Life Arduino Biosensor: 22 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Oletko koskaan kaatunut etkä pystynyt nousemaan ylös? Life Alert (tai sen eri kilpailijalaitteet) voi olla hyvä vaihtoehto sinulle! Nämä laitteet ovat kuitenkin kalliita, ja tilaukset maksavat yli 400–500 dollaria vuodessa. No, Life Alert -hälytysjärjestelmän kaltainen laite voidaan tehdä kannettavana biosensorina. Päätimme sijoittaa aikaa tähän biosensoriin, koska mielestämme on tärkeää, että ihmiset ovat yhteisöllisiä, etenkin putoamisvaarassa olevat.

Vaikka erityinen prototyyppimme ei ole puettava, sitä on helppo käyttää kaatumisten ja äkillisten liikkeiden havaitsemiseen. Kun liike on havaittu, laite antaa käyttäjälle mahdollisuuden painaa "Oletko kunnossa" -painiketta kosketusnäytössä ennen hälytysäänen antamista ja varoittaa lähellä olevaa hoitajaa tarvittavasta avusta.

Tarvikkeet

Life Arduinon laitteistopiirissä on yhdeksän komponenttia, jotka lisäävät 107,90 dollaria. Näiden piirikomponenttien lisäksi tarvitaan pieniä johtoja eri kappaleiden liittämiseksi yhteen. Tämän piirin luomiseen ei tarvita muita työkaluja. Koodausosaan tarvitaan vain Arduino -ohjelmisto ja Github.

Komponentit:

Puolikokoinen leipälauta (2,2 x 3,4 tuumaa) - 5,00 dollaria

Pietsopainike - 1,50 dollaria

2,8 TFT -kosketusnäyttö Arduinolle, jossa on resistiivinen kosketusnäyttö - 34,95 dollaria

9 V paristopidike - 3,97 dollaria

Arduino Uno Rev 3 - 23,00 dollaria

Kiihtyvyysanturin anturi - 23,68 dollaria

Arduino -anturikaapeli - 10,83 dollaria

9 V akku - 1,87 dollaria

Breadboard Jumper Wire Kit - 3,10 dollaria

Kokonaiskustannukset: 107,90 dollaria

Vaihe 1: Valmistelu

Tämän projektin luomiseksi sinun on työskenneltävä Arduino -ohjelmiston kanssa, ladattava Arduino -kirjastot ja lähetettävä koodi GitHubista.

Voit ladata Arduino IDE -ohjelmiston osoitteesta

Tämän projektin koodi voidaan ladata osoitteesta https://github.com/ad1367/LifeArduino., LifeArduino.ino.

Turvallisuusnäkökohdat

Vastuuvapauslauseke: Tämä laite on edelleen kehitteillä, eikä se pysty havaitsemaan ja raportoimaan kaikkia putoamisia. Älä käytä tätä laitetta ainoana keinona seurata putoamisriskiä sairastavaa potilasta.

• Älä muuta virtapiirin rakennetta ennen virtajohdon irrottamista, jotta vältät sähköiskun.
• Älä käytä laitetta avoveden lähellä tai märillä pinnoilla.
• Kun liität laitteen ulkoiseen akkuun, muista, että piirikomponentit voivat alkaa lämmetä pitkän tai väärän käytön jälkeen. On suositeltavaa katkaista virta, kun laitetta ei käytetä.
• Käytä kiihtyvyysmittaria vain putoamisen havaitsemiseen; EI koko piiri. Käytettyä TFT -kosketusnäyttöä ei ole suunniteltu kestämään iskuja ja se voi rikkoutua.

Vaihe 2: Vinkkejä ja temppuja

Vinkkejä vianetsintään:

Jos sinusta tuntuu, että olet kytkenyt kaiken oikein, mutta vastaanotettu signaali on arvaamaton, yritä kiristää Bitalino -johdon ja kiihtyvyysmittarin välinen yhteys. Joskus epätäydellinen yhteys täällä, vaikka se ei näy silmällä, johtaa hölynpölyyn

Kiihtyvyysmittarin korkean taustamelun vuoksi voi olla houkuttelevaa lisätä alipäästösuodatin signaalin puhdistamiseksi. Olemme kuitenkin havainneet, että LPF: n lisääminen vähentää suuresti signaalin suuruutta suoraan suhteessa valittuun taajuuteen

Tarkista TFT -kosketusnäytön versio ja varmista, että oikea kirjasto on ladattu Arduinoon

Jos kosketusnäyttö ei toimi aluksi, varmista, että kaikki nastat on kiinnitetty Arduinon oikeisiin kohtiin

Jos kosketusnäyttö ei edelleenkään toimi koodin kanssa, kokeile käyttää Arduinon perusesimerkkiä, joka löytyy täältä

Lisävaihtoehtoja:

Jos kosketusnäyttö on liian kallis, tilaa vievä tai vaikeasti johdettava, se voidaan korvata toisella komponentilla, kuten Bluetooth-moduulilla, muokatulla koodilla, jotta pudotus kehottaa Bluetooth-moduulia sisäänkirjautumaan kosketusnäytön sijasta.

