instructables Life Arduino Biosensor

Vida Arduino Biosensor

¿Alguna vez te has caído y no has podido levantarte? Bueno, entonces Life Alert (o su variedad de dispositivos de la competencia) podría ser una buena opción para ti. Sin embargo, estos dispositivos son caros y las suscripciones cuestan entre 400 y 500 dólares al año. Bueno, un dispositivo similar a un sistema de alarma médica Life Alert se puede fabricar como un biosensor portátil. Decidimos invertir tiempo en este biosensor porque creemos que es importante que las personas de nuestra comunidad, especialmente aquellas con riesgo de caídas, estén seguras. Aunque nuestro prototipo específico no es portátil, es fácil de utilizar para detectar caídas y movimientos bruscos. Después de detectar movimiento, el dispositivo le dará al usuario la oportunidad de presionar el botón "¿Estás bien?" en la pantalla táctil antes de hacer sonar la alarma, advirtiendo a un cuidador cercano que se necesita ayuda.
Suministros
Hay nueve componentes en el circuito de hardware Life Arduino que suman $107.90. Además de estos componentes del circuito, se necesitan cables pequeños para conectar las diferentes piezas. No se necesitan otras herramientas para crear este circuito. Solo se necesitan el software Arduino y Github para la parte de codificación.
Componentes

• Placa de pruebas de tamaño medio (2.2″ x 3.4″) – $5.00
• Botón piezoeléctrico – $1.50
• Escudo táctil TFT de 2.8 ″ para Arduino con pantalla táctil resistiva – $ 34.95
• Soporte para batería de 9 V: $ 3.97
• Arduino Uno Rev 3 – $23.00
• Sensor de acelerómetro – $23.68
• Cable del sensor Arduino: $ 10.83
• Batería de 9 V: $ 1.87
• Kit de cables de puente para placa de pruebas: $ 3.10
• Costo total: $107.90

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

Preparación

• Para crear este proyecto, deberá trabajar con el software Arduino, descargar bibliotecas de Arduino y cargar código desde GitHub.
• Para descargar el software Arduino IDE, visite https://www.arduino.cc/en/main/software.
• El código de este proyecto se puede descargar desde https://github.com/ad1367/LifeArduino., como LifeArduino.ino.

Consideraciones de seguridad

Descargo de responsabilidad: este dispositivo aún está en desarrollo y no es capaz de detectar ni informar todas las caídas. No utilice este dispositivo como única forma de controlar a un paciente con riesgo de caída.

• No modifique el diseño de su circuito hasta que el cable de alimentación esté desconectado, para evitar el riesgo de descarga eléctrica.
• No opere el dispositivo cerca de aguas abiertas o sobre superficies mojadas.
• Al conectarse a una batería externa, tenga en cuenta que los componentes del circuito pueden comenzar a calentarse después de un uso prolongado o inadecuado. Se recomienda desconectarlo de la alimentación cuando el dispositivo no esté en uso.
• Utilice el acelerómetro únicamente para detectar caídas; NO todo el circuito. La pantalla táctil TFT utilizada no está diseñada para resistir impactos y puede romperse.

Consejos y trucos

Consejos para la solución de problemas

• Si cree que ha conectado todo correctamente pero la señal recibida es impredecible, intente apretar la conexión entre el cable Bitalino y el acelerómetro.
• A veces, una conexión imperfecta aquí, aunque no sea visible a simple vista, da como resultado una señal sin sentido.
• Debido al alto nivel de ruido de fondo del acelerómetro, puede resultar tentador agregar un paso bajo
• Filtro para hacer la señal más limpia. Sin embargo, hemos descubierto que agregar un LPF reduce en gran medida la magnitud de la señal, en proporción directa a la frecuencia seleccionada.
• Verifique la versión de su pantalla táctil TFT para asegurarse de que se haya cargado la biblioteca correcta en Arduino.
• Si su pantalla táctil no funciona al principio, asegúrese de que todos los pines estén conectados a los lugares correctos del Arduino.
• Si su pantalla táctil aún no funciona con el código, intente usar el ex básicoampEl código de archivo de Arduino, que se encuentra aquí.

Opciones adicionales

Si la pantalla táctil es demasiado costosa, voluminosa o difícil de cablear, se puede sustituir por otro componente, como un módulo Bluetooth, con un código modificado para que una caída solicite un registro al módulo Bluetooth en lugar de a la pantalla táctil.

Entendiendo el acelerómetro

El Bitalino utiliza un acelerómetro capacitivo. Analicemos eso para que podamos entender exactamente con qué estamos trabajando. Capacitivo significa que depende de un cambio en la capacitancia debido al movimiento. La capacitancia es la capacidad de un componente para almacenar carga eléctrica y aumenta con el tamaño del capacitor o con la cercanía de las dos placas del capacitor. El acelerómetro capacitivo aprovechatage de la cercanía de las dos placas utilizando una masa; cuando la aceleración mueve la masa hacia arriba o hacia abajo, acerca la placa del capacitor más o menos a la otra placa, y ese cambio en la capacitancia crea una señal que se puede convertir en aceleración.

Cableado del circuito

El diagrama de Fritzing muestra cómo se deben conectar entre sí las diferentes partes del Life Arduino. Los siguientes 12 pasos le muestran cómo conectar este circuito.

Circuito Parte 1: Colocación del botón piezoeléctrico

• Después de que el botón piezoeléctrico se haya colocado firmemente en la placa de pruebas, conecte el pin superior (en la fila 12) a tierra.
• Luego, conecte el pin inferior del piezo (en la fila 16) al pin digital 7 del Arduino.

