instructables Life Arduino Biosensor

Life Arduino Biosensor

Έχετε πέσει ποτέ και δεν καταφέρατε να σηκωθείτε; 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 γιατί πιστεύουμε ότι είναι σημαντικό οι άνθρωποι που βρίσκονται στην κοινότητα, ειδικά όσοι κινδυνεύουν από πτώσεις, να είναι ασφαλείς. Αν και το συγκεκριμένο πρωτότυπό μας δεν είναι φορετό, είναι εύκολο στη χρήση του για την ανίχνευση πτώσεων και ξαφνικών κινήσεων. Αφού ανιχνευθεί κίνηση, η συσκευή θα δώσει στον χρήστη την ευκαιρία να πατήσει ένα κουμπί «Είσαι καλά» στην οθόνη αφής προτού ηχήσει ο συναγερμός, προειδοποιώντας έναν κοντινό φροντιστή ότι χρειάζεται 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 καλώδια για τη σύνδεση των διαφορετικών κομματιών μεταξύ τους. Δεν χρειάζονται άλλα εργαλεία για τη δημιουργία αυτού του κυκλώματος. Μόνο το λογισμικό Arduino και το Github χρειάζονται για το τμήμα κωδικοποίησης.
εξαρτήματα

• Half Size Breadboard (2.2″ x 3.4″) – 5.00 $
• Κουμπί Piezo – 1.50 $
• Ασπίδα αφής 2.8″ TFT για Arduino με αντίσταση οθόνης αφής – 34.95 $
• Βάση 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 $

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

Παρασκευή

• Για να δημιουργήσετε αυτό το έργο, θα χρειαστεί να εργαστείτε με το λογισμικό Arduino, να κάνετε λήψη βιβλιοθηκών Arduino και να ανεβάσετε κώδικα από το GitHub.
• Για λήψη του λογισμικού Arduino IDE, επισκεφτείτε https://www.arduino.cc/en/main/software.
• Μπορείτε να κατεβάσετε τον κώδικα για αυτό το έργο από https://github.com/ad1367/LifeArduino., ως LifeArduino.ino.

Ζητήματα ασφάλειας

Αποποίηση ευθύνης: Αυτή η συσκευή βρίσκεται ακόμη σε εξέλιξη και δεν είναι σε θέση να ανιχνεύει και να αναφέρει όλες τις πτώσεις. Μη χρησιμοποιείτε αυτή τη συσκευή ως τον μόνο τρόπο παρακολούθησης ενός ασθενούς που κινδυνεύει από πτώση.

• Μην τροποποιείτε τη σχεδίαση του κυκλώματος σας μέχρι να αποσυνδεθεί το καλώδιο τροφοδοσίας, για να αποφύγετε τον κίνδυνο ηλεκτροπληξίας.
• Μη χρησιμοποιείτε τη συσκευή κοντά σε ανοιχτά νερά ή σε υγρές επιφάνειες.
• Κατά τη σύνδεση σε εξωτερική μπαταρία, να έχετε υπόψη σας ότι τα εξαρτήματα του κυκλώματος μπορεί 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 όλο το κύκλωμα. Η οθόνη αφής TFT που χρησιμοποιείται δεν είναι σχεδιασμένη να αντέχει σε κρούσεις και μπορεί να σπάσει.

Συμβουλές & κόλπα

Συμβουλές αντιμετώπισης προβλημάτων

• Εάν πιστεύετε ότι τα έχετε συνδέσει όλα σωστά, αλλά το σήμα που λάβατε 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, καταλήγει σε ένα ανόητο σήμα.
• Λόγω του υψηλού επιπέδου θορύβου περιβάλλοντος από το επιταχυνσιόμετρο, μπορεί να είναι δελεαστικό να προσθέσετε μια χαμηλή διέλευση
• φίλτρο για να καθαρίσει το σήμα. Ωστόσο, ανακαλύψαμε ότι η προσθήκη ενός LPF μειώνει σημαντικά το μέγεθος του σήματος, σε ευθεία 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 ακίδες έχουν προσαρτηθεί στα σωστά σημεία του Arduino.
• Εάν η οθόνη αφής σας εξακολουθεί να μην λειτουργεί με τον κωδικό, δοκιμάστε να χρησιμοποιήσετε το βασικό π.χample code από το Arduino, που βρίσκεται εδώ.

