Life Arduino Biosensor: 22 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Alguna vegada heu caigut i no us heu pogut aixecar? Bé, llavors Life Alert (o la seva varietat de dispositius competidors) pot ser una bona opció per a vosaltres. No obstant això, aquests dispositius són cars, i les subscripcions costen més de 400-500 dòlars a l'any. Bé, un dispositiu similar a un sistema d’alarma mèdica Life Alert es pot fabricar com a biosensor portàtil. Vam decidir invertir temps en aquest biosensor perquè creiem que és important que les persones de la comunitat siguin segures, especialment les persones amb risc de caigudes.

Tot i que el nostre prototip específic no es pot portar, és fàcil d’utilitzar per detectar caigudes i moviments bruscos. Després de detectar el moviment, el dispositiu donarà a l’usuari l’oportunitat de prémer el botó “Estàs bé” a la pantalla tàctil abans de fer sonar una alarma, avisant un cuidador proper que necessita ajuda.

Subministraments

Hi ha nou components al circuit de maquinari Life Arduino que sumen 107,90 dòlars. A més d’aquests components del circuit, calen petits cables per connectar les diferents peces juntes. No es necessiten altres eines per crear aquest circuit. Només cal programari Arduino i Github per a la part de codificació.

Components:

Taula de pa de mida mitjana (2,2 "x 3,4"): 5,00 USD

Botó Piezo: 1,50 dòlars

Escut tàctil TFT de 2,8 per a Arduino amb pantalla tàctil resistiva: 34,95 dòlars

Suport de bateria de 9V: 3,97 dòlars

Arduino Uno Rev 3 - 23,00 $

Sensor d’acceleròmetre: 23,68 dòlars

Cable del sensor Arduino: 10,83 dòlars

Bateria de 9V: 1,87 dòlars

Kit de filferro de pont de taulers de pa: 3,10 dòlars

Cost total: 107,90 dòlars

Pas 1: Preparació

Per crear aquest projecte, haureu de treballar amb el programari Arduino, descarregar biblioteques Arduino i penjar codi des de GitHub.

Per descarregar el programari Arduino IDE, visiteu

El codi d’aquest projecte es pot descarregar des de https://github.com/ad1367/LifeArduino., Com a LifeArduino.ino.

Consideracions de seguretat

Exempció de responsabilitat: aquest dispositiu encara està en desenvolupament i no és capaç de detectar ni informar de totes les caigudes. No utilitzeu aquest dispositiu com a única manera de controlar un pacient amb risc de caiguda.

• No modifiqueu el disseny del circuit fins que el cable d'alimentació estigui desconnectat per evitar riscos de xoc.
• No feu servir el dispositiu a prop d’aigües obertes ni sobre superfícies humides.
• Quan us connecteu a una bateria externa, tingueu en compte que els components del circuit poden començar a escalfar-se després d’un ús prolongat o incorrecte. Es recomana desconnectar de l'alimentació quan el dispositiu no s'utilitza.
• Utilitzeu l’acceleròmetre només per detectar caigudes; NO tot el circuit. La pantalla tàctil TFT que s’utilitza no està dissenyada per suportar impactes i pot trencar-se.

Pas 2: consells i trucs

Consells de resolució de problemes:

Si creieu que ho heu connectat tot correctament, però el vostre senyal rebut és imprevisible, intenteu estrènyer la connexió entre el cable Bitalino i l’acceleròmetre. De vegades, una connexió imperfecta aquí, tot i que no és visible pels ulls, resulta en un senyal de tonteries

A causa de l’alt nivell de soroll de fons de l’acceleròmetre, pot ser temptador afegir un filtre de pas baix per fer el senyal més net. No obstant això, hem descobert que afegir un LPF redueix considerablement la magnitud del senyal, en proporció directa amb la freqüència seleccionada

Comproveu la versió de la pantalla tàctil TFT per assegurar-vos que s’ha carregat la biblioteca correcta a Arduino

Si la pantalla tàctil no funciona al principi, assegureu-vos que tots els pins s’han connectat als punts adequats de l’Arduino

Si la vostra pantalla tàctil encara no funciona amb el codi, proveu d’utilitzar l’exemple bàsic de codi d’Arduino, que es troba aquí

Opcions addicionals:

Si la pantalla tàctil és massa cara, voluminosa o difícil de connectar, es pot substituir per un altre component, com ara un mòdul Bluetooth, amb un codi modificat de manera que una caiguda demani al mòdul bluetooth que faci una entrada en lloc de la pantalla tàctil.

