten einen Vibrationsmotor laufen lässt, ist mit der heutigen Technologie möglicherweise nicht möglich. Ich würde es wahrscheinlich umdrehen und sehen, was das Beste ist, was Sie mit einer oder zwei CR2032-Knopfzellen tun können. Diese werden in sehr großen Stückzahlen in Massenproduktion hergestellt, geben Sie also die meiste Energie für die Kosten in einer kleinen Batterie.

Das erste, was Sie tun müssen, ist, Spezifikationen für einen vibrierenden Motor zu finden und zu sehen, wo Sie sich befinden. Sie können sie hier posten, damit wir besprechen können, wo Sie dann bleiben.

Als Antwort auf Ihre zusätzlichen Fragen hinzugefügt:

Ich habe mir den ersten Motor angesehen, den Sie ausgewählt haben. Obwohl es in einem niedlichen Paket ist, sieht es nicht gut aus, wenn man bedenkt, dass die Stromversorgung ein Hauptproblem ist. Wie ich bereits in einem früheren Kommentar sagte, scheinen die Motoren mit niedrigerer Spannung effizienter zu sein. Jameco verfügt beispielsweise über mehrere Motoren mit einer Nennspannung von 1,3 V und 80 mA, was fast 1/3 der Leistung entspricht, die Ihr Motor benötigt. Hier ist einer von mehreren mit diesen Spezifikationen.

Da die praktischen Batterien 3 V haben (ein oder zwei CR2032 sind eine naheliegende Wahl) und viele Chips ohnehin nicht mit 1,3 V betrieben werden, ist die Wahl des Laufwerks klar. Verwenden Sie einen Mikrocontroller wie einen PIC 10F200 anstelle eines 555-Timers. Langzeit-Timing, wie 10 Sekunden oder mehr, wird mit analoger Elektronik schwierig. Der eigentliche Kicker ist jedoch, dass das Mikro den Motor PWM kann, während der 555-Timer ihn nur ein- oder ausschalten kann. Sie könnten einen zweiten 555 als Oszillator verwenden, der vom ersten gesteuert wird, aber das wird immer alberner. Ein 10F200 wird in einem SOT-23-Paket geliefert, das kleiner ist als ein einzelner 555-Timer.

Ja, Sie benötigen eine Möglichkeit, Code in den PIC zu kopieren. Dies kann ein Problem sein, wenn Sie dies nur einmal tun. Wenn Sie planen, mehr Elektronikprojekte durchzuführen, ist die Verwendung von Mikrocontrollern ohnehin sehr nützlich. Allein für dieses Projekt benötigen Sie keine Debugger-Hardware. Dies ist ein sehr einfaches Programm, das mit dem Simulator vollständig getestet werden kann. Die kostenlose MPLAB-Software-Suite von Microchip enthält Assembler, Bibliothekar, Linker, IDE und Simulator. Alle Software, die Sie zur Entwicklung dieser Firmware benötigen, ist frei verfügbar.

Für den Ansteuertransistor würde ich einen guten N-Kanal-Low-Side-Schalter verwenden. Ein NPN-Bipolar würde auch funktionieren, aber wir haben es mit niedrigen Spannungen zu tun, und die Effizienz spielt eine große Rolle, da die Batterielebensdauer wahrscheinlich ohnehin kürzer sein wird, als Sie möchten. Der IRLML2502 kann diese Aufgabe gut erledigen und ist auch in einem SOT-23-Paket enthalten. Verbinden Sie einfach den PIC-Ausgang direkt mit dem Gate. Um den Motor einzuschalten, schaltet der PIC ihn tatsächlich für 3 von 7 Zyklen ein oder für die Hälfte der Zeit, je nachdem, wie sich der Motor bei niedrigen Spannungen verhält, wenn sich die Batterie entlädt. Die Batteriespannung ist aufgrund der Stromaufnahme auch niedriger als die Nennspannung, wenn der Motor eingeschaltet ist. Vergessen Sie nicht die umgekehrte Schottky-Diode über dem Motor, um den induktiven Rückschlag zu beenden.