Πρόσθετες Επιλογές

Εάν η οθόνη αφής είναι πολύ ακριβή, ογκώδης ή δύσκολη στην καλωδίωση, μπορεί να αντικατασταθεί από ένα άλλο εξάρτημα, όπως μια μονάδα Bluetooth, με τροποποιημένο κωδικό έτσι ώστε μια πτώση να ζητά από τη μονάδα Bluetooth να κάνει check-in αντί για την οθόνη αφής.

Κατανόηση του Επιταχυνσιόμετρου

Το Bitalino χρησιμοποιεί ένα χωρητικό επιταχυνσιόμετρο. Ας το αναλύσουμε για να καταλάβουμε με τι ακριβώς δουλεύουμε. Χωρητικό σημαίνει ότι βασίζεται σε μια αλλαγή στην χωρητικότητα από την κίνηση. Η χωρητικότητα 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 παίρνει advantagε της εγγύτητας των δύο πλακών που χρησιμοποιούν μια μάζα. Όταν η επιτάχυνση μετακινεί τη μάζα προς τα πάνω ή προς τα κάτω, τραβά την πλάκα του πυκνωτή είτε πιο μακριά είτε πιο κοντά στην άλλη πλάκα και αυτή η αλλαγή στην χωρητικότητα δημιουργεί ένα σήμα που μπορεί να μετατραπεί σε επιτάχυνση.

Καλωδίωση κυκλώματος

Το διάγραμμα Fritzing δείχνει πώς πρέπει να συνδεθούν τα διαφορετικά μέρη του Life Arduino. Τα επόμενα 12 βήματα σάς δείχνουν πώς να καλωδιώσετε αυτό το κύκλωμα.

Κύκλωμα Μέρος 1 – Τοποθέτηση του κουμπιού Piezo

• Αφού το κουμπί Piezo στερεωθεί σταθερά στο breadboard, συνδέστε τον επάνω πείρο (στη σειρά 12) στη γείωση.
• Στη συνέχεια, συνδέστε την κάτω ακίδα του piezo (στη σειρά 16) στην ψηφιακή ακίδα 7 στο Arduino.

Κύκλωμα Μέρος 3 – Εύρεση των Ασπίδων

• 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 5 V.
• Ακρο: Δεδομένου ότι η οθόνη είναι μια ασπίδα, που σημαίνει ότι μπορεί να συνδεθεί απευθείας στο επάνω μέρος του Arduino, μπορεί να είναι χρήσιμο να αναποδογυρίσετε την ασπίδα και να βρείτε αυτές τις ακίδες.

Καλωδίωση των ακίδων ασπίδας

• Το επόμενο βήμα είναι να καλωδιώσετε τις ακίδες θωράκισης χρησιμοποιώντας τα καλώδια βραχυκυκλωτήρα του breadboard. Το θηλυκό άκρο του προσαρμογέα (με την οπή) πρέπει να στερεωθεί στις ακίδες στο πίσω μέρος της οθόνης TFT που βρίσκονται στο βήμα 3. Στη συνέχεια, τα έξι καλώδια ψηφιακών ακίδων θα πρέπει να συνδεθούν στους αντίστοιχους ακροδέκτες τους (8-13).
• Ακρο: Είναι χρήσιμο να χρησιμοποιείτε διαφορετικά χρώματα σύρματος για να βεβαιωθείτε ότι κάθε καλώδιο συνδέεται στη σωστή ακίδα.

Καλωδίωση 5V/GND σε Arduino

• Το επόμενο βήμα είναι να προσθέσουμε ένα καλώδιο στις ακίδες 5V και GND στο Arduino, ώστε να μπορούμε να συνδέσουμε την τροφοδοσία και τη γείωση στην πλακέτα.
• Ακρο: Ενώ μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιοδήποτε χρώμα καλωδίου, η συνεχής χρήση κόκκινου καλωδίου για τροφοδοσία και μαύρου καλωδίου για γείωση μπορεί να βοηθήσει στην αντιμετώπιση προβλημάτων του κυκλώματος αργότερα.

Καλωδίωση 5V/GND σε Breadboard

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

Καλωδίωση 5V Screen Pin to Board

• Τώρα που το breadboard έχει ρεύμα, το τελευταίο καλώδιο από την οθόνη TFT μπορεί να συνδεθεί στην κόκκινη (+) λωρίδα του breadboard.

