instructables Life Arduino Biosensor

Biosenzor Life Arduino

Ste že kdaj padli in niste mogli vstati? No, potem je lahko Life Alert (ali njegova vrsta konkurenčnih naprav) dobra izbira za vas! Vendar so te naprave drage, saj naročnine stanejo od 400 do 500 USD na leto. No, napravo, podobno medicinskemu alarmnemu sistemu Life Alert, je mogoče narediti kot prenosni biosenzor. Odločili smo se, da bomo vložili čas v ta biosenzor, ker menimo, da je pomembno, da so ljudje v skupnosti, zlasti tisti, ki jim grozi padci, varni. Čeprav našega posebnega prototipa ni mogoče nositi, ga je enostavno uporabiti za zaznavanje padcev in nenadnih gibov. Po zaznavi gibanja bo naprava dala uporabniku možnost, da pritisne gumb »Si v redu« na zaslonu na dotik, preden sproži alarm in opozori negovalca v bližini, da potrebuje pomoč.
Zaloge
V strojnem vezju Life Arduino je devet komponent, ki dodajo do 107.90 USD. Poleg teh komponent vezja so potrebne majhne žice za povezovanje različnih kosov. Za izdelavo tega vezja niso potrebna nobena druga orodja. Za kodirni del sta potrebna samo programska oprema Arduino in Github.
Komponente

• Breadboard polovične velikosti (2.2" x 3.4") – 5.00 USD
• Piezo gumb – 1.50 USD
• 2.8-palčni TFT Touch Shield za Arduino z uporovnim zaslonom na dotik – 34.95 $
• Nosilec baterije 9V – 3.97 USD
• Arduino Uno Rev 3 – 23.00 USD
• Senzor pospeška – 23.68 $
• Senzorski kabel Arduino – 10.83 $
• 9V baterija – 1.87 USD
• Komplet premostitvene žice – 3.10 $
• Skupni stroški: 107.90 USD

https://www.youtube.com/watch?v=2zz9Rkwu6Z8&feature=youtu.be

Priprava

• Če želite ustvariti ta projekt, boste morali delati s programsko opremo Arduino, prenesti knjižnice Arduino in naložiti kodo iz GitHub.
• Za prenos programske opreme Arduino IDE obiščite https://www.arduino.cc/en/main/software.
• Kodo za ta projekt lahko prenesete s https://github.com/ad1367/LifeArduino., kot LifeArduino.ino.

Varnostni vidiki

Zavrnitev odgovornosti: Ta naprava je še v razvoju in ne more zaznati vseh padcev in jih prijaviti. Te naprave ne uporabljajte kot edini način spremljanja pacienta, pri katerem obstaja tveganje padca.

• Ne spreminjajte zasnove vezja, dokler napajalni kabel ni odklopljen, da se izognete nevarnosti električnega udara.
• Naprave ne uporabljajte v bližini odprte vode ali na mokrih površinah.
• Pri povezovanju z zunanjo baterijo se zavedajte, da se lahko komponente vezja po dolgotrajni ali nepravilni uporabi začnejo segrevati. Priporočljivo je, da napravo izklopite iz napajanja, ko je ne uporabljate.
• Merilnik pospeška uporabljajte samo za zaznavanje padcev; NE celotno vezje. Uporabljeni zaslon na dotik TFT ni zasnovan tako, da bi vzdržal udarce in se lahko razbije.

Nasveti in triki

Nasveti za odpravljanje težav

• Če menite, da ste vse pravilno povezali, vendar je vaš prejeti signal nepredvidljiv, poskusite zategniti povezavo med kablom Bitalino in merilnikom pospeška.
• Včasih nepopolna povezava tukaj, čeprav ni vidna očesu, povzroči nesmiselni signal.
• Zaradi visoke ravni hrupa v ozadju merilnika pospeška bo morda skušnjava dodati nizkoprepustni
• filter, da bo signal čistejši. Vendar smo ugotovili, da dodajanje LPF močno zmanjša velikost signala, neposredno sorazmerno z izbrano frekvenco.
• Preverite različico vašega zaslona na dotik TFT in se prepričajte, da je bila v Arduino naložena pravilna knjižnica.
• Če vaš zaslon na dotik sprva ne deluje, se prepričajte, da so vsi zatiči pritrjeni na prava mesta na Arduinu.
• Če vaš zaslon na dotik še vedno ne deluje s kodo, poskusite uporabiti osnovno exampkodo iz Arduina, ki jo najdete tukaj.

