Biosenzor Life Arduino: 22 de pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Ai căzut vreodată și nu ai putut să te ridici? Ei bine, atunci Life Alert (sau varietatea sa de dispozitive concurente) ar putea fi o opțiune bună pentru dvs.! Cu toate acestea, aceste dispozitive sunt scumpe, abonamentele costând peste 400-500 USD pe an. Ei bine, un dispozitiv similar cu un sistem de alarmă medicală Life Alert poate fi realizat ca un biosenzor portabil. Am decis să investim timp în acest biosenzor, deoarece considerăm că este important ca oamenii din comunitate, în special cei cu risc de cădere, să fie în siguranță.

Deși prototipul nostru specific nu este portabil, este ușor de utilizat pentru a detecta căderile și mișcările bruște. După detectarea mișcării, dispozitivul va oferi utilizatorului posibilitatea de a apăsa un buton „Ești bine” de pe ecranul tactil înainte de a emite un semnal de alarmă, avertizând un îngrijitor din apropiere că este nevoie de ajutor.

Provizii

Există nouă componente în circuitul hardware Life Arduino care adună până la 107,90 USD. În plus față de aceste componente ale circuitului, sunt necesare fire mici pentru a conecta diferitele piese împreună. Nu sunt necesare alte instrumente pentru crearea acestui circuit. Pentru porțiunea de codare sunt necesare doar software-ul Arduino și Github.

Componente:

Pânză de jumătate (2,2 "x 3,4") - 5,00 USD

Buton piezo - 1,50 USD

Ecran tactil TFT de 2,8 pentru Arduino cu ecran tactil rezistiv - 34,95 USD

Suport baterie 9V - 3,97 USD

Arduino Uno Rev 3 - 23,00 USD

Senzor accelerometru - 23,68 USD

Cablu senzor Arduino - 10,83 USD

Baterie de 9V - 1,87 USD

Set de sârmă jumper pentru pană - 3,10 USD

Cost total: 107,90 USD

Pasul 1: Pregătirea

Pentru a crea acest proiect, va trebui să lucrați cu software-ul Arduino, să descărcați bibliotecile Arduino și să încărcați codul din GitHub.

Pentru a descărca software-ul Arduino IDE, vizitați

Codul pentru acest proiect poate fi descărcat de pe https://github.com/ad1367/LifeArduino., Ca LifeArduino.ino.

Considerații de siguranță

Declinare de responsabilitate: Acest dispozitiv este încă în curs de dezvoltare și nu este capabil să detecteze și să raporteze toate căderile. Nu utilizați acest dispozitiv ca singură modalitate de monitorizare a unui pacient cu risc de cădere.

• Nu modificați proiectarea circuitului până când cablul de alimentare nu este deconectat, pentru a evita riscul de șoc.
• Nu folosiți dispozitivul în apropierea apei deschise sau pe suprafețe umede.
• Când vă conectați la o baterie externă, rețineți că componentele circuitului pot începe să se încălzească după o utilizare prelungită sau necorespunzătoare. Este recomandat să vă deconectați de la alimentare atunci când dispozitivul nu este utilizat.
• Folosiți accelerometrul numai pentru a detecta căderile; NU întreg circuitul. Ecranul tactil TFT folosit nu este conceput pentru a rezista la impact și se poate sparge.

Pasul 2: Sfaturi și trucuri

Sfaturi de depanare:

Dacă simțiți că ați conectat totul corect, dar semnalul primit este imprevizibil, încercați să strângeți conexiunea dintre cablul Bitalino și accelerometru. Uneori, o conexiune imperfectă aici, deși nu este vizibilă prin ochi, are ca rezultat un semnal aiurea

Datorită nivelului ridicat de zgomot de fundal de pe accelerometru, poate fi tentant să adăugați un filtru low-pass pentru a face semnalul mai curat. Cu toate acestea, am constatat că adăugarea unui LPF reduce foarte mult magnitudinea semnalului, în proporție directă cu frecvența selectată

Verificați versiunea ecranului dvs. tactil TFT pentru a vă asigura că biblioteca corectă a fost încărcată în Arduino