Σύνδεση αισθητήρα ACC

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

Καλωδίωση Καλώδιο BITalino

• Υπάρχουν τρία καλώδια που προέρχονται από το επιταχυνσιόμετρο BITalino που πρέπει να συνδεθούν στο κύκλωμα. Το κόκκινο καλώδιο θα πρέπει να συνδεθεί με την κόκκινη (+) λωρίδα στο breadboard και το μαύρο καλώδιο στη μαύρη (-) λωρίδα. Το μωβ καλώδιο θα πρέπει να συνδεθεί στο Arduino σε αναλογικό pin A0.

Τοποθέτηση της μπαταρίας στη θήκη

• Το επόμενο βήμα είναι απλά να τοποθετήσετε την μπαταρία 9V στη βάση της μπαταρίας όπως φαίνεται.

Τοποθέτηση της μπαταρίας στο κύκλωμα

• Στη συνέχεια, τοποθετήστε το καπάκι στη βάση της μπαταρίας για να βεβαιωθείτε ότι η μπαταρία είναι σφιχτά συγκρατημένη στη θέση της. Στη συνέχεια, συνδέστε την μπαταρία στην είσοδο ρεύματος του Arduino όπως φαίνεται.

Σύνδεση στον υπολογιστή

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

Ανέβασμα του Κώδικα

Για να ανεβάσετε τον κωδικό στο όμορφο νέο σας κύκλωμα, πρώτα βεβαιωθείτε ότι το USB σας συνδέει σωστά τον υπολογιστή σας στην πλακέτα Arduino.

1. Ανοίξτε την εφαρμογή Arduino και διαγράψτε όλο το κείμενο.
2. Για να συνδεθείτε στην πλακέτα Arduino, μεταβείτε στο Εργαλεία > Θύρα και επιλέξτε τη διαθέσιμη θύρα
3. Επισκεφτείτε το GitHub, αντιγράψτε τον κώδικα και επικολλήστε τον στην εφαρμογή Arduino.
4. Θα χρειαστεί να «συμπεριλάβετε» τη βιβλιοθήκη της οθόνης αφής για να λειτουργήσει ο κώδικάς σας. Για να το κάνετε αυτό, μεταβείτε στα Εργαλεία > Διαχείριση βιβλιοθηκών και αναζητήστε τη Βιβλιοθήκη Adafruit GFX. Περάστε το ποντίκι 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 παρακολουθήστε τη μαγεία να συμβαίνει!

Ολοκληρωμένο κύκλωμα ζωής Arduino

• Αφού μεταφορτωθεί σωστά ο κωδικός, αποσυνδέστε το καλώδιο USB για να πάρετε μαζί σας το Life Arduino. Σε αυτό το σημείο, το κύκλωμα έχει ολοκληρωθεί!

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 2.8" TFT (ψηφιακές ακίδες 8-13), ενός πιεζοφωνικού ηχείου (ακίδα 7) και ενός επιταχυνσιόμετρου BITalino (ακίδα A0).

Κύκλωμα και Κώδικας – Δουλεύοντας Μαζί

• Μόλις δημιουργηθεί το κύκλωμα και αναπτυχθεί ο κώδικας, το σύστημα αρχίζει να συνεργάζεται. Αυτό περιλαμβάνει το να μετράει το επιταχυνσιόμετρο μεγάλες αλλαγές (λόγω πτώσης). Εάν το επιταχυνσιόμετρο εντοπίσει μια μεγάλη αλλαγή, τότε η οθόνη αφής λέει "Είσαι καλά" και παρέχει ένα κουμπί για να πατήσει ο χρήστης.

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 έναν ήχο.

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 κωδικό έτσι ώστε όταν το άτομο που πέφτει να μην ανταποκρίνεται στην προτροπή της οθόνης αφής, αποστέλλεται μια ειδοποίηση μέσω της συσκευής του bluetooth στον καθορισμένο φύλακά του, ο οποίος μπορεί στη συνέχεια να το ελέγξει.

Έγγραφα / Πόροι

instructables Life Arduino Biosensor [pdf] Οδηγίες Life Arduino Biosensor, Arduino Biosensor, Biosensor

Αναφορές

• Εγχειρίδιο χρήστη