Como faço para construir uma pulseira que vibra uma vez a cada n minutos? [fechadas]

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Pretendo estabelecer alguns novos hábitos pessoais que acabam se tornando uma segunda natureza para mim. Para me ajudar, quero usar uma pulseira que vibre a cada 5 minutos, durante todo o dia, como um lembrete constante para manter quaisquer novos hábitos que estou tentando estabelecer.

Infelizmente, essa pulseira não existe no mercado. Terei que projetá-lo e construí-lo do zero ou, de alguma forma, juntar um a partir de peças compráveis. (Pensei em usar meu telefone celular para esse fim, mas nem sempre o mantenho na minha pessoa e não é à prova d'água.)

Meus requisitos, em ordem decrescente de importância, são muito simples:

  1. A pulseira vibra uma vez a cada nminuto. nnão precisa ser configurável após a montagem da pulseira. O valor típico para né entre 1 e 60, inclusive.
  2. (Opcional) A fonte de alimentação é facilmente substituível ou dura pelo menos 30 dias com a pulseira sempre ligada.
  3. (Opcional) A pulseira é durável (ou seja, pode cair) e impermeável (ou seja, eu posso tomar banho com ela, não necessariamente praticar mergulho).
  4. (Opcional) A pulseira pode ser desligada e ligada à vontade.

Eu preferiria construir isso a partir de peças existentes, pois presumo que isso será mais fácil e rápido, embora, como resultado, eu entenda que talvez eu não tenha tanto controle sobre os detalhes. Eu imagino que o resultado final será parecido com esta pulseira "ion loop" da Adidas (basicamente, uma pulseira comum com o componente vibratório colocado):

Como devo construir essa coisa? Existe um pequeno componente vibratório que eu possa comprar e colocar em qualquer pulseira antiga? Ou talvez haja algo melhor que eu possa construir com um pouco mais de investimento?

Editar (depois de revisar as respostas e fazer mais pesquisas):

Para resumir o que aprendi até agora, preciso:

  1. Um motor vibratório. Eu escolhi esses dois da Precision Microdrives para experimentar.
  2. Uma bateria de célula tipo moeda. Comprei baterias para os dois motores .
  3. Um elemento de tempo. Pode ser um dos seguintes:

    • um microcontrolador (por exemplo, PIC 10F200)
    • um temporizador 555 funcionando no modo astable (mais os resistores e capacitores necessários )
  4. Um transistor.

Questões:

  • Tenho tudo o que preciso?
  • Qual abordagem para gerar o pulso periódico é mais fácil de implementar para o iniciante? Não sou contra escrever algum código para o microcontrolador, mas presumo que também exija o download de algum software e a compra de alguns meios de carregar o código no chip.

    Acharei que, no geral, uma experiência mais ou menos agradável do que interferir com resistores e capacitores para o temporizador 555?

Por fim, se houver uma maneira específica de melhorar essa pergunta (talvez dividi-la em partes menores?), Avise-me.

Nick Chammas
fonte
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Isso soa totalmente como algo que você poderia vender como um "Como visto na TV!" produto e faça uma fortuna ... Pense em quanto dinheiro é gasto em pulseiras passivas e nas pulseiras de vodu de energia magnética. A pulseira de lembrete de reprogramação. Gênio.
Suboptimus
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Parece haver muitos relógios no mercado que têm uma opção de vibração nos alarmes - pergunto-me se algum deles pode ser configurado para vibrar a cada 5 minutos?
Paul R
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BTW, você pode usar o Sugru para aperfeiçoar o design resultante.
drxzcl
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Manual para minha implementação aqui (2001). Você pode comprar alarmes / temporizadores configuráveis ​​de reciclagem - geralmente com uma saída de bip piezo. Estes podem ser facilmente convertidos para acionar um motor vibrador. MAS uma solução dupla de inversor ou contador 555 ou CMOS Schmitt seria mais fácil se você não tiver experiência com microcontroladores.
Russell McMahon
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Adaptar um anel vibratório Durex :) já é prova da água, você precisaria somente o material de controle ...
clabacchio

Respostas:

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Para a parte vibratória, observe os pequenos motores usados ​​para vibrar os telefones celulares. Estes destinam-se a ser de baixa potência e apenas produzir vibração. Eles causam a vibração ao ter um peso descentralizado no eixo.

O poder será mais complicado. Alguma forma de célula de moeda é provavelmente a melhor aposta. Eu nunca usei um motor vibratório, por isso não sei quanta corrente ele requer e, portanto, se uma célula moeda pode fornecê-lo. Algo pequeno o suficiente para ser preso ao seu pulso, mas acionar um motor vibratório a cada poucos minutos durante um mês, pode não ser possível com a tecnologia atual. Eu provavelmente mudaria de idéia e veria o melhor que você pode fazer com uma ou duas células de moeda CR2032. Essas são produzidas em massa em um volume muito alto, portanto, dê o máximo de energia ao custo em uma bateria pequena.