Vaihe 3: Kiihtyvyysmittarin ymmärtäminen

Bitalino käyttää c apaktiivista kiihtyvyysmittaria. Katkaise se, jotta voimme ymmärtää tarkalleen, mitä teemme.

C apaktiivinen tarkoittaa, että se perustuu kapasitanssin muutokseen liikkeestä. C -hyväksyntä on komponentin kyky tallentaa sähkövarausta, ja se kasvaa joko kondensaattorin koon tai kondensaattorin kahden levyn läheisyyden myötä.

Kapasitiivinen kiihtyvyysmittari hyödyntää kahden levyn läheisyyttä käyttämällä massaa; kun kiihtyvyys siirtää massaa ylös tai alas, se vetää kondensaattorilevyä joko pidemmälle tai lähemmäksi toista levyä, ja kapasitanssin muutos luo signaalin, joka voidaan muuntaa kiihtyvyydeksi.

Vaihe 4: Piirin johdotus

Fritzing -kaavio osoittaa, kuinka Life Arduinon eri osat tulisi kytkeä yhteen. Seuraavat 12 vaihetta näyttävät, kuinka tämä piiri kytketään.

Vaihe 5: Piirin osa 1 - pietsopainikkeen asettaminen

Ensimmäinen vaihe piirin rakentamisessa on sijoittaa pietsopainike leipälevylle. Pietsopainikkeessa on kaksi nastaa, jotka on kiinnitettävä tiukasti levyyn. Muista huomioida, mihin riveihin nastat on kiinnitetty (käytin rivejä 12 ja 16).

Vaihe 6: Piiri Osa 2 - Pietsopainikkeen kytkentä

Kun Piezo -painike on kiinnitetty tukevasti leipälevylle, kytke ylempi tappi (rivillä 12) maahan.

Liitä seuraavaksi pietson alempi tappi (rivillä 16) Arduinon digitaaliseen nastaan 7.

Vaihe 7: Piirin osa 3 - Suojatappien etsiminen

Seuraava askel on löytää seitsemän nastaa, jotka on kytkettävä Arduinosta TFT -näyttöön. Digitaaliset nastat 8-13 ja 5V on kytkettävä.

Vinkki: Koska näyttö on suoja, eli se voi muodostaa yhteyden suoraan Arduinon päälle, voi olla hyödyllistä kääntää kilpi ympäri ja löytää nämä nastat.

Vaihe 8: Piirin osa 4 - Suojatappien kytkentä

Seuraava vaihe on johdottaa suojatapit leipälevyn hyppyjohtimilla. Sovittimen naaraspää (reikäineen) tulee kiinnittää vaiheessa 3 sijaitsevan TFT-näytön takana oleviin nastoihin. Sitten kuusi digitaalista nastajohtoa on kytkettävä vastaaviin nastoihin (8-13).

Vinkki: On hyödyllistä käyttää eri värisiä lankoja varmistaaksesi, että jokainen lanka on liitetty oikeaan nastaan.

Vaihe 9: Piiri Vaihe 5 - Johdotus 5V/GND Arduinolla

Seuraava askel on lisätä johto Arduinon 5V- ja GND -nastoihin, jotta voimme liittää virran ja maadoituksen leipälevyyn.

Vinkki: Vaikka mitä tahansa langan väriä voidaan käyttää, jatkuva punainen virtajohto ja musta johto maadoitukseen voivat auttaa piirin vianmäärityksessä myöhemmin.

Vaihe 10: Piiri Vaihe 6 - Johdotus 5V/GND leipälevylle

Nyt sinun pitäisi lisätä virtaa leipätauluun tuomalla edellisessä vaiheessa kytketty punainen johto levyn punaiseen (+) nauhaan. Lanka voi mennä mihin tahansa pystysuorassa nauhassa. Toista sama mustalla langalla lisätäksesi maata levylle käyttämällä mustaa (-) nauhaa.

