Life Arduino Biosensor: 22 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Έπεσες ποτέ και δεν κατάφερες να σηκωθείς; Λοιπόν, τότε το Life Alert (ή η ποικιλία των ανταγωνιστικών συσκευών του) μπορεί να είναι μια καλή επιλογή για εσάς! Ωστόσο, αυτές οι συσκευές είναι ακριβές, με τις συνδρομές να κοστίζουν πάνω από $ 400- $ 500 ετησίως. Λοιπόν, μια συσκευή παρόμοια με ένα ιατρικό σύστημα συναγερμού Life Alert μπορεί να κατασκευαστεί ως φορητός βιοαισθητήρας. Αποφασίσαμε να επενδύσουμε χρόνο σε αυτόν τον βιοαισθητήρα, επειδή πιστεύουμε ότι είναι σημαντικό οι άνθρωποι στην κοινότητα, ειδικά εκείνοι που κινδυνεύουν να πέσουν, να είναι ασφαλείς.

Παρόλο που το συγκεκριμένο μας πρωτότυπο δεν μπορεί να φορεθεί, είναι εύκολο στη χρήση για τον εντοπισμό πτώσεων και ξαφνικών κινήσεων. Αφού εντοπιστεί κίνηση, η συσκευή θα δώσει την ευκαιρία στον χρήστη να πατήσει το κουμπί "Είστε εντάξει" στην οθόνη αφής πριν ακούσετε έναν συναγερμό, προειδοποιώντας έναν κοντινό φροντιστή ότι απαιτείται βοήθεια.

Προμήθειες

Υπάρχουν εννέα εξαρτήματα στο κύκλωμα υλικού Life Arduino που προσθέτουν έως και 107,90 $. Εκτός από αυτά τα εξαρτήματα του κυκλώματος, χρειάζονται μικρά σύρματα για να συνδέσετε τα διάφορα κομμάτια μεταξύ τους. Δεν χρειάζονται άλλα εργαλεία για τη δημιουργία αυτού του κυκλώματος. Μόνο το λογισμικό Arduino και το Github χρειάζονται για το τμήμα κωδικοποίησης.

Συστατικά:

Μπισκόν μισού μεγέθους (2,2 "x 3,4") - 5,00 $

Κουμπί Piezo - 1,50 $

2,8 TFT Touch Shield For Arduino με ανθεκτική οθόνη αφής - 34,95 $

Κάτοχος μπαταρίας 9V - 3,97 $

Arduino Uno Rev 3 - 23,00 $

Αισθητήρας επιταχυνσιόμετρου - 23,68 $

Καλώδιο αισθητήρα Arduino - 10,83 $

Μπαταρία 9V - 1,87 $

Breadboard Jumper Wire Kit - 3,10 $

Συνολικό κόστος: $ 107,90

Βήμα 1: Προετοιμασία

Για να δημιουργήσετε αυτό το έργο, θα πρέπει να εργαστείτε με το λογισμικό Arduino, να κατεβάσετε βιβλιοθήκες Arduino και να ανεβάσετε κώδικα από το GitHub.

Για λήψη του λογισμικού Arduino IDE, επισκεφθείτε τη διεύθυνση

Μπορείτε να κατεβάσετε τον κώδικα για αυτό το έργο από τη διεύθυνση https://github.com/ad1367/LifeArduino., Ως LifeArduino.ino.

Σκέψεις για την ασφάλεια

Αποποίηση ευθυνών: Αυτή η συσκευή είναι ακόμα σε εξέλιξη και δεν είναι σε θέση να εντοπίσει και να αναφέρει όλες τις πτώσεις. Μην χρησιμοποιείτε αυτήν τη συσκευή ως τον μόνο τρόπο παρακολούθησης ασθενών με κίνδυνο πτώσης.

• Μην τροποποιείτε τον σχεδιασμό του κυκλώματός σας μέχρι να αποσυνδεθεί το καλώδιο τροφοδοσίας, για να αποφύγετε τον κίνδυνο σοκ.
• Μη λειτουργείτε τη συσκευή κοντά σε ανοιχτό νερό ή σε υγρές επιφάνειες.
• Κατά τη σύνδεση σε εξωτερική μπαταρία, λάβετε υπόψη ότι τα εξαρτήματα του κυκλώματος ενδέχεται να αρχίσουν να θερμαίνονται μετά από παρατεταμένη ή ακατάλληλη χρήση. Συνιστάται να αποσυνδέεστε από το ρεύμα όταν η συσκευή δεν χρησιμοποιείται.
• Χρησιμοποιήστε το επιταχυνσιόμετρο μόνο για την ανίχνευση πτώσεων. ΟΧΙ ολόκληρο το κύκλωμα. Η οθόνη αφής TFT που χρησιμοποιείται δεν έχει σχεδιαστεί για να αντέχει σε κρούσεις και μπορεί να θρυμματιστεί.