Dacă ecranul dvs. tactil nu funcționează la început, asigurați-vă că toți pinii au fost atașați la punctele potrivite de pe Arduino

Dacă ecranul dvs. tactil încă nu funcționează cu codul, încercați să utilizați exemplul de cod de bază de la Arduino, găsit aici

Opțiuni suplimentare:

Dacă ecranul tactil este prea scump, voluminos sau dificil de conectat, acesta poate fi înlocuit cu o altă componentă, cum ar fi un modul Bluetooth, cu cod modificat, astfel încât o cădere să solicite modulului bluetooth pentru check-in, mai degrabă decât pentru ecranul tactil.

Pasul 3: Înțelegerea accelerometrului

Bitalino folosește un accelerometru c apacitiv. Să descompunem acest lucru, astfel încât să putem înțelege exact cu ce lucrăm.

C apacitiv înseamnă că se bazează pe o schimbare a capacității din mișcare. C apacitanță este capacitatea unei componente de a stoca sarcina electrică și crește fie cu dimensiunea condensatorului, fie cu apropierea celor două plăci ale condensatorului.

Accelerometrul capacitiv profită de apropierea celor două plăci folosind o masă; când accelerația deplasează masa în sus sau în jos, trage placa condensatorului fie mai departe, fie mai aproape de cealaltă placă, iar această modificare a capacității creează un semnal care poate fi transformat în accelerație.

Pasul 4: Cablarea circuitului

Diagrama Fritzing arată cum ar trebui conectate diferitele părți ale Life Arduino. Următorii 12 pași vă arată cum să conectați acest circuit.

Pasul 5: Circuit Partea 1 - Plasarea butonului piezo

Primul pas al construirii circuitului este de a plasa butonul piezo pe panou. Butonul piezo are două știfturi care trebuie atașate ferm la tablă. Asigurați-vă că luați notă de ce rânduri sunt atașate pinii (am folosit rândurile 12 și 16).

Pasul 6: Circuit Partea 2 - Cablarea butonului piezo

După ce butonul Piezo a fost atașat ferm pe panou, conectați știftul superior (în rândul 12) la sol.

Apoi, conectați pinul inferior al piezo-ului (în rândul 16) la pinul digital 7 de pe Arduino.

Pasul 7: Circuit Partea 3 - Găsirea știfturilor scutului

Următorul pas este de a găsi cei șapte pini care trebuie conectați de la Arduino la ecranul TFT. Pinii digitali 8-13 și 5V trebuie conectați.

Sfat: Deoarece ecranul este un scut, ceea ce înseamnă că se poate conecta direct deasupra Arduino, poate fi util să răsturnați scutul și să găsiți acești pini.

Pasul 8: Circuit Partea 4 - Cablarea pinilor ecranului

Următorul pas este să conectați știfturile scutului utilizând firele jumperului din panoul de bord. Capătul feminin al adaptorului (cu orificiul) ar trebui să fie atașat la pinii din spatele ecranului TFT aflat la pasul 3. Apoi, cele șase fire digitale trebuie conectate la pinii lor corespunzători (8-13).

Sfat: este util să utilizați diferite culori de sârmă pentru a vă asigura că fiecare sârmă se conectează la pinul corect.

Pasul 9: Circuit Pasul 5 - Cablarea 5V / GND pe Arduino

Următorul pas este să adăugați un fir la pinii de 5V și GND de pe Arduino, astfel încât să putem conecta alimentarea și împământarea la placa.

Sfat: Deși se poate utiliza orice culoare a firului, utilizarea constantă a firului roșu pentru alimentare și a firului negru pentru masă poate ajuta la depanarea circuitului ulterior.

Pasul 10: Circuit Pasul 6 - Cablarea 5V / GND pe placa de panouri

Acum, ar trebui să adăugați energie panoului de alimentare aducând firul roșu conectat în pasul anterior la banda roșie (+) de pe placă. Sârma poate merge oriunde în banda verticală. Repetați cu firul negru pentru a adăuga pământ la bord folosind banda neagră (-).