Parte 3 del circuito: encontrar los pines del escudo

• El siguiente paso es encontrar los siete pines que deben conectarse desde el Arduino a la pantalla TFT. Es necesario conectar los pines digitales 8-13 y la alimentación de 5 V.
• Consejo: Dado que la pantalla es un escudo, lo que significa que se puede conectar directamente encima del Arduino, puede resultar útil darle la vuelta al escudo y encontrar estos pines.

Cableado de los pines del escudo

• El siguiente paso es conectar los pines del blindaje utilizando los cables de puente de la placa de pruebas. El extremo hembra del adaptador (con el orificio) debe conectarse a las clavijas en la parte posterior de la pantalla TFT ubicada en el paso 3. Luego, los seis cables de las clavijas digitales deben conectarse a sus clavijas correspondientes (8-13).
• Consejo: Es útil utilizar diferentes colores de cables para asegurarse de que cada cable se conecte al pin correcto.

Cableado 5V/GND en Arduino

• El siguiente paso es agregar un cable a los pines 5V y GND del Arduino para que podamos conectar la alimentación y la tierra a la placa.
• Consejo: Si bien se puede usar cualquier color de cable, el uso constante de un cable rojo para alimentación y un cable negro para tierra puede ayudar a solucionar problemas del circuito más adelante.

Cableado 5V/GND en placa de pruebas

• Ahora, debes agregar energía a la placa llevando el cable rojo conectado en el paso anterior a la tira roja (+) de la placa. El cable puede ir a cualquier parte de la franja vertical. Repita con el cable negro para agregar tierra al tablero usando la tira negra (-).

Cableado del pin de pantalla de 5 V a la placa

• Ahora que la placa tiene energía, el último cable de la pantalla TFT se puede conectar a la tira roja (+) de la placa.

Conexión del sensor ACC

• El siguiente paso es conectar el sensor del acelerómetro al cable BITalino como se muestra.

Cableado del cable BITalino

• Hay tres cables provenientes del acelerómetro BITalino que deben conectarse al circuito. El cable rojo debe conectarse a la tira roja (+) de la placa y el cable negro debe conectarse a la tira negra (-). El cable violeta debe conectarse al Arduino en el pin analógico A0.

Colocar la batería en el soporte

• El siguiente paso es simplemente colocar la batería de 9 V en el soporte de la batería como se muestra.

Conexión del paquete de baterías al circuito

• Luego, inserte la tapa en el soporte de la batería para asegurarse de que la batería esté firmemente sujeta en su lugar. Luego, conecte la batería a la entrada de alimentación del Arduino como se muestra.

Conexión a la computadora

• Para cargar el código al circuito, debes usar el cable USB para conectar el Arduino a la computadora.

Subiendo el código

Para cargar el código en su nuevo y hermoso circuito, primero asegúrese de que su USB conecte correctamente su computadora a su placa Arduino.

1. Abra su aplicación Arduino y borre todo el texto.
2. Para conectarse a su placa Arduino, vaya a Herramientas > Puerto y seleccione el puerto disponible
3. Visita GitHub, copia el código y pégalo en tu aplicación Arduino.
4. Deberá "incluir" la biblioteca de la pantalla táctil para que su código funcione. Para hacer esto, vaya a Herramientas > Administrar bibliotecas y busque la biblioteca Adafruit GFX. Pase el mouse sobre él y haga clic en el botón de instalación que aparece, y estará listo para comenzar.
5. Finalmente, haga clic en la flecha Cargar en la barra de herramientas azul y observe cómo sucede la magia.

Circuito Arduino de vida terminada

• Una vez que el código se haya cargado correctamente, desconecte el cable USB para poder llevarse el Life Arduino con usted. ¡En este punto, el circuito está completo!

Diagrama de circuito

• Este diagrama de circuito creado en EAGLE muestra el cableado del hardware de nuestro sistema Life Arduino. El microprocesador Arduino Uno se utiliza para alimentar, conectar a tierra y conectar una pantalla táctil TFT de 2.8 ″ (pines digitales 8-13), un altavoz piezoeléctrico (pin 7) y un acelerómetro BITalino (pin A0).

Circuito y código: trabajando juntos

• Una vez que se crea el circuito y se desarrolla el código, el sistema comienza a trabajar en conjunto. Esto incluye hacer que el acelerómetro mida grandes cambios (debidos a una caída). Si el acelerómetro detecta un cambio grande, entonces la pantalla táctil dice "¿Estás bien?" y proporciona un botón para que el usuario presione.

Entrada del usuario

• Si el usuario presiona el botón, la pantalla se vuelve verde y dice "Sí", para que el sistema sepa que el usuario está bien. Si el usuario no presiona el botón, lo que indica que puede haber una caída, entonces el altavoz piezoeléctrico emite un sonido.

Más ideas

• Para ampliar las capacidades de Life Arduino, sugerimos agregar un módulo bluetooth en lugar del altavoz piezoeléctrico. Si lo hace, puede modificar el código para que cuando la persona que cae no responda a la indicación de la pantalla táctil, se envíe una alerta a través de su dispositivo bluetooth a su cuidador designado, quien luego podrá venir a revisarlo.

Documentos / Recursos

instructables Life Arduino Biosensor [pdf] Instrucciones Vida Arduino Biosensor, Arduino Biosensor, Biosensor

Referencias

• Manual de usuario