A primeira coisa a fazer é encontrar as especificações de um motor vibratório e ver onde você está. Você pode publicá-las aqui para que possamos discutir onde isso deixa você.

Adicionado em resposta a suas perguntas adicionais:

Eu olhei para o primeiro motor que você escolheu. Embora esteja em um pacote fofo, não parece um bom ajuste, considerando que alimentar a energia é um problema. Como eu disse em um comentário anterior, os motores de baixa tensão parecem ser mais eficientes. A Jameco, por exemplo, possui vários motores classificados em 1,3V e 80mA, que são quase 1/3 da potência que seu motor requer. Aqui está um dos vários com essas especificações.

Como as baterias convenientes são de 3V (uma ou duas CR2032 é uma escolha óbvia) e muitos chips não funcionam com 1,3V, torna a escolha da unidade clara. Use um microcontrolador como um PIC 10F200 em vez de um timer 555. O tempo de longo prazo, como 10s de segundos ou mais, fica complicado com a eletrônica analógica. Mas o verdadeiro impulso é que o micro pode acionar o motor enquanto o temporizador 555 pode apenas ligar ou desligar. Você poderia usar um segundo 555 como oscilador fechado pelo primeiro, mas isso está ficando cada vez mais bobo. Um 10F200 vem em um pacote SOT-23, que é menor do que um único temporizador 555.

Sim, você precisa de alguma maneira de despejar código no PIC. Isso pode ser um problema se você fizer isso apenas uma vez. Se você planeja fazer mais projetos de eletrônica, a possibilidade de utilizar microcontroladores será muito útil de qualquer maneira. Somente para este projeto, você não precisa de nenhum hardware depurador. Este é um programa muito simples que pode ser completamente testado com o simulador. O pacote de software MPLAB gratuito da Microchip inclui o montador, bibliotecário, vinculador, IDE e simulador. Todo o software necessário para desenvolver este firmware está disponível gratuitamente.

Quanto ao transistor de acionamento, eu usaria um bom interruptor lateral baixo de canal N. Um bipolar NPN também funcionaria, mas estamos lidando com baixas voltagens e eficiência, porque a duração da bateria provavelmente será menor do que você deseja. O IRLML2502 pode fazer esse trabalho perfeitamente e também está em um pacote SOT-23. Basta conectar a saída PIC diretamente ao portão. Para ligar o motor, o PIC estará fazendo algo como ligá-lo por 3 ciclos em 7, ou talvez metade do tempo, dependendo de como o motor funciona em baixas tensões à medida que a bateria descarrega. A tensão da bateria também será menor do que a nominal quando o motor estiver ligado devido ao consumo de corrente. Não se esqueça do diodo Schottky reverso no motor para eliminar o rebote indutivo.

Olin Lathrop
fonte
Obrigado. Vou escolher um motor vibratório. Além das células da moeda, parece que o único outro componente elétrico de que preciso é algo que fornecerá energia das células para o motor em um período fixo.
Nick Chammas
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@ Nick: Essa é a parte mais fácil. Este seria um programa simples para um PIC 10F200. Contaria despertares e ligaria periodicamente o motor por um segundo ou o que quer que seja. Olhei em volta e notei que os motores de 1,8 V tendem a ter uma potência menor do que os de 3V, então ele poderia fazer um PWM fixo para produzir aproximadamente 1,8V a partir do suprimento de célula de moeda de 3V.
Olin Lathrop
Estou procurando algo semelhante e as células-moeda são bastante amplas para algo que pode ser usado. Se você puder usar AA ou AAA recarregáveis ​​do tipo Eneloop, verifique os conversores de impulso DC-DC. Eles devem poder fornecer corrente suficiente para os motores vibradores do telefone celular.
nemik 12/12
@nemik: Uma célula tipo moeda CR2032 tem aproximadamente o diâmetro de um relógio de pulso e é um pouco mais fina. Eles produzem 3V quando cheios, então eu reduzi os 3V para 1,8, que é o que os motores vibrantes eficientes parecem funcionar.
Olin Lathrop
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Como o produto final precisará ser envasado ou encapsulado de alguma forma, o motor também não precisa ser encapsulado? Esses motores Jameco, por exemplo, parecem ter partes móveis externas que dificultariam o envasamento.
Nick Chammas
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Veja o final do motor vibratório possivelmente adequado, novo da Digikey.

