Life Arduino Biosensor: 22 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Случвало ли ви се е да падате и да не можете да станете? Е, тогава Life Alert (или неговото разнообразие от конкурентни устройства) може да е добър вариант за вас! Тези устройства обаче са скъпи, като абонаментите струват над 400 до 500 долара годишно. Е, устройство, подобно на медицинска алармена система Life Alert, може да бъде направено като преносим биосензор. Решихме да инвестираме време в този биосензор, защото смятаме, че е важно хората в общността, особено тези с риск от падане, да са в безопасност.

Въпреки че нашият специфичен прототип не може да се носи, той е лесен за използване за откриване на падания и резки движения. След откриване на движение, устройството ще даде възможност на потребителя да натисне бутон „Добре ли сте“на сензорния екран, преди да издаде алармен звук, предупреждавайки близкия болногледач, че е необходима помощ.

Консумативи

Има девет компонента в хардуерната верига на Life Arduino, добавящи до $ 107,90. В допълнение към тези компоненти на веригата са необходими малки проводници за свързване на различните парчета заедно. За създаването на тази верига не са необходими други инструменти. За софтуерната част са необходими само софтуер Arduino и Github.

Компоненти:

Марка с половин размер (2.2 "x 3.4") - $ 5.00

Пиезо бутон - 1,50 долара

2.8 TFT Touch Shield за Arduino с резистивен сензорен екран - $ 34.95

9V държач за батерия - $ 3.97

Arduino Uno Rev 3 - $ 23.00

Сензор за акселерометър - 23,68 долара

Сензорен кабел Arduino - $ 10.83

9V батерия - $ 1.87

Комплект тел за прескачане на платка - 3,10 $

Обща цена: 107,90 $

Стъпка 1: Подготовка

За да създадете този проект, ще трябва да работите със софтуера Arduino, да изтеглите библиотеки на Arduino и да качите код от GitHub.

За да изтеглите софтуера за IDE на Arduino, посетете

Кодът за този проект може да бъде изтеглен от https://github.com/ad1367/LifeArduino., Като LifeArduino.ino.

Съображения за безопасност

Отказ от отговорност: Това устройство все още се разработва и не е в състояние да открива и отчита всички падания. Не използвайте това устройство като единствен начин за наблюдение на пациент с риск от падане.

• Не променяйте дизайна на вашата схема, докато захранващият кабел не бъде изключен, за да избегнете риск от удар.
• Не работете с устройството в близост до открита вода или върху мокри повърхности.
• Когато свързвате към външна батерия, имайте предвид, че компонентите на веригата могат да започнат да се нагряват след продължителна или неправилна употреба. Препоръчва се да изключвате захранването, когато устройството не се използва.
• Използвайте акселерометъра само за откриване на падания; НЕ цялата верига. Използваният TFT сензорен екран не е проектиран да издържа на удари и може да се счупи.

Стъпка 2: Съвети и трикове

Съвети за отстраняване на неизправности:

Ако смятате, че сте свързали всичко правилно, но полученият сигнал е непредсказуем, опитайте да затегнете връзката между кабела Bitalino и акселерометъра. Понякога несъвършената връзка тук, макар и невидима с око, води до безсмислен сигнал

Поради високото ниво на фонов шум от акселерометъра, може да се окаже изкушаващо да добавите нискочестотен филтър, за да направите сигнала по-чист. Открихме обаче, че добавянето на LPF значително намалява величината на сигнала, право пропорционално на избраната честота

Проверете версията на вашия TFT сензорен екран, за да се уверите, че правилната библиотека е заредена в Arduino

Ако вашият сензорен екран не работи отначало, уверете се, че всички щифтове са прикрепени към правилните места на Arduino

Ако вашият сензорен екран все още не работи с кода, опитайте да използвате основния примерен код от Arduino, намерен тук

Допълнителни опции:

Ако сензорният екран е твърде скъп, обемист или труден за свързване, той може да бъде заменен с друг компонент, като Bluetooth модул, с модифициран код, така че падането подканва Bluetooth модула за чекиране, а не сензорния екран.

Стъпка 3: Разбиране на акселерометъра

Bitalino използва c капацитивен акселерометър c. Нека разбием това, за да можем да разберем с какво точно работим.

C apacitive означава, че разчита на промяна в капацитета от движение. C капацитетът е способността на компонент да съхранява електрически заряд и се увеличава или с размера на кондензатора, или с близостта на двете плочи на кондензатора.

Капацитивният акселерометър се възползва от близостта на двете плочи, използвайки маса; когато ускорението премества масата нагоре или надолу, тя издърпва кондензаторната плоча по -нататък или по -близо до другата плоча и тази промяна в капацитета създава сигнал, който може да се преобразува в ускорение.

Стъпка 4: Окабеляване на веригата

Диаграмата на Fritzing показва как различните части на Life Arduino трябва да бъдат свързани заедно. Следващите 12 стъпки ви показват как да свържете тази верига.

Стъпка 5: Верига Част 1 - Поставяне на пиезо бутона

Първата стъпка от изграждането на веригата е поставянето на пиезо бутона върху макета. Пиезо бутонът има два щифта, които трябва да бъдат здраво прикрепени към дъската. Не забравяйте да вземете под внимание към какви редове са прикрепени щифтовете (използвах редове 12 и 16).

Стъпка 6: Схема Част 2 - Окабеляване на пиезо бутона

След като бутонът Piezo е прикрепен здраво към макета, свържете горния щифт (в ред 12) към земята.

След това свържете долния щифт на пиезото (в ред 16) към цифров щифт 7 на Arduino.