Βήμα 2: Συμβουλές και κόλπα

Συμβουλές αντιμετώπισης προβλημάτων:

Εάν αισθάνεστε ότι έχετε συνδέσει τα πάντα σωστά, αλλά το σήμα που λαμβάνετε είναι απρόβλεπτο, δοκιμάστε να σφίξετε τη σύνδεση μεταξύ του καλωδίου Bitalino και του επιταχυνσιόμετρου. Μερικές φορές μια ατελής σύνδεση εδώ, αν και δεν είναι ορατή με το μάτι, έχει ως αποτέλεσμα ένα ηλίθιο σήμα

Λόγω του υψηλού επιπέδου θορύβου από το επιταχυνσιόμετρο, μπορεί να είναι δελεαστικό να προσθέσετε ένα φίλτρο χαμηλής διέλευσης για να κάνετε το σήμα πιο καθαρό. Ωστόσο, διαπιστώσαμε ότι η προσθήκη ενός LPF μειώνει σημαντικά το μέγεθος του σήματος, σε άμεση αναλογία με την επιλεγμένη συχνότητα

Ελέγξτε την έκδοση της οθόνης αφής TFT για να βεβαιωθείτε ότι η σωστή βιβλιοθήκη έχει φορτωθεί στο Arduino

Εάν η οθόνη αφής σας δεν λειτουργεί στην αρχή, βεβαιωθείτε ότι όλες οι καρφίτσες έχουν συνδεθεί στα σωστά σημεία του Arduino

Εάν η οθόνη αφής εξακολουθεί να μην λειτουργεί με τον κωδικό, δοκιμάστε να χρησιμοποιήσετε τον βασικό παράδειγμα κώδικα από το Arduino, που βρίσκεται εδώ

Επιπλέον επιλογές:

Εάν η οθόνη αφής είναι πολύ ακριβή, ογκώδης ή δύσκολη στην καλωδίωση, μπορεί να αντικατασταθεί με ένα άλλο στοιχείο, όπως μια μονάδα Bluetooth, με τροποποιημένο κώδικα, έτσι ώστε μια πτώση να ζητά από τη μονάδα bluetooth για check-in και όχι με οθόνη αφής.

Βήμα 3: Κατανόηση του επιταχυνσιόμετρου

Το Bitalino χρησιμοποιεί ένα επιταχυνσιόμετρο c. Ας το σπάσουμε για να καταλάβουμε ακριβώς με τι δουλεύουμε.

Το C apacitive σημαίνει ότι βασίζεται σε μια αλλαγή της χωρητικότητας από την κίνηση. Η C ακαμψία είναι η ικανότητα ενός εξαρτήματος να αποθηκεύει ηλεκτρικό φορτίο και αυξάνεται είτε με το μέγεθος του πυκνωτή είτε με την εγγύτητα των δύο πλακών του πυκνωτή.

Το χωρητικό επιταχυνσιόμετρο εκμεταλλεύεται την εγγύτητα των δύο πλακών χρησιμοποιώντας μια μάζα. όταν η επιτάχυνση μετακινεί τη μάζα πάνω ή κάτω, τραβά την πλάκα του πυκνωτή είτε πιο μακριά είτε πιο κοντά στην άλλη πλάκα, και αυτή η αλλαγή χωρητικότητας δημιουργεί ένα σήμα που μπορεί να μετατραπεί σε επιτάχυνση.

Βήμα 4: Καλωδίωση κυκλώματος

Το διάγραμμα Fritzing δείχνει πώς τα διαφορετικά μέρη του Life Arduino πρέπει να είναι ενωμένα μεταξύ τους. Τα επόμενα 12 βήματα σας δείχνουν πώς να συνδέσετε αυτό το κύκλωμα.

Βήμα 5: Κύκλωμα Μέρος 1 - Τοποθέτηση του κουμπιού Piezo

Το πρώτο βήμα για την οικοδόμηση του κυκλώματος είναι να τοποθετήσετε το πιεστικό κουμπί στο ψωμί. Το πίεζο κουμπί έχει δύο ακίδες οι οποίες πρέπει να στερεώνονται σταθερά στον πίνακα. Βεβαιωθείτε ότι έχετε λάβει υπόψη σας σε ποιες σειρές είναι προσαρτημένες οι καρφίτσες (χρησιμοποίησα τις σειρές 12 και 16).

Βήμα 6: Κύκλωμα Μέρος 2 - Καλωδίωση του κουμπιού Piezo

Αφού το κουμπί Piezo στερεωθεί σταθερά στο ψωμί, συνδέστε τον επάνω πείρο (στη σειρά 12) στη γείωση.