Pas 3: entendre l’acceleròmetre

El Bitalino utilitza un acceleròmetre c apacitiu. Desglossem això per poder entendre exactament amb què treballem.

C apacitiu significa que es basa en un canvi de capacitat a partir del moviment. La apacitància C és la capacitat d’un component per emmagatzemar càrrega elèctrica i augmenta amb la mida del condensador o amb la proximitat de les dues plaques del condensador.

L’acceleròmetre capacitiu aprofita la proximitat de les dues plaques mitjançant una massa; quan l’acceleració mou la massa cap amunt o cap avall, estira la placa del condensador més o més a prop de l’altra placa i aquest canvi de capacitat crea un senyal que es pot convertir en acceleració.

Pas 4: Cablatge del circuit

El diagrama de Fritzing mostra com s’han de connectar les diferents parts del Life Arduino. Els següents 12 passos us mostren com connectar aquest circuit.

Pas 5: Circuit Part 1: col·locació del botó piezoelèctric

El primer pas per construir el circuit és col·locar el botó piezoelèctric a la pissarra. El botó piezo té dos passadors que s’han d’adherir fermament al tauler. Assegureu-vos de prendre nota de a quines files s’uneixen els pins (he utilitzat les files 12 i 16).

Pas 6: circuit 2a part: cablejat del botó piezoelèctric

Després que el botó Piezo s'hagi fixat fermament a la taula de connexions, connecteu el passador superior (a la fila 12) a terra.

A continuació, connecteu el pin inferior del piezo (a la fila 16) al pin digital 7 de l'Arduino.

Pas 7: Circuit Part 3: trobar els pins de l’escut

El següent pas és trobar els set pins que cal connectar des de l’Arduino a la pantalla TFT. Cal connectar els pins digitals de 8-13 i 5V.

Consell: atès que la pantalla és un escut, és a dir, que es pot connectar directament a la part superior de l’Arduino, pot ser útil capgirar l’escut i trobar aquests pins.

Pas 8: Circuit Part 4: cablejat dels pins de l’escut

El següent pas és connectar els passadors de blindatge mitjançant els cables del pont de la placa de control. L'extrem femella de l'adaptador (amb el forat) s'hauria de connectar als passadors de la part posterior de la pantalla TFT ubicats al pas 3. Després, els sis cables de pins digitals s'han de connectar als seus pins corresponents (8-13).

Consell: és útil utilitzar diferents colors de filferro per assegurar-vos que cada filferro es connecti al pin correcte.

Pas 9: Circuit Pas 5: cablejat de 5 V / GND a Arduino

El següent pas és afegir un cable als pins de 5V i GND de l’Arduino perquè puguem connectar l’alimentació i la terra a la placa.

Consell: Tot i que es pot utilitzar qualsevol color de filferro, si utilitzeu filferro vermell per alimentar-lo i un fil negre per terra, us ajudareu a solucionar problemes del circuit més endavant.

Pas 10: Circuit Pas 6: cablejat de 5 V / GND a la placa de pa

Ara, hauríeu d’afegir energia a la taula de treball portant el fil vermell connectat al pas anterior a la tira vermella (+) del tauler. El cable pot anar a qualsevol lloc de la franja vertical. Repetiu amb el fil negre per afegir terra al tauler amb la tira negra (-).