Стъпка 7: Верига Част 3 - Намиране на щифтовете на щита

Следващата стъпка е да намерите седемте пина, които трябва да бъдат свързани от Arduino към TFT екрана. Трябва да бъдат свързани цифрови пинове 8-13 и 5V захранване.

Съвет: Тъй като екранът е щит, което означава, че може да се свърже директно върху Arduino, може да е полезно да обърнете щита и да намерите тези щифтове.

Стъпка 8: Схема Част 4 - Окабеляване на щифтовете на щита

Следващата стъпка е да свържете щифтовете на щита, като използвате проводниците на джъмпера. Женският край на адаптера (с отвора) трябва да бъде прикрепен към щифтовете на гърба на TFT екрана, разположен в стъпка 3. След това шестте цифрови щифта трябва да бъдат свързани към съответните им щифтове (8-13).

Съвет: Полезно е да използвате различни цветове тел, за да сте сигурни, че всеки проводник е свързан с правилния щифт.

Стъпка 9: Схема Стъпка 5 - Окабеляване на 5V/GND на Arduino

Следващата стъпка е да добавите проводник към 5V и GND щифтовете на Arduino, така че да можем да свържем захранването и земята към макета.

Съвет: Въпреки че може да се използва всеки цвят на проводника, последователното използване на червен проводник за захранване и черен проводник за заземяване може да помогне за отстраняване на неизправности по -късно.

Стъпка 10: Схема Стъпка 6 - Окабеляване на 5V/GND на платката

Сега трябва да добавите захранване към макета, като донесете червения проводник, свързан в предишната стъпка, към червената (+) лента на дъската. Проводникът може да отиде навсякъде във вертикалната лента. Повторете с черния проводник, за да добавите маса към дъската, като използвате черната (-) лента.

Стъпка 11: Схема Стъпка 7 - Окабеляване на 5V екранен щифт към дъската

Сега, когато макетът има захранване, последният проводник от TFT екрана може да бъде свързан към червената (+) лента на макета.

Стъпка 12: Схема Стъпка 8 - Свързване на сензор ACC

Следващата стъпка е да свържете сензора на акселерометъра към кабела BITalino, както е показано.

Стъпка 13: Схема Стъпка 9 - Окабеляване на кабел BITalino

Има три проводника, идващи от акселерометъра BITalino, които трябва да бъдат свързани към веригата. Червеният проводник трябва да бъде свързан към червената (+) лента на макета, а черният проводник да бъде свързан към черната (-) лента. Лилавият проводник трябва да бъде свързан към Arduino в аналогов щифт A0.

Стъпка 14: Схема Стъпка 10 - Поставяне на батерията в държача

Следващата стъпка е просто да поставите 9V батерията в държача на батерията, както е показано.

Стъпка 15: Схема Стъпка 11 - Прикрепване на батерията към веригата

След това поставете капака на държача на батерията, за да се уверите, че батерията е здраво закрепена. След това свържете батерията към входа на захранването на Arduino, както е показано.

Стъпка 16: Схема Стъпка 12 - Включване към компютъра

За да качите кода във веригата, трябва да използвате USB кабела, за да свържете Arduino към компютъра.

Стъпка 17: Качване на кода

За да качите кода във вашата красива нова верига, първо се уверете, че вашият USB правилно свързва компютъра към вашата платка Arduino.

1. Отворете приложението си Arduino и изчистете целия текст.
2. За да се свържете с дъската си Arduino, отидете на Инструменти> Порт и изберете наличния порт
3. Посетете GitHub, копирайте кода и го поставете във вашето приложение Arduino.
4. Ще трябва да "включите" библиотеката със сензорен екран, за да работи кодът ви. За да направите това, отидете в Инструменти> Управление на библиотеки и потърсете библиотеката Adafruit GFX. Наведете мишката върху него и щракнете върху бутона за инсталиране, който се появява, и ще бъдете готови да започнете.
5. Накрая щракнете върху стрелката за качване в синята лента с инструменти и гледайте как се случва магията!

Стъпка 18: Свързана верига Arduino Circuit

След като кодът бъде качен правилно, изключете USB кабела, за да можете да вземете Life Arduino със себе си. В този момент веригата е завършена!

Стъпка 19: Електрическа схема

Тази електрическа схема, създадена в EAGLE, показва хардуерното окабеляване на нашата система Life Arduino. Микропроцесорът Arduino Uno се използва за захранване, заземяване и свързване на 2,8-инчов TFT сензорен екран (цифрови пинове 8-13), пиезо говорител (щифт 7) и акселерометър BITalino (щифт A0).

Стъпка 20: Схема и код - Работете заедно

След като веригата е създадена и кодът е разработен, системата започва да работи заедно. Това включва измерването на акселерометъра с големи промени (поради падане). Ако акселерометърът открие голяма промяна, тогава сензорният екран казва „Добре ли си“и предоставя бутон, който потребителят да натисне.

Стъпка 21: Въвеждане от потребителя

Ако потребителят натисне бутона, екранът става зелен и казва „Да“, така че системата знае, че потребителят е добре. Ако потребителят не натисне бутона, което показва, че може да има падане, тогава пиезо говорителят издава звук.

Стъпка 22: Допълнителни идеи

За да разширите възможностите на Life Arduino, предлагаме да добавите Bluetooth модул на мястото на пиезо говорителя. Ако го направите, можете да промените кода, така че когато човекът, който падне, не реагира на подканата със сензорния екран, чрез неговото Bluetooth устройство да бъде изпратен сигнал до определения им пазач, който след това може да дойде да го провери.