Vaihe 11: Piiri Vaihe 7 - Johdotus 5 V: n näytön tappiin

Nyt kun leipälaudalla on virtaa, TFT -näytön viimeinen johto voidaan kytkeä leipälevyn punaiseen (+) nauhaan.

Vaihe 12: Piiri Vaihe 8 - ACC -anturin liittäminen

Seuraava vaihe on liittää kiihtyvyysanturin BITalino -kaapeli kuvan mukaisesti.

Vaihe 13: Piiri Vaihe 9 - BITalino -kaapelin kytkentä

BITalino -kiihtyvyysmittarista tulee kolme johtoa, jotka on liitettävä piiriin. Punainen johto on liitettävä leipälevyn punaiseen (+) nauhaan ja musta johto mustaan (-) nauhaan. Violetti johto on liitettävä Arduinoon analogisessa nastassa A0.

Vaihe 14: Piiri Vaihe 10 - Akun asettaminen pidikkeeseen

Seuraava askel on laittaa 9V paristo paristopidikkeeseen kuvan osoittamalla tavalla.

Vaihe 15: Piiri Vaihe 11 - Akun kiinnittäminen piiriin

Aseta seuraavaksi paristopidikkeen kansi varmistaaksesi, että akku pysyy tiukasti paikallaan. Liitä sitten akku Arduinon virtalähteeseen kuvan osoittamalla tavalla.

Vaihe 16: Piiri Vaihe 12 - Kytkeminen tietokoneeseen

Jotta voit lähettää koodin piiriin, sinun on liitettävä Arduino tietokoneeseen USB -johdolla.

Vaihe 17: Koodin lataaminen

Jos haluat ladata koodin kauniiseen uuteen piiriin, varmista ensin, että USB -liitäntä yhdistää tietokoneesi oikein Arduino -korttiin.

1. Avaa Arduino -sovellus ja tyhjennä kaikki teksti.
2. Muodosta yhteys Arduino -korttiisi valitsemalla Työkalut> Portti ja valitsemalla käytettävissä oleva portti
3. Käy GitHubissa, kopioi koodi ja liitä se Arduino -sovellukseesi.
4. Sinun on "sisällytettävä" kosketusnäyttökirjasto saadaksesi koodisi toimimaan. Voit tehdä tämän valitsemalla Työkalut> Hallinnoi kirjastoja ja etsimällä Adafruit GFX -kirjastoa. Vie hiiri sen päälle ja napsauta esiin tulevaa asennuspainiketta, niin olet valmis aloittamaan.
5. Napsauta lopuksi latausnuolta sinisellä työkalurivillä ja katso taikuuden tapahtuvan!

Vaihe 18: Valmis elämä Arduino -piiri

Kun koodi on ladattu oikein, irrota USB -kaapeli, jotta voit ottaa Life Arduinon mukaasi. Tässä vaiheessa piiri on valmis!

Vaihe 19: Piirikaavio

Tämä EAGLE: ssa luotu kytkentäkaavio näyttää Life Arduino -järjestelmämme laitteiston johdotukset. Arduino Uno-mikroprosessoria käytetään 2,8 TFT-kosketusnäytön (digitaaliset nastat 8-13), pietsokaiuttimen (nasta 7) ja BITalino-kiihtyvyysanturin (nasta A0) kytkemiseen, maadoitukseen ja liittämiseen.

Vaihe 20: Piiri ja koodi - Yhteistyö

Kun piiri on luotu ja koodi kehitetty, järjestelmä alkaa toimia yhdessä. Tähän sisältyy kiihtyvyysmittarin mittaaminen suuria muutoksia (putoamisen vuoksi). Jos kiihtyvyysmittari havaitsee suuren muutoksen, kosketusnäyttö sanoo "Oletko kunnossa" ja antaa käyttäjän painikkeen.

Vaihe 21: Käyttäjän syöttö

Jos käyttäjä painaa painiketta, näyttö muuttuu vihreäksi ja sanoo "Kyllä", joten järjestelmä tietää, että käyttäjä on kunnossa. Jos käyttäjä ei paina painiketta, mikä osoittaa, että putoaminen voi tapahtua, pietsokaiutin antaa äänen.

Vaihe 22: Muita ideoita

Life Arduinon ominaisuuksien laajentamiseksi suosittelemme Bluetooth -moduulin lisäämistä pietsokaiuttimen tilalle. Jos teet niin, voit muokata koodia niin, että jos kaatunut henkilö ei vastaa kosketusnäytön kehotteeseen, hälytys lähetetään Bluetooth -laitteen kautta nimetylle huoltajalle, joka voi sitten tarkistaa heidät.