instructables Life Arduino Biosensor

Life Arduino Biosensor

Er du nogensinde faldet og ikke kunne rejse dig? Nå, så er Life Alert (eller dets mange forskellige konkurrerende enheder) måske en god mulighed for dig! Disse enheder er dog dyre, med abonnementer, der koster op mod $400-$500 om året. Nå, en enhed, der ligner et Life Alert medicinsk alarmsystem, kan laves som en bærbar biosensor. Vi besluttede at investere tid i denne biosensor, fordi vi synes, det er vigtigt, at folk i samfundet, især dem, der er i risiko for at falde, er sikre. Selvom vores specifikke prototype ikke er bærbar, er den nem at bruge til at registrere fald og pludselige bevægelser. Efter bevægelse er detekteret, vil enheden give brugeren mulighed for at trykke på en "Er du okay"-knap på berøringsskærmen, før den afgiver en alarmlyd, hvilket advarer en nærliggende plejer om, at der er behov for hjælp.
Forsyninger
Der er ni komponenter i Life Arduino-hardwarekredsløbet, der giver op til $107.90. Ud over disse kredsløbskomponenter er der brug for små ledninger til at ledninge de forskellige stykker sammen. Ingen andre værktøjer er nødvendige for at skabe dette kredsløb. Kun Arduino-software og Github er nødvendige til kodningsdelen.
Komponenter

• Breadboard i halv størrelse (2.2" x 3.4") – 5.00 USD
• Piezo-knap – $1.50
• 2.8" TFT-berøringsskærm til Arduino med resistiv berøringsskærm - $34.95
• 9V batteriholder – $3.97
• Arduino Uno Rev 3 – $23.00
• Accelerometersensor – $23.68
• Arduino sensorkabel – $10.83
• 9V batteri – $1.87
• Breadboard Jumper Wire Kit – $3.10
• Samlet pris: $107.90

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

Forberedelse

• For at oprette dette projekt skal du arbejde med Arduino Software, downloade Arduino-biblioteker og uploade kode fra GitHub.
• For at downloade Arduino IDE-softwaren, besøg https://www.arduino.cc/en/main/software.
• Koden til dette projekt kan downloades fra https://github.com/ad1367/LifeArduino., som LifeArduino.ino.

Sikkerhedshensyn

Ansvarsfraskrivelse: Denne enhed er stadig under udvikling og er ikke i stand til at registrere og rapportere alle fald. Brug ikke denne enhed som den eneste måde at overvåge en faldrisikopatient på.

• Modificer ikke dit kredsløbsdesign, før strømkablet er frakoblet, for at undgå risiko for stød.
• Brug ikke enheden i nærheden af ​​åbent vand eller på våde overflader.
• Når du tilslutter et eksternt batteri, skal du være opmærksom på, at kredsløbskomponenter kan begynde at blive varme efter langvarig eller forkert brug. Det anbefales, at du afbryder strømmen, når enheden ikke er i brug.
• Brug kun accelerometeret til at registrere fald; IKKE hele kredsløbet. Den anvendte TFT-berøringsskærm er ikke designet til at modstå stød og kan gå i stykker.

Tips og tricks

Tips til fejlfinding

• Hvis du føler, at du har tilsluttet alt korrekt, men dit modtagne signal er uforudsigeligt, så prøv at stramme forbindelsen mellem Bitalino-ledningen og accelerometeret.
• Nogle gange resulterer en ufuldkommen forbindelse her, selvom den ikke er synlig med øjet, i et nonsenssignal.
• På grund af det høje niveau af baggrundsstøj fra accelerometeret, kan det være fristende at tilføje et lavpas
• filter for at gøre signalet renere. Vi har dog fundet ud af, at tilføjelse af en LPF i høj grad reducerer signalets størrelse i direkte proportion til den valgte frekvens.
• Tjek versionen af ​​din TFT-berøringsskærm for at sikre dig, at det korrekte bibliotek er blevet indlæst i Arduino.
• Hvis din berøringsskærm ikke virker i starten, skal du sørge for, at alle stifterne er sat på de rigtige steder på Arduino.
• Hvis din berøringsskærm stadig ikke fungerer med koden, så prøv at bruge den grundlæggende f.eksampkoden fra Arduino, findes her.

Yderligere muligheder

Hvis berøringsskærmen er for dyr, omfangsrig eller svær at tilslutte, kan den erstattes af en anden komponent, såsom et Bluetooth-modul, med ændret kode, så et fald beder Bluetooth-modulet om at tjekke ind i stedet for berøringsskærmen.

Forståelse af accelerometeret

Bitalino bruger et kapacitivt accelerometer. Lad os opdele det, så vi kan forstå præcis, hvad vi arbejder med. Kapacitiv betyder, at den er afhængig af en ændring i kapacitans fra bevægelse. Kapacitans er en komponents evne til at lagre elektrisk ladning, og den øges med enten størrelsen af ​​kondensatoren eller tætheden af ​​kondensatorens to plader. Det kapacitive accelerometer tager fordeltage af tætheden af ​​de to plader ved hjælp af en masse; når acceleration flytter massen op eller ned, trækker den kondensatorpladen enten længere eller tættere på den anden plade, og den ændring i kapacitansen skaber et signal, der kan omdannes til acceleration.

Ledningsføring af kredsløb

Fritzing-diagrammet viser, hvordan de forskellige dele af Life Arduino skal kobles sammen. De næste 12 trin viser dig, hvordan du forbinder dette kredsløb.