Em 2000/2001, construí algo que fez essencialmente isso como uma "ajuda para deficientes". Um pequeno número foi construído e colocado em uso

  • Temporizador pessoal "RIBBET"

    Repetindo temporizador eletrônico intermitente de bip / zumbido

    Isso teve um foco jovem / adolescente e o nome foi planejado para ser "divertido".
    Coloque-o em uma mesa e combine com sua imagem de "sapo".

A deglutição como meio de controle da saliva é um reflexo natural para a maioria das pessoas - tanto que a grande maioria das pessoas não perceberia que o fazem - ou o que aconteceria se não engolir ocasionalmente. Muitas pessoas com Paralisia Cerebral podem ter uma falta de consciência do "controle da baba" e a salivação é um efeito colateral comum da paralisia cerebral - e um grande obstáculo à interação social "normal". Pessoas que sofrem de PC adequadamente comprometidas podem controlar a salivação se lembradas da necessidade de engolir em intervalos regulares.

Meu dispositivo atendeu a essa necessidade, fornecendo um alerta vibratório com período inter-alerta variável do usuário, padrão de vibração e amplitude de vibração. Um lembrete cronometrado programável pelo usuário com notificação discreta do usuário obviamente tem muitos outros usos. Um alerta de tom também era uma opção. Em algumas aplicações, apenas o tom foi usado.

Usei um processador PIC de baixa contagem de pinos acionando um motor vibrador de celular e / ou um "bip". A bateria era um pacote de 3 células-botão NiCd (Nimh?). O alojamento era uma caixa de envasamento muito pequena com a unidade usada sob a roupa (geralmente) como um pendente em volta do pescoço.

A operação básica foi tão simples quanto a ativação / desativação do usuário com a pressão do interruptor e a confirmação do sinal vibratório e / ou audível, MAS a funcionalidade era programável pelo usuário ou prestador de cuidados conforme desejado. A interface era de 3 x botões SPST, que permitiam variar a taxa de repetição, a duração do pulso vibratório e o número de pulsos. A amplitude vibratória também era programável para permitir que o "entusiasmo" de alerta e audibilidade de outras pessoas fosse negociado. Em amplitude total, se colocada em uma mesa, a unidade passaria alegremente pela mesa sob vibração e cairia. O sinal sonoro opcional usava uma sirene de oscilação automática com oscilação CC, usando um elemento eletromagnético enrolado em vez de um piezo, pois estes permitiam uma saída consistente mais fácil e compacta a baixa tensão e com bom volume.

O programa foi escrito (não diga à Olin) ME Labs compilando o BASIC - tornando a lógica facilmente transferível para outros idiomas ou processadores.

Supondo que a documentação ainda esteja disponível em meus registros (o que certamente deveria estar), o programa está disponível para qualquer pessoa interessada gratuitamente para uso não comercial. Mesmo que a fiação em outro idioma para outra família de processadores, isso permita uma implementação mais rápida - mas a tarefa é simples. Veja minha página de usuário para obter o endereço de e-mail.


Alerters:

DIY Um alerta de cliente usando vibração eletomecânica ou atuação piezo deve ser "fácil o suficiente".

Choque: Choque elétrico menor "(estilo TENS) pode ser utilizável.

" Tick " Em muitos contextos, uma sugestão de áudio muito sutil pode ser aceitável. por exemplo, um ruído agudo curto de baixa amplitude (fricativas sem informações tonais aparentes) (por exemplo, clique na língua, estalar dedos) (mas QUIETER) pode ser suficiente. Mesmo que seja audível para outras pessoas, elas podem não ser capazes de localizá-lo ou identificá-lo :-)

Vibrador

Motor elétrico pequeno com peso de bobina centrado no deslocamento para causar vibração.

Excedente Excedente, mas novos motores vibradores estão disponíveis a um custo modesto.

Novo: a Digikey vende esse NOVO motor de vibrador em estoque por US $ 4,70 / 1 em estoque.
Motor vibrador Minebea com peso
de bobina De 1V a 40 mA, inicie em 0,5 V,
5 mm x 5 mm x 10 mm - Muito grande?

insira a descrição da imagem aqui


Manual para minha implementação Ribbet aqui (2001).

Você pode comprar alarmes / temporizadores configuráveis ​​de reciclagem - geralmente com uma saída de bip piezo. Estes podem ser facilmente convertidos para acionar um motor vibrador.

Um microcontrolador seria mais flexível, mas se você quisesse "rodar sozinho", uma solução dupla de inversor ou contador 555 ou CMOS Schmitt seria mais fácil se você não tivesse experiência com microcontroladores.