Olin Lathrop
quelle
Vielen Dank. Ich werde einen vibrierenden Motor auswählen. Abgesehen von den Knopfzellen sieht es so aus, als ob die einzige andere elektrische Komponente, die ich benötige, etwas ist, das den Motor in einem festgelegten Zeitraum mit Strom versorgt.
Nick Chammas
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@ Nick: Das ist der einfache Teil. Dies wäre ein einfaches Programm für einen PIC 10F200. Es würde das Aufwecken zählen und den Motor regelmäßig für eine Sekunde oder was auch immer einschalten. Ich sah mich um und bemerkte, dass die 1,8-V-Motoren tendenziell eine geringere Leistung als die 3-V-Motoren haben, sodass eine feste PWM durchgeführt werden kann, um ungefähr 1,8 V aus der 3-V-Knopfzellenversorgung zu erzeugen.
Olin Lathrop
Ich untersuche etwas Ähnliches und Knopfzellen sind ziemlich breit für etwas Tragbares. Wenn Sie mit wiederaufladbaren Eneloop-ähnlichen AAs oder AAAs davonkommen könnten, dann schauen Sie sich die Boost-DC-DC-Wandler an. Sie sollten in der Lage sein, genügend Strom für Vibrationsmotoren von Mobiltelefonen bereitzustellen.
Nemik
@nemik: Eine CR2032-Knopfzelle hat etwa den Durchmesser einer Armbanduhr und ist etwas dünner. Diese geben 3 V aus, wenn sie voll sind, also würde ich die 3 V auf 1,8 senken, was die effizienten Vibrationsmotoren zu sein scheinen.
Olin Lathrop
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Muss der Motor nicht auch eingekapselt werden, da das Endprodukt irgendwie eingetopft oder eingekapselt werden muss? Diese Jameco-Motoren sehen zum Beispiel so aus, als hätten sie von außen bewegliche Teile, die das Vergießen erschweren würden.
Nick Chammas
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Siehe Ende für möglicherweise geeigneten Vibrationsmotor neu von Digikey.

2000/2001 habe ich etwas gebaut, das dies im Wesentlichen als "Behindertenhilfe" tat. Eine kleine Anzahl wurde gebaut und in Betrieb genommen

  • Persönlicher Timer "RIBBET"

    Wiederholtes intermittierendes Piepen / Summen des elektronischen Timers

    Dies hatte einen Fokus auf junge Menschen / Teenager und der Name sollte "Spaß" machen.
    Stellen Sie es auf einen Tisch und es passte gut zu seinem "Frosch" -Bild.

Schlucken als Mittel zur Speichelkontrolle ist für die meisten Menschen ein natürlicher Reflex - so sehr, dass die überwiegende Mehrheit der Menschen nicht merkt, dass sie es tun - oder was passieren würde, wenn sie nicht gelegentlich schlucken. Viele Menschen mit Zerebralparese haben möglicherweise ein mangelndes Bewusstsein für "Sabberkontrolle", und Speichelfluss ist eine häufige Nebenwirkung der Zerebralparese - und ein wesentliches Hindernis für eine "normale" soziale Interaktion. Geeignete CP-Betroffene können möglicherweise den Speichelfluss kontrollieren, wenn sie an die Notwendigkeit erinnert werden, in regelmäßigen Abständen zu schlucken.

Mein Gerät hat diesen Bedarf durch die Bereitstellung eines Vibrationsalarms mit variabler Interalarmperiode, Vibrationsmuster und Vibrationsamplitude des Benutzers behoben. Eine vom Benutzer programmierbare zeitgesteuerte Erinnerung mit diskreter Benutzerbenachrichtigung hat offensichtlich viele andere Verwendungszwecke. Ein Tonalarm war ebenfalls eine Option. In einigen Anwendungen wurde nur Ton verwendet.

Ich habe einen PIC-Prozessor mit niedriger Pinanzahl verwendet, der einen Vibrationsmotor für Mobiltelefone und / oder einen "Piepser" antreibt. Der Akku bestand aus 3 NiCd (Nimh?) - Knopfzellen. Das Gehäuse war eine sehr kleine Topfschachtel, in der die Einheit (normalerweise) als Anhänger um den Hals unter der Kleidung getragen wurde.

Die grundlegende Bedienung war so einfach wie das Deaktivieren des Ein- und Ausschaltens durch einen Benutzer durch Drücken und Drücken des Vibrations- und / oder akustischen Signals, ABER die Funktionalität war vom Benutzer oder vom Pflegepersonal nach Wunsch programmierbar. Die Schnittstelle bestand aus 3 x SPST-Drucktasten, mit denen die Wiederholungsrate, die Länge des Vibrationsimpulses und die Anzahl der Impulse variiert werden konnten. Die Vibrationsamplitude war auch programmierbar, um die "Begeisterung" für Alarm und Hörbarkeit für andere auszutauschen. Bei voller Amplitude würde das Gerät, wenn es auf einen Tisch gestellt würde, unter Vibration glücklich über den Tisch laufen und herunterfallen. Der optionale Piepser verwendete einen selbstoszillierenden DC-Echolot, der ein gewickeltes elektromagnetisches Element anstelle eines Piezos verwendete, da dies eine einfachere kompakte, gleichmäßige Ausgabe bei niedriger Spannung und gutem Volumen ermöglichte.