Dodatne možnosti

Če je zaslon na dotik predrag, zajeten ali ga je težko povezati, ga je mogoče nadomestiti z drugo komponento, kot je modul Bluetooth, s spremenjeno kodo, tako da bo ob padcu modul Bluetooth zahteval prijavo namesto zaslona na dotik.

Razumevanje merilnika pospeška

Bitalino uporablja kapacitivni merilnik pospeška. Razčlenimo to, da bomo lahko natančno razumeli, s čim delamo. Kapacitivno pomeni, da se opira na spremembo kapacitivnosti zaradi gibanja. Kapacitivnost je sposobnost komponente za shranjevanje električnega naboja in se povečuje z velikostjo kondenzatorja ali bližino obeh plošč kondenzatorja. Kapacitivni merilnik pospeška napredujetage bližine obeh plošč z uporabo mase; ko pospešek premakne maso navzgor ali navzdol, potegne ploščo kondenzatorja dlje ali bližje drugi plošči in ta sprememba kapacitivnosti ustvari signal, ki se lahko pretvori v pospešek.

Ožičenje vezja

Fritzingov diagram prikazuje, kako naj bodo različni deli Life Arduina povezani skupaj. Naslednjih 12 korakov vam pokaže, kako povezati to vezje.

1. del vezja – Namestitev piezo gumba

• Ko je gumb Piezo trdno pritrjen na testno ploščo, povežite zgornji zatič (v vrstici 12) z maso.
• Nato povežite spodnji zatič piezo (v vrstici 16) z digitalnim zatičem 7 na Arduinu.

Vezje 3. del – Iskanje zatičev oklopa

• Naslednji korak je najti sedem zatičev, ki jih je treba povezati z Arduino na zaslon TFT. Priključiti je treba digitalne nožice 8-13 in napajanje 5V.
• Nasvet: Ker je zaslon ščit, kar pomeni, da se lahko poveže neposredno na vrh Arduina, je morda koristno, da obrnete ščit in poiščete te nožice.

Ožičenje oklopnih zatičev

• Naslednji korak je ožičenje zatičev oklopa z uporabo premostitvenih žic na mizi. Ženski konec adapterja (z luknjo) je treba pritrditi na nožice na hrbtni strani zaslona TFT, ki se nahajajo v 3. koraku. Nato je treba šest digitalnih žic priključiti na ustrezne nožice (8-13).
• Nasvet: Koristno je, da uporabite različne barve žice, da zagotovite, da je vsaka žica povezana s pravim zatičem.

Ožičenje 5V/GND na Arduinu

• Naslednji korak je dodajanje žice na 5V in GND zatiče na Arduinu, tako da lahko priključimo napajanje in ozemljitev na testno ploščo.
• Nasvet: Čeprav je mogoče uporabiti katero koli barvo žice, lahko dosledna uporaba rdeče žice za napajanje in črne žice za ozemljitev pomaga pri kasnejšem odpravljanju težav z vezjem.

Ožičenje 5V/GND na matični plošči

• Sedaj bi morali dodati napajanje testni plošči tako, da rdečo žico, povezano v prejšnjem koraku, pripeljete do rdečega (+) traku na plošči. Žica lahko poteka kamor koli v navpičnem traku. Ponovite s črno žico, da dodate ozemljitev na ploščo s črnim (-) trakom.