Russell McMahon
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Quanto custou você fazer essas pulseiras? Com relação ao motor vibratório, comprei esses dois para experimentar. Eles estão completamente encapsulados, então não preciso me preocupar com peças externas.
Nick Chammas
O custo do material é baixo. O principal custo para projetos de pequena execução é a criação e construção de software. Hardware: Caixa, bateria, 3 interruptores, sirene, motor, PCB ou similar, Processador (quase qualquer coisa de baixa potência), algumas peças de cola. | US $ 0 da caixa de lixo eletrônico | Menos de US $ 3 em volume na China | $ 15 - $ 30 todas as peças novas.
Russell McMahon
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Você precisa de uma célula tipo moeda, um motor vibratório, um elemento de ajuste (será necessário um pequeno microcontrolador) e FET ou transistor para acionar o motor. Um botão liga / desliga também pode ser útil. E você terá que fazer alguns cálculos para verificar quanto tempo a célula da moeda vai durar. Talvez adicione um LED piscando para o fator geek e verifique a bateria.

O EGM possui alguns motores de vibração baratos: http://www.goldmine-elec-products.com/products.asp?dept=1107 mas você pode preferir uma versão "fechada", mas verifique se a vibração é forte o suficiente para sua finalidade. Eu vendo http://www.voti.nl/shop/p/MOT-10.html

Wouter van Ooijen
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Encontrei alguns motores encapsulados para experimentar (veja meu comentário na resposta de Russel). Você poderia fornecer um exemplo de um elemento de tempo que eu precisaria? Além disso, qual é o propósito do transistor? Eu assumi que eu poderia simplesmente ligar o motor a uma bateria e funcionaria.
Nick Chammas
Você pode conectar o motor a uma bateria e ela vibrará continuamente (até a bateria acabar). Se é isso que você deseja, é claro que pode fazer exatamente isso. O elemento de temporização é para "uma vez a cada n minutos". Pessoalmente, eu pegava um pequeno microcontrolador PIC (verifique a resposta de Olin), mas acho que um CMOS 555 também pode ser possível. Um microcntroller não pode fornecer a corrente requerida por um motor, daí o transistor.
Wouter van Ooijen
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Você definitivamente vai acabar com um pouco de volume, basicamente limitado por quão pequeno o motor e a bateria vibratórios precisam ser.

Se você fizer uma pesquisa no Google por "motor vibratório para celular", todos os tipos de coisas aparecerão. Não tive sorte em encontrar folhas de dados para as peças, mas algumas delas têm fotos em escala que mostram que cabem facilmente na ponta do dedo.

Você precisa disso, de uma bateria e de um pouco de PCB com circuitos para o tempo e a pulsação do motor. Estou acostumado a usar mais de 100 pinos MCUs para fazer qualquer coisa, então provavelmente sugerirei algo que é um exagero. Por exemplo, o NXP faz uma peça do Cortex M0 em um pacote de ~ 2x2mm e a TI possui MSP430s em pacotes de 4x4mm. Eu sou um cara de software, então sempre penso em termos de código para fazer algo, alguém provavelmente pode sugerir um circuito que não precisa de nenhum software.

Prototipar algo que faz o que você precisa deve ser muito fácil, mas montar uma versão utilizável que seja pequena e leve o suficiente pode ser um desafio, porque você desejará usar a menor placa e componentes mais densos possível e trabalhar com pequenas SMDs. um desafio para os aficionados.

Pena que o kit de relógio de pulso EZ430-Chronos da TI não possui um vibrador. Caso contrário, seria uma plataforma perfeita para este projeto.


Vou acrescentar, se você quiser experimentar algumas coisas prontas, o Arduino Nano vale a pena considerar como base para um protótipo inicial. Provavelmente é maior do que você deseja para um projeto final de 0,73 "x 1,7", mas você pode conectar uma bateria e um motor e apenas enrolar tudo em um maço de fita isolante e ter um protótipo que pode durar alguns dias finalmente.

Outra opção é o Lilypad Arduino, que é novamente um pouco grande com 2 "de diâmetro, mas possui um pacote mais plano que pode ser usado para ser empilhado com uma célula de botão e um motor.

Uma vantagem de começar por lá, se você é novo no design de hardware, é o comprovado de que você pode encomendar on-line e é de código aberto para poder baixar os esquemas e os arquivos Eagle do arduino.cc . Eles têm componentes que você não precisará para um produto final, como conectores, conectores de pinos, LEDs; portanto, quando você tiver um protótipo funcional, poderá começar com algo que funcione e reduzir ao mínimo o seu próprio design de placa.

Suboptimus
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Parece que esta empresa tem o componente vibratório que eu precisaria. Também está localizado na China. Heh.
Nick Chammas
Imediatamente pensei também no Chronos. Gostaria de saber se você poderia anexar algo como ebay.com/itm/… à placa traseira do relógio.
Rfusca