Στη συνέχεια, συνδέστε τον κάτω πείρο του πιεζο (στη σειρά 16) με τον ψηφιακό πείρο 7 στο Arduino.

Βήμα 7: Κύκλωμα Μέρος 3 - Εύρεση των ακίδων ασπίδας

Το επόμενο βήμα είναι να βρείτε τις επτά ακίδες που πρέπει να συνδεθούν από το Arduino στην οθόνη TFT. Πρέπει να συνδεθούν ψηφιακές ακίδες 8-13 και 5V.

Συμβουλή: Δεδομένου ότι η οθόνη είναι ασπίδα, δηλαδή μπορεί να συνδεθεί απευθείας πάνω από το Arduino, μπορεί να είναι χρήσιμο να αναποδογυρίσετε την ασπίδα και να βρείτε αυτές τις ακίδες.

Βήμα 8: Κύκλωμα Μέρος 4 - Καλωδίωση των ακίδων ασπίδας

Το επόμενο βήμα είναι να συνδέσετε τους πείρους ασπίδας χρησιμοποιώντας τα καλώδια του βραχυκυκλώματος. Το θηλυκό άκρο του προσαρμογέα (με την οπή) πρέπει να στερεωθεί στους πείρους στο πίσω μέρος της οθόνης TFT που βρίσκεται στο βήμα 3. Στη συνέχεια, τα έξι καλώδια ψηφιακής ακίδας πρέπει να συνδεθούν με τους αντίστοιχους πείρους τους (8-13).

Συμβουλή: Είναι χρήσιμο να χρησιμοποιείτε διαφορετικά χρώματα σύρματος για να βεβαιωθείτε ότι κάθε καλώδιο συνδέεται στη σωστή ακίδα.

Βήμα 9: Κύκλωμα Βήμα 5 - Καλωδίωση 5V/GND στο Arduino

Το επόμενο βήμα είναι να προσθέσουμε ένα καλώδιο στις καρφίτσες 5V και GND στο Arduino, έτσι ώστε να μπορούμε να συνδέσουμε την τροφοδοσία και τη γείωση στο breadboard.

Συμβουλή: Ενώ μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιοδήποτε χρώμα σύρματος, η συνεχής χρήση κόκκινου καλωδίου για τροφοδοσία και μαύρου σύρματος για γείωση μπορεί να βοηθήσει στην αντιμετώπιση προβλημάτων του κυκλώματος αργότερα.

Βήμα 10: Κύκλωμα Βήμα 6 - Καλωδίωση 5V/GND στο Breadboard

Τώρα, θα πρέπει να προσθέσετε ισχύ στο breadboard φέρνοντας το κόκκινο σύρμα που συνδέθηκε στο προηγούμενο βήμα στην κόκκινη λωρίδα (+) στον πίνακα. Το σύρμα μπορεί να πάει οπουδήποτε στην κάθετη λωρίδα. Επαναλάβετε με το μαύρο σύρμα για να προσθέσετε γείωση στον πίνακα χρησιμοποιώντας τη μαύρη λωρίδα (-).

Βήμα 11: Κύκλωμα Βήμα 7 - Καλωδίωση καρφίτσας οθόνης 5V στην πλακέτα

Τώρα που το breadboard έχει ισχύ, το τελευταίο καλώδιο από την οθόνη TFT μπορεί να συνδεθεί με την κόκκινη (+) λωρίδα στο breadboard.

Βήμα 12: Κύκλωμα Βήμα 8 - Σύνδεση αισθητήρα ACC

Το επόμενο βήμα είναι να συνδέσετε τον αισθητήρα επιταχυνσιόμετρου στο καλώδιο BITalino όπως φαίνεται.

Βήμα 13: Κύκλωμα Βήμα 9 - Καλωδίωση καλωδίου BITalino

Υπάρχουν τρία καλώδια που προέρχονται από το επιταχυνσιόμετρο BITalino που πρέπει να συνδεθούν στο κύκλωμα. Το κόκκινο σύρμα πρέπει να συνδεθεί με την κόκκινη (+) λωρίδα στο breadboard και το μαύρο σύρμα να συνδεθεί με τη μαύρη (-) ταινία. Το μοβ σύρμα πρέπει να συνδεθεί με το Arduino σε αναλογική ακίδα A0.

Βήμα 14: Κύκλωμα Βήμα 10 - Τοποθέτηση μπαταρίας στη θήκη

Το επόμενο βήμα είναι απλά να τοποθετήσετε την μπαταρία 9V στη θήκη της μπαταρίας όπως φαίνεται στην εικόνα.