Das Programm wurde in ME Labs geschrieben (sagen Sie es Olin nicht), die BASIC kompilieren, sodass die Logik leicht auf andere Sprachen oder Prozessoren übertragen werden kann.

Vorausgesetzt, die Dokumentation ist noch in meinen Unterlagen verfügbar (was es sicherlich sein sollte), steht das Programm allen Interessierten kostenlos für nichtkommerzielle Zwecke zur Verfügung. Selbst wenn die Verkabelung in einer anderen Sprache für eine andere Prozessorfamilie erfolgt, sollte dies eine schnellere Implementierung ermöglichen - die Aufgabe ist jedoch einfach. Die E-Mail-Adresse finden Sie auf meiner Benutzerseite.


Alarmierer:

DIY Ein Kundenalarm mit elektomechanischer Vibration oder Piezo-Betätigung sollte "einfach genug" sein.

Schock: Ein kleiner elektrischer Schlag (TENS-Stil) kann verwendet werden.

" Tick " In vielen Kontexten kann ein sehr subtiler Audio-Cue akzeptabel sein. zB ein kurzes scharfes "Tick" -Geräusch mit niedriger Amplitude (Frikative ohne erkennbare Toninformationen) (z. B. Klickzunge, Schnippfinger) (aber RUHIGER) kann ausreichen. Selbst wenn sie für andere hörbar sind, können sie sie möglicherweise nicht finden oder identifizieren :-)

Vibrator

Kleiner Elektromotor mit versetzt zentriertem "Bobgewicht", um Vibrationen zu verursachen.

Überschuss Überzählige, aber neue Vibrationsmotoren sind zu geringen Kosten erhältlich.

Neu: Digikey verkauft diesen NEUEN Vibrationsmotor ab Lager für 4,70 $ / 1 auf Lager.
Minebea-Vibrationsmotor mit Bob-Gewicht
Von 1 V bei 40 mA ab 0,5 V,
5 mm x 5 mm x 10 mm - zu groß?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein


Handbuch für meine Ribbet-Implementierung hier (2001).

Sie können Recycling-einstellbare Alarme / Timer kaufen - normalerweise mit einem Piezo-Piepser-Ausgang. Diese können leicht zum Antrieb eines Vibrationsmotors umgebaut werden.

Ein Mikrocontroller wäre am flexibelsten, aber wenn Sie "Ihren eigenen rollen" möchten, ist eine doppelte 555- oder CMOS-Schmitt-Wechselrichter- oder Zählerlösung einfacher, wenn Sie keine Erfahrung mit Mikrocontrollern haben.

Russell McMahon
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Wie viel hat es dich gekostet, diese Armbänder herzustellen? In Bezug auf den Vibrationsmotor habe ich diese beiden gekauft , um sie auszuprobieren. Sie sind vollständig gekapselt, sodass ich mir keine Sorgen um extern bewegliche Teile machen muss.
Nick Chammas
Die Materialkosten sind niedrig. Die Hauptkosten für kleine Projekte sind das Schreiben und Erstellen von Software. Hardware: Gehäuse, Batterie, 3 Schalter, Echolot, Motor, Leiterplatte oder ähnliches, Prozessor (fast alles mit geringem Stromverbrauch), einige Klebeteile. | $ 0 aus der Junk-Box | Unter 3 USD Volumen in China | $ 15 - $ 30 alle neuen Teile.
Russell McMahon
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Sie benötigen eine Knopfzelle, einen Vibrationsmotor, ein TM-Element (ein kleiner Mikrocontroller reicht aus) und einen FET oder Transistor, um den Motor anzutreiben. Ein Ein / Aus-Schalter kann ebenfalls nützlich sein. Und Sie müssen einige Berechnungen durchführen, um zu überprüfen, wie lange die Knopfzelle hält. Fügen Sie möglicherweise eine blinkende LED für den Geek-Faktor hinzu und überprüfen Sie die Batterie.