Kredsløb Del 1 – Placering af piezo-knappen

• Efter at Piezo-knappen er sat godt fast på brødbrættet, skal du forbinde den øverste stift (i række 12) til jord.
• Tilslut derefter den nederste pin af piezoen (i række 16) til digital pin 7 på Arduino.

Kredsløb Del 3 – Find skjoldstifterne

• Næste trin er at finde de syv ben, der skal kobles fra Arduino til TFT-skærmen. Digitale ben 8-13 og 5V strøm skal tilsluttes.
• Tip: Da skærmen er et skjold, hvilket betyder, at den kan forbindes direkte oven på Arduino, kan det være nyttigt at vende skjoldet om og finde disse stifter.

Ledning af skjoldstifterne

• Det næste trin er at forbinde skjoldstifterne ved hjælp af breadboard-jumper-ledningerne. Adapterens hunende (med hullet) skal fastgøres til stifterne på bagsiden af ​​TFT-skærmen, der er placeret i trin 3. Derefter skal de seks digitale stiftledninger forbindes til deres tilsvarende stifter (8-13).
• Tip: Det er nyttigt at bruge forskellige ledningsfarver for at sikre, at hver ledning forbindes til den korrekte ben.

Ledningsføring 5V/GND på Arduino

• Det næste trin er at tilføje en ledning til 5V- og GND-benene på Arduino, så vi kan tilslutte strøm og jord til breadboardet.
• Tip: Selvom en hvilken som helst farve på ledningen kan bruges, kan konsekvent brug af rød ledning til strøm og sort ledning til jord hjælpe med at fejlfinde kredsløbet senere.

Ledningsføring 5V/GND på Breadboard

• Nu skal du tilføje strøm til brødbrættet ved at bringe den røde ledning, der var tilsluttet i det foregående trin, til den røde (+) strimmel på tavlen. Tråden kan gå overalt i den lodrette strimmel. Gentag med den sorte ledning for at tilføje jord til brættet ved hjælp af den sorte (-) strimmel.

Tilslutning af 5V skærmstift til bord

• Nu hvor brødbrættet har strøm, kan den sidste ledning fra TFT-skærmen kobles til den røde (+) strimmel på brødbrættet.

Tilslutning af ACC-sensor

• Det næste trin er at tilslutte accelerometersensoren til BITalino-kablet som vist.

Ledningsføring BITalino kabel

• Der kommer tre ledninger fra BITalino Accelerometer, som skal tilsluttes kredsløbet. Den røde ledning skal forbindes til den røde (+) strimmel på brødbrættet, og den sorte ledning skal forbindes til den sorte (-) strimmel. Den lilla ledning skal forbindes til Arduino i analog ben A0.

Isætning af batteri i holderen

• Det næste trin er blot at sætte 9V-batteriet i batteriholderen som vist.

Tilslutning af batteripakke til kredsløb

• Sæt derefter låget på batteriholderen for at sikre, at batteriet holdes stramt på plads. Tilslut derefter batteripakken til strømindgangen på Arduino som vist.

Tilslutning til computeren

• For at uploade koden til kredsløbet skal du bruge USB-kablet til at forbinde Arduino til computeren.

Upload af koden

For at uploade koden til dit smukke nye kredsløb skal du først sikre dig, at din USB forbinder din computer korrekt til dit Arduino-kort.

1. Åbn din Arduino-app og ryd al teksten ud.
2. For at oprette forbindelse til dit Arduino-kort skal du gå til Værktøjer > Port og vælge den tilgængelige port
3. Besøg GitHub, kopier koden, og indsæt den i din Arduino-app.
4. Du skal "inkludere" berøringsskærmsbiblioteket for at få din kode til at virke. For at gøre dette skal du gå til Værktøjer > Administrer biblioteker og søge efter Adafruit GFX-biblioteket. Hold musen over den og klik på installationsknappen, der dukker op, og du er klar til at starte.
5. Til sidst skal du klikke på Upload-pilen i den blå værktøjslinje, og se magien ske!

Finished Life Arduino Circuit

• Når koden er uploadet korrekt, skal du tage USB-kablet ud, så du kan tage Life Arduino med dig. På dette tidspunkt er kredsløbet komplet!

Kredsløbsdiagram

• Dette kredsløbsdiagram oprettet i EAGLE viser hardwareledningerne til vores Life Arduino-system. Arduino Uno-mikroprocessoren bruges til at drive, jorde og forbinde en 2.8" TFT-berøringsskærm (digitale ben 8-13), en piezohøjttaler (ben 7) og et BITalino accelerometer (ben A0).

Kredsløb og kode – arbejder sammen

• Når kredsløbet er oprettet, og koden er udviklet, begynder systemet at arbejde sammen. Dette inkluderer at få accelerometeret til at måle store ændringer (på grund af et fald). Hvis accelerometeret registrerer en stor ændring, siger touchskærmen "Er du okay" og giver en knap, som brugeren kan trykke på.

Brugerinput

• Hvis brugeren trykker på knappen, bliver skærmen grøn og siger "Ja", så systemet ved, at brugeren er okay. Hvis brugeren ikke trykker på knappen, hvilket indikerer, at der kan være et fald, så afgiver piezohøjttaleren en lyd.

Yderligere ideer

• For at udvide Life Arduinos muligheder foreslår vi at tilføje et bluetooth-modul i stedet for piezo-højttaleren. Hvis du gør det, kan du ændre koden, så når den person, der falder, ikke reagerer på berøringsskærmens prompt, sendes en advarsel via deres bluetooth-enhed til deres udpegede vicevært, som så kan komme og tjekke dem.

Dokumenter/ressourcer

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

Referencer

• Brugermanual