instructables Life Biocapteur Arduino

Life Biocapteur Arduino

Vous est-il déjà arrivé de tomber et de ne pas pouvoir vous relever ? Eh bien, alors Life Alert (ou sa variété d'appareils concurrents) pourrait être une bonne option pour vous ! Cependant, ces appareils sont chers, les abonnements coûtant entre 400 et 500 dollars par an. Eh bien, un appareil similaire à un système d'alarme médicale Life Alert peut être transformé en biocapteur portable. Nous avons décidé d'investir du temps dans ce biocapteur car nous pensons qu'il est important que les personnes de notre communauté, en particulier celles à risque de chute, soient en sécurité. Bien que notre prototype spécifique ne soit pas portable, il est facile à utiliser pour détecter les chutes et les mouvements brusques. Une fois le mouvement détecté, l'appareil donnera à l'utilisateur la possibilité d'appuyer sur un bouton "Êtes-vous d'accord" sur l'écran tactile avant de faire retentir une alarme, avertissant un soignant à proximité que de l'aide est nécessaire.
Fournitures
Il y a neuf composants dans le circuit matériel Life Arduino totalisant 107.90 $. En plus de ces composants de circuit, de petits fils sont nécessaires pour câbler les différentes pièces ensemble. Aucun autre outil n'est nécessaire pour créer ce circuit. Seuls le logiciel Arduino et Github sont nécessaires pour la partie codage.
Composants

• Planche à pain demi-taille (2.2 ″ x 3.4 ″) - 5.00 $
• Bouton piézo - 1.50 $
• Bouclier tactile TFT 2.8″ pour Arduino avec écran tactile résistif – 34.95 $
• Support de pile 9V – 3.97 $
• Arduino Uno Rev 3 – 23.00 $
• Capteur d'accéléromètre - 23.68 $
• Câble de capteur Arduino – 10.83 $
• Pile 9V – 1.87 $
• Kit de fils de connexion pour planche à pain - 3.10 $
• Coût total : 107.