Pasul 11: Circuit Pasul 7 - Cablarea pinului ecranului de 5V la placă

Acum, când panoul de alimentare are putere, ultimul fir de pe ecranul TFT poate fi conectat la banda roșie (+) de pe panou.

Pasul 12: Circuitul Pasul 8 - Conectarea senzorului ACC

Următorul pas este să conectați senzorul accelerometrului la cablul BITalino așa cum se arată.

Pasul 13: Circuit Pasul 9 - Cablarea cablului BITalino

Există trei fire provenite de la accelerometrul BITalino care trebuie atașate la circuit. Firul roșu ar trebui să fie conectat la banda roșie (+) de pe panou, iar firul negru să fie conectat la banda neagră (-). Firul violet ar trebui să fie conectat la Arduino în pinul analogic A0.

Pasul 14: Circuit Pasul 10 - Punerea bateriei în suport

Următorul pas este să puneți pur și simplu bateria de 9V în suportul bateriei, așa cum se arată.

Pasul 15: Circuit Pasul 11 - Atașarea bateriei la circuit

Apoi, introduceți capacul pe suportul bateriei pentru a vă asigura că bateria este bine ținută în poziție. Apoi, conectați acumulatorul la puterea de intrare de pe Arduino așa cum se arată.

Pasul 16: Circuit Pasul 12 - Conectarea la computer

Pentru a încărca codul în circuit, trebuie să utilizați cablul USB pentru a conecta Arduino la computer.

Pasul 17: Încărcarea codului

Pentru a încărca codul pe noul dvs. circuit nou, asigurați-vă mai întâi că USB-ul dvs. conectează corect computerul la placa Arduino.

1. Deschideți aplicația Arduino și ștergeți tot textul.
2. Pentru a vă conecta la placa Arduino, accesați Instrumente> Port și selectați portul disponibil
3. Vizitați GitHub, copiați codul și lipiți-l în aplicația dvs. Arduino.
4. Va trebui să „includeți” biblioteca cu ecran tactil pentru ca codul dvs. să funcționeze. Pentru a face acest lucru, accesați Instrumente> Gestionați bibliotecile și căutați biblioteca Adafruit GFX. Treceți mouse-ul peste el și faceți clic pe butonul de instalare care apare și veți fi gata să începeți.
5. În cele din urmă, faceți clic pe săgeata Încărcați din bara de instrumente albastră și urmăriți cum se întâmplă magia!

Pasul 18: Circuitul Arduino finalizat

După ce codul este încărcat corect, deconectați cablul USB, astfel încât să puteți lua Life Arduino cu voi. În acest moment, circuitul este complet!

Pasul 19: Diagrama circuitului

Această diagramă de circuit creată în EAGLE arată cablarea hardware a sistemului nostru Life Arduino. Microprocesorul Arduino Uno este utilizat pentru alimentarea, împământarea și conectarea unui ecran tactil TFT de 2,8 (pinii digitali 8-13), un difuzor piezospecial (pinul 7) și un accelerometru BITalino (pinul A0).

Pasul 20: Circuit și cod - Lucrând împreună

Odată ce circuitul este creat și codul este dezvoltat, sistemul începe să lucreze împreună. Aceasta include ca accelerometrul să măsoare schimbări mari (din cauza unei căderi). Dacă accelerometrul detectează o schimbare mare, atunci ecranul tactil spune „Sunteți bine” și oferă un buton pe care utilizatorul îl poate apăsa.

Pasul 21: Introducere utilizator

Dacă utilizatorul apasă butonul, ecranul devine verde și spune „Da”, astfel încât sistemul să știe că utilizatorul este în regulă. Dacă utilizatorul nu apasă butonul, indicând că poate exista o cădere, atunci piezo-difuzorul scoate un sunet.

Pasul 22: Idei suplimentare

Pentru a extinde capacitățile Life Arduino, vă sugerăm să adăugați un modul bluetooth în locul piezo-difuzorului. Dacă faceți acest lucru, puteți modifica codul astfel încât, atunci când persoana care cade nu răspunde la solicitarea de pe ecranul tactil, o alertă este trimisă prin dispozitivul său bluetooth către îngrijitorul desemnat, care poate veni apoi să le verifice.