instructables Life Arduino Biosensor
Біосенсор Life Arduino
Ви коли-небудь падали і не могли підвестися? Ну, тоді Life Alert (або різноманітні пристрої-конкуренти) можуть бути хорошим варіантом для вас! Однак ці пристрої дорогі, вартість підписки становить понад 400-500 доларів на рік. Ну а пристрій, схожий на медичну сигналізацію Life Alert, можна зробити у вигляді портативного біосенсора. Ми вирішили витратити час на цей біосенсор, тому що вважаємо важливим, щоб люди в суспільстві, особливо ті, хто ризикує впасти, були в безпеці. Хоча наш конкретний прототип не можна носити, його легко використовувати для виявлення падінь і раптових рухів. Після виявлення руху пристрій дасть користувачеві можливість натиснути кнопку «Are You Okay» на сенсорному екрані, перш ніж подасть звуковий сигнал, попереджаючи опікуна, що знаходиться поруч, про потребу в допомозі.
Припаси
В апаратній схемі Life Arduino є дев'ять компонентів, які додають до $107.90. Окрім цих компонентів схеми, для з’єднання різних частин потрібні невеликі дроти. Для створення цієї схеми не потрібні інші інструменти. Для частини кодування потрібні лише програмне забезпечення Arduino та Github.
компоненти
- Макетна плата половинного розміру (2.2 x 3.4 дюйма) – 5.00 доларів США
- П’єзокнопка – 1.50 дол
- 2.8-дюймовий TFT сенсорний екран для Arduino з резистивним сенсорним екраном – $34.95
- Тримач батареї 9 В – $3.97
- Arduino Uno Rev 3 – $23.00
- Датчик акселерометра – $23.68
- Сенсорний кабель Arduino – $10.83
- Акумулятор 9 В – 1.87 дол
- Набір перемичок для макетної плати – 3.10 дол
- Загальна вартість: $107.90
https://www.youtube.com/watch?v=2zz9Rkwu6Z8&feature=youtu.be
Підготовка
- Щоб створити цей проект, вам потрібно буде працювати з програмним забезпеченням Arduino, завантажити бібліотеки Arduino та завантажити код із GitHub.
- Щоб завантажити програмне забезпечення Arduino IDE, відвідайте https://www.arduino.cc/en/main/software.
- Код для цього проекту можна завантажити з https://github.com/ad1367/LifeArduino., як LifeArduino.ino.
Міркування щодо безпеки
Відмова від відповідальності: цей пристрій все ще розробляється і не здатний виявляти всі падіння та повідомляти про них. Не використовуйте цей пристрій як єдиний спосіб спостереження за пацієнтом із ризиком падіння.
- Щоб уникнути ризику ураження електричним струмом, не змінюйте конструкцію схеми, доки не буде від’єднано кабель живлення.
- Не використовуйте пристрій поблизу відкритих водойм або на вологих поверхнях.
- При підключенні до зовнішнього акумулятора майте на увазі, що компоненти схеми можуть почати нагріватися після тривалого або неправильного використання. Рекомендується відключати пристрій від живлення, коли він не використовується.
- Використовуйте акселерометр лише для визначення падінь; НЕ весь контур. Сенсорний TFT-екран, який використовується, не розрахований на удари та може розбитися.
Поради та підказки
Поради щодо усунення несправностей
- Якщо ви вважаєте, що все підключили правильно, але отриманий сигнал непередбачуваний, спробуйте посилити з’єднання між шнуром Bitalino та акселерометром.
- Іноді неідеальне підключення тут, хоча і не видно на око, призводить до безглуздого сигналу.
- Через високий рівень фонового шуму від акселерометра може виникнути спокуса додати низькі частоти
- фільтр, щоб зробити сигнал чистішим. Однак ми виявили, що додавання ФНЧ значно зменшує величину сигналу прямо пропорційно вибраній частоті.
- Перевірте версію свого сенсорного екрану TFT, щоб переконатися, що в Arduino завантажено правильну бібліотеку.
- Якщо ваш сенсорний екран спочатку не працює, переконайтеся, що всі штифти прикріплені до потрібних місць на Arduino.
- Якщо ваш сенсорний екран усе ще не працює з кодом, спробуйте використати базовий прикладampкод від Arduino, знайдений тут.
Додаткові параметри
Якщо сенсорний екран надто дорогий, громіздкий або його важко підключити, його можна замінити іншим компонентом, наприклад модулем Bluetooth, із зміненим кодом, щоб під час падіння модуль Bluetooth сповіщав про реєстрацію, а не сенсорний екран.
Розуміння акселерометра
Bitalino використовує ємнісний акселерометр. Давайте розберемо це, щоб ми могли точно зрозуміти, з чим ми працюємо. Ємнісний означає, що він залежить від зміни ємності від руху. Ємність — це здатність компонента накопичувати електричний заряд, і вона збільшується або з розміром конденсатора, або з наближенням двох пластин конденсатора. Ємнісний акселерометр має перевагуtage близькості двох пластин за допомогою маси; коли прискорення переміщує масу вгору або вниз, воно тягне пластину конденсатора далі або ближче до іншої пластини, і ця зміна ємності створює сигнал, який можна перетворити на прискорення.
Схема проводки
На схемі Fritzing показано, як різні частини Life Arduino повинні бути з’єднані разом. Наступні 12 кроків покажуть, як підключити цю схему.