Ožičenje 5V zatiča zaslona na ploščo

• Zdaj, ko je testna plošča napajana, lahko zadnjo žico iz zaslona TFT povežete z rdečim (+) trakom na testni plošči.

Priključitev senzorja ACC

• Naslednji korak je priključitev senzorja pospeška na kabel BITalino, kot je prikazano.

Ožičenje BITalino kabel

• Iz BITalino merilnika pospeška prihajajo tri žice, ki jih je treba priključiti na vezje. Rdeča žica mora biti povezana z rdečim (+) trakom na testni plošči, črna žica pa s črnim (-) trakom. Vijolično žico je treba priključiti na Arduino v analogni nožici A0.

Vstavljanje baterije v držalo

• Naslednji korak je preprosto vstavljanje 9V baterije v držalo za baterije, kot je prikazano.

Priključitev baterije na vezje

• Nato vstavite pokrov na držalo baterije, da zagotovite, da je baterija trdno pritrjena. Nato priključite baterijo na napajalni vhod na Arduinu, kot je prikazano.

Priklop na računalnik

• Če želite naložiti kodo v vezje, morate uporabiti kabel USB za povezavo Arduina z računalnikom.

Nalaganje kode

Če želite naložiti kodo v svoje čudovito novo vezje, najprej zagotovite, da vaš USB pravilno poveže vaš računalnik z vašo ploščo Arduino.

1. Odprite aplikacijo Arduino in počistite vse besedilo.
2. Za povezavo s svojo ploščo Arduino pojdite na Orodja > Vrata in izberite razpoložljiva vrata
3. Obiščite GitHub, kopirajte kodo in jo prilepite v svojo aplikacijo Arduino.
4. Da bo vaša koda delovala, boste morali »vključiti« knjižnico zaslona na dotik. Če želite to narediti, pojdite na Orodja > Upravljanje knjižnic in poiščite knjižnico Adafruit GFX. Z miško se pomaknite nanj in kliknite gumb za namestitev, ki se prikaže, in pripravljeni boste na začetek.
5. Na koncu kliknite puščico Naloži v modri orodni vrstici in opazujte, kako se zgodi čarovnija!

Dokončano življenje Arduino Circuit

• Ko je koda pravilno naložena, odklopite kabel USB, da lahko Life Arduino vzamete s seboj. Na tej točki je krog končan!

Shema vezja

• Ta diagram vezja, ustvarjen v EAGLE, prikazuje ožičenje strojne opreme našega sistema Life Arduino. Mikroprocesor Arduino Uno se uporablja za napajanje, ozemljitev in povezovanje 2.8-palčnega TFT zaslona na dotik (digitalni zatiči 8-13), piezo zvočnika (zatiči 7) in merilnika pospeška BITalino (zatiči A0).

Vezje in koda – Sodelovanje

• Ko je vezje ustvarjeno in koda razvita, sistem začne delovati skupaj. To vključuje merjenje pospeška z velikimi spremembami (zaradi padca). Če merilnik pospeška zazna veliko spremembo, se na zaslonu na dotik izpiše »Si v redu« in ponudi gumb, ki ga uporabnik mora pritisniti.

Uporabniški vnos

• Če uporabnik pritisne gumb, se zaslon obarva zeleno in piše "Da", tako da sistem ve, da je uporabnik v redu. Če uporabnik ne pritisne gumba, kar pomeni, da bi lahko prišlo do padca, potem piezo zvočnik odda zvok.

Nadaljnje ideje

• Za razširitev zmogljivosti Life Arduino predlagamo, da namesto piezo zvočnika dodate modul bluetooth. Če to storite, lahko kodo spremenite tako, da se, ko se oseba, ki pade, ne odzove na poziv zaslona na dotik, prek njene naprave bluetooth pošlje opozorilo njenemu pooblaščenemu oskrbniku, ki jo lahko nato preveri.

Dokumenti / Viri

instructables Life Arduino Biosensor [pdfNavodila Life Arduino biosenzor, Arduino biosenzor, biosenzor

Reference

• Uporabniški priročnik