Pas 11: Circuit Pas 7: cablejar el pin de pantalla de 5V a la placa

Ara que la placa de control té alimentació, l'últim cable de la pantalla TFT es pot connectar a la tira vermella (+) de la taula de treball.

Pas 12: Circuit Pas 8 - Connexió del sensor ACC

El següent pas és connectar el sensor de l’acceleròmetre al cable BITalino tal com es mostra.

Pas 13: Circuit Pas 9: cablejat del cable BITalino

Hi ha tres cables procedents de l’acceleròmetre BITalino que cal connectar al circuit. El cable vermell s’hauria de connectar a la tira vermella (+) de la taula de connexions i el cable negre a la tira negra (-). El cable morat s’hauria de connectar a l’Arduino mitjançant el pin analògic A0.

Pas 14: Circuit Pas 10: posar la bateria al suport

El següent pas és simplement posar la bateria de 9V al suport de la bateria, tal com es mostra.

Pas 15: Circuit Pas 11: connectar el paquet de bateries al circuit

A continuació, introduïu la tapa al suport de la bateria per assegurar-vos que la bateria es mantingui ben fixada. A continuació, connecteu la bateria a l’entrada d’alimentació de l’Arduino tal com es mostra.

Pas 16: Circuit Pas 12: connecteu-vos a l'ordinador

Per poder penjar el codi al circuit, heu d’utilitzar el cable USB per connectar l’Arduino a l’ordinador.

Pas 17: càrrega del codi

Per penjar el codi al vostre bell i nou circuit, primer assegureu-vos que el vostre USB connecti correctament l’ordinador a la placa Arduino.

1. Obriu l'aplicació Arduino i esborreu tot el text.
2. Per connectar-vos a la vostra placa Arduino, aneu a Eines> Port i seleccioneu el port disponible
3. Visiteu GitHub, copieu el codi i enganxeu-lo a la vostra aplicació Arduino.
4. Haureu d’incloure la biblioteca de pantalla tàctil perquè el vostre codi funcioni. Per fer-ho, aneu a Eines> Gestiona biblioteques i cerqueu la biblioteca Adafruit GFX. Passeu-hi el ratolí i feu clic al botó d'instal·lació que apareix i ja podreu començar.
5. Finalment, feu clic a la fletxa Puja a la barra d'eines blava i observeu com passa la màgia.

Pas 18: finalitzat el circuit Arduino de la vida

Després de penjar el codi correctament, desconnecteu el cable USB per poder endur-vos Life Arduino. En aquest moment, el circuit està complet.

Pas 19: diagrama del circuit

Aquest diagrama de circuits creat a EAGLE mostra el cablejat del maquinari del nostre sistema Life Arduino. El microprocessador Arduino Uno s’utilitza per alimentar, connectar a terra i connectar una pantalla tàctil TFT de 2,8 (pins digitals 8-13), un altaveu piezospinial (pin 7) i un acceleròmetre BITalino (pin A0).

Pas 20: Circuit i codi: treballem junts

Un cop creat el circuit i desenvolupat el codi, el sistema comença a treballar junts. Això inclou que l’acceleròmetre mesuri canvis importants (a causa d’una caiguda). Si l’acceleròmetre detecta un canvi important, la pantalla tàctil diu “Estàs bé” i proporciona un botó per prémer l’usuari.

Pas 21: entrada d'usuari

Si l'usuari prem el botó, la pantalla es torna verda i diu "Sí", de manera que el sistema sap que l'usuari està bé. Si l'usuari no prem el botó, indicant que pot haver-hi una caiguda, el piezoparlant emet un so.

Pas 22: idees addicionals

Per ampliar les capacitats de Life Arduino, us recomanem que afegiu un mòdul bluetooth en lloc del piezoparlant. Si ho feu, podeu modificar el codi perquè, quan la persona que cau, no respongui a la sol·licitud de la pantalla tàctil, s’enviï una alerta a través del seu dispositiu bluetooth al seu conserge designat, que podrà venir a consultar-lo.