Βήμα 15: Κύκλωμα Βήμα 11 - Σύνδεση της μπαταρίας στο κύκλωμα

Στη συνέχεια, τοποθετήστε το καπάκι στη θήκη της μπαταρίας για να βεβαιωθείτε ότι η μπαταρία είναι καλά σφιγμένη στη θέση της. Στη συνέχεια, συνδέστε την μπαταρία στην είσοδο τροφοδοσίας στο Arduino όπως φαίνεται.

Βήμα 16: Κύκλωμα Βήμα 12 - Συνδέστε τον υπολογιστή

Για να ανεβάσετε τον κωδικό στο κύκλωμα, πρέπει να χρησιμοποιήσετε το καλώδιο USB για να συνδέσετε το Arduino στον υπολογιστή.

Βήμα 17: Μεταφόρτωση του κώδικα

Για να ανεβάσετε τον κώδικα στο όμορφο νέο κύκλωμά σας, βεβαιωθείτε πρώτα ότι το USB συνδέει σωστά τον υπολογιστή σας με την πλακέτα Arduino.

1. Ανοίξτε την εφαρμογή Arduino και διαγράψτε όλο το κείμενο.
2. Για να συνδεθείτε στην πλακέτα Arduino, μεταβείτε στην επιλογή Εργαλεία> Θύρα και επιλέξτε τη διαθέσιμη θύρα
3. Επισκεφτείτε το GitHub, αντιγράψτε τον κώδικα και επικολλήστε τον στην εφαρμογή σας Arduino.
4. Θα χρειαστεί να "συμπεριλάβετε" τη βιβλιοθήκη της οθόνης αφής για να λειτουργήσει ο κωδικός σας. Για να το κάνετε αυτό, μεταβείτε στην ενότητα Εργαλεία> Διαχείριση βιβλιοθηκών και αναζητήστε τη βιβλιοθήκη Adafruit GFX. Ποντίστε πάνω του και κάντε κλικ στο κουμπί εγκατάστασης που εμφανίζεται και θα είστε έτοιμοι να ξεκινήσετε.
5. Τέλος, κάντε κλικ στο βέλος Μεταφόρτωση στη μπλε γραμμή εργαλείων και δείτε το μαγικό να συμβαίνει!

Βήμα 18: Ολοκληρωμένο κύκλωμα Arduino Life

Αφού ανεβάσετε σωστά τον κωδικό, αποσυνδέστε το καλώδιο USB, ώστε να πάρετε το Life Arduino μαζί σας. Σε αυτό το σημείο, το κύκλωμα ολοκληρώθηκε!

Βήμα 19: Διάγραμμα κυκλώματος

Αυτό το διάγραμμα κυκλώματος που δημιουργήθηκε στο EAGLE δείχνει την καλωδίωση υλικού του συστήματος Life Arduino. Ο μικροεπεξεργαστής Arduino Uno χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία, τη γείωση και τη σύνδεση μιας οθόνης αφής TFT 2,8 ιντσών (ψηφιακές ακίδες 8-13), ενός πιεζοηχείου (ακίδα 7) και ενός επιταχυνσιόμετρου BITalino (καρφίτσα A0).

Βήμα 20: Κύκλωμα και κώδικας - Δουλεύοντας μαζί

Μόλις δημιουργηθεί το κύκλωμα και αναπτυχθεί ο κώδικας, το σύστημα αρχίζει να λειτουργεί μαζί. Αυτό περιλαμβάνει το να μετρά το επιταχυνσιόμετρο μεγάλες αλλαγές (λόγω πτώσης). Εάν το επιταχυνσιόμετρο ανιχνεύσει μια μεγάλη αλλαγή, τότε η οθόνη αφής λέει "Είστε εντάξει" και παρέχει ένα κουμπί για να το πατήσει ο χρήστης.

Βήμα 21: Εισαγωγή χρήστη

Εάν ο χρήστης πατήσει το κουμπί, τότε η οθόνη γίνεται πράσινη και λέει "Ναι", ώστε το σύστημα να γνωρίζει ότι ο χρήστης είναι εντάξει. Εάν ο χρήστης δεν πατήσει το κουμπί, υποδεικνύοντας ότι μπορεί να υπάρξει πτώση, τότε το πιεζοηχείο κάνει ήχο.

Βήμα 22: Περαιτέρω ιδέες

Για να επεκτείνετε τις δυνατότητες του Life Arduino, προτείνουμε να προσθέσετε μια μονάδα bluetooth στη θέση του πιεζοηχείου. Εάν το κάνετε, μπορείτε να τροποποιήσετε τον κώδικα, έτσι ώστε όταν το άτομο που πέφτει δεν ανταποκρίνεται στην προτροπή της οθόνης αφής, αποστέλλεται μια ειδοποίηση μέσω της συσκευής bluetooth στον καθορισμένο φροντιστή, ο οποίος μπορεί στη συνέχεια να τον ελέγξει.