- Після того, як п’єзокнопка була міцно прикріплена до макетної плати, під’єднайте верхній штифт (у рядку 12) до заземлення.
- Потім підключіть нижній контакт п’єзо (у рядку 16) до цифрового контакту 7 на Arduino.
Схема, частина 3 – Пошук контактів екрана
- Наступним кроком буде пошук семи контактів, які потрібно підключити від Arduino до TFT-екрану. Необхідно підключити цифрові контакти 8-13 і живлення 5 В.
- Порада: Оскільки екран є щитом, тобто він може підключатися безпосередньо до верхньої частини Arduino, може бути корисно перевернути щит і знайти ці контакти.
Підключення контактів екрана
- Наступним кроком є підключення контактів екрана за допомогою дротів перемичок макетної плати. Роз’ємний кінець адаптера (з отвором) слід приєднати до штифтів на задній панелі TFT-екрана, розташованих на кроці 3. Потім шість проводів цифрових контактів слід під’єднати до відповідних контактів (8-13).
- Порада: Корисно використовувати дроти різних кольорів, щоб переконатися, що кожен дріт під’єднується до правильного контакту.
Електропроводка 5V/GND на Arduino
- Наступним кроком буде додавання дроту до контактів 5 В і GND на Arduino, щоб ми могли підключити живлення та заземлення до макетної плати.
- Порада: Хоча можна використовувати будь-який колір дроту, послідовне використання червоного дроту для живлення та чорного дроту для заземлення може допомогти пізніше усунути несправності в ланцюзі.
Електропроводка 5 В/GND на макетній платі
- Тепер ви повинні додати живлення до макетної плати, піднявши червоний провід, підключений на попередньому кроці, до червоної (+) смужки на платі. Дріт може проходити будь-де у вертикальній смузі. Повторіть з чорним дротом, щоб додати заземлення до плати за допомогою чорної (-) смужки.
Підключення екрану 5 В до плати
- Тепер, коли макетна плата має живлення, останній дріт від TFT-екрану можна підключити до червоної (+) смужки на макетній платі.
Підключення датчика ACC
- Наступним кроком є підключення датчика акселерометра до кабелю BITalino, як показано.
Електропроводка BITalino Cable
- Є три дроти від акселерометра BITalino, які потрібно приєднати до схеми. Червоний дріт слід під’єднати до червоної (+) смуги на макетній платі, а чорний провід – до чорної (-). Фіолетовий дріт слід підключити до Arduino аналоговим контактом A0.
Встановлення батареї в тримач
- Наступним кроком буде просто вставити батарею 9 В у тримач, як показано.
Приєднання акумуляторної батареї до схеми
- Потім вставте кришку на тримач батареї, щоб переконатися, що батарея міцно тримається на місці. Потім підключіть акумуляторну батарею до входу живлення на Arduino, як показано.
Підключення до комп’ютера
- Для того, щоб завантажити код у схему, ви повинні використовувати шнур USB для підключення Arduino до комп’ютера.
Завантаження коду
Щоб завантажити код у вашу прекрасну нову схему, спочатку переконайтеся, що ваш USB належним чином підключає ваш комп’ютер до плати Arduino.
- Відкрийте програму Arduino та очистіть увесь текст.
- Щоб підключитися до плати Arduino, перейдіть до Інструменти > Порт і виберіть доступний порт
- Відвідайте GitHub, скопіюйте код і вставте його в програму Arduino.
- Вам потрібно буде «включити» бібліотеку сенсорного екрана, щоб ваш код працював. Для цього перейдіть до Інструменти > Керування бібліотеками та знайдіть бібліотеку Adafruit GFX. Наведіть курсор миші на нього та натисніть кнопку встановлення, яка з’явиться, і ви будете готові почати.
- Нарешті клацніть стрілку «Завантажити» на синій панелі інструментів і спостерігайте, як відбувається чарівництво!
Схема Arduino завершена
- Після правильного завантаження коду від’єднайте кабель USB, щоб взяти Life Arduino з собою. На цьому ланцюг завершено!
Електрична схема
- Ця електрична схема, створена в EAGLE, показує апаратну проводку нашої системи Life Arduino. Мікропроцесор Arduino Uno використовується для живлення, заземлення та підключення 2.8-дюймового TFT сенсорного екрана (цифрові контакти 8-13), п’єзодинаміка (контакт 7) і акселерометра BITalino (контакт A0).
Схема та код – спільна робота
- Після створення схеми та розробки коду система починає працювати разом. Це включає вимірювання акселерометром великих змін (через падіння). Якщо акселерометр виявляє значні зміни, на сенсорному екрані з’являється повідомлення «Are You Okay» і надається кнопка, яку користувач повинен натиснути.
Введення користувача
- Якщо користувач натискає кнопку, екран стає зеленим і говорить «Так», щоб система знала, що з користувачем все гаразд. Якщо користувач не натискає кнопку, вказуючи на можливе падіння, то п'єзодинамік видає звук.
Подальші ідеї
- Щоб розширити можливості Life Arduino, ми пропонуємо додати модуль bluetooth замість п’єзодинаміка. Якщо ви це зробите, ви можете змінити код так, щоб, коли людина, яка впала, не реагувала на підказку на сенсорному екрані, сповіщення надсилалося через її пристрій bluetooth призначеному сторожу, який потім може перевірити її.
Документи / Ресурси
 |
instructables Life Arduino Biosensor [pdfІнструкції Life Arduino Biosensor, Arduino Biosensor, Biosensor |