EGM hat einige billige Vibrationsmotoren: http://www.goldmine-elec-products.com/products.asp?dept=1107, aber Sie bevorzugen möglicherweise eine "geschlossene" Version, prüfen Sie jedoch, ob die Vibration für Ihren Zweck stark genug ist. Ich verkaufe http://www.voti.nl/shop/p/MOT-10.html

Wouter van Ooijen
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Ich habe ein paar gekapselte Motoren zum Ausprobieren gefunden (siehe meinen Kommentar zu Russels Antwort). Können Sie ein Beispiel für ein Timing-Element nennen, das ich benötigen würde? Was ist der Zweck des Transistors? Ich nahm an, ich könnte den Motor einfach an eine Batterie anschließen und es würde funktionieren.
Nick Chammas
Sie könnten den Motor an eine Batterie anschließen und er würde kontinuierlich vibrieren (bis die Batterie leer ist). Wenn Sie das wollen, können Sie das natürlich auch tun. Das Zeitelement ist für "einmal alle n Minuten". Persönlich würde ich mir einen kleinen PIC-Mikrocontroller schnappen (siehe Olins Antwort), aber ich denke, ein cmos 555 könnte auch möglich sein. Ein Mikrocontroller kann nicht den von einem Motor benötigten Strom liefern, daher der Transistor.
Wouter van Ooijen
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Sie werden definitiv etwas Masse haben, was im Grunde dadurch begrenzt ist, wie klein der Vibrationsmotor und die Batterie sein müssen.

Wenn Sie eine Google-Suche nach "Handy-Vibrationsmotor" durchführen, werden alle möglichen Dinge angezeigt. Ich hatte kein Glück, Datenblätter für die Teile zu finden, aber einige von ihnen haben Fotos im Maßstab, die zeigen, dass sie leicht auf eine Fingerspitze passen.

Sie benötigen das, eine Batterie und ein wenig Leiterplatte mit Schaltkreisen für das Timing und das Pulsieren des Motors. Ich bin es gewohnt, MCUs mit mehr als 100 Pins zu verwenden, um etwas zu tun, daher werde ich wahrscheinlich etwas vorschlagen, das übertrieben ist. Zum Beispiel stellt NXP ein Cortex M0-Teil in einem ~ 2x2mm-Gehäuse her und TI hat MSP430s in 4x4mm-Gehäusen. Ich bin allerdings ein Software-Typ, daher denke ich immer, wenn ich Code schreibe, um etwas zu tun, kann jemand anderes wahrscheinlich eine Schaltung vorschlagen, die keine Software benötigt.

Das Prototyping von Aufgaben, die genau das tun, was Sie benötigen, sollte sehr einfach sein. Die Zusammenstellung einer verwendbaren Version, die klein und leicht genug ist, kann jedoch eine Herausforderung sein, da Sie die kleinste, dichteste Platine und Komponenten verwenden möchten, die Sie können, und mit winzigen SMDs arbeiten müssen eine Herausforderung für Bastler.

Schade, dass das hackbare Armbanduhr-Kit EZ430-Chronos von TI keinen Vibrator hat. Das wäre sonst eine perfekte Plattform für dieses Projekt.


Ich werde hinzufügen, wenn Sie etwas von der Stange probieren möchten, könnte der Arduino Nano als Basis für einen ersten Prototyp in Betracht gezogen werden. Es ist wahrscheinlich größer als Sie es für ein endgültiges Projekt bei 0,73 "x 1,7" möchten, aber Sie können eine Batterie und einen Motor verkabeln und alles in ein Bündel Klebeband einwickeln und einen Prototyp haben, der einige Tage dauern kann mindestens.

Eine weitere Option ist das Lilypad Arduino, das mit einem Durchmesser von 2 Zoll wieder etwas groß ist, aber ein flacheres Paket aufweist, das sich möglicherweise mit einer Knopfzelle und einem Motor stapeln lässt.

Ein Vorteil, wenn Sie mit dem Hardware-Design noch nicht vertraut sind, ist, dass diese Designs von der Stange sind, die Sie online bestellen können, und Open Source sind, sodass Sie die Schaltpläne und Eagle-Dateien von arduino.cc herunterladen können . Sie verfügen über Komponenten, die Sie für ein Endprodukt nicht benötigen, wie Steckverbinder, Stiftleisten und LEDs. Sobald Sie also einen funktionierenden Prototyp haben, können Sie mit etwas beginnen, das funktioniert, und Ihr eigenes Board-Design auf das Nötigste reduzieren.

Suboptimus
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Sieht so aus, als hätte diese Firma die vibrierende Komponente, die ich brauchen würde. Es befindet sich auch in China. Heh.
Nick Chammas
Ich dachte sofort auch an die Chronos. Ich frage mich, ob Sie einfach so etwas wie ebay.com/itm/… an der Rückplatte der Uhr anbringen könnten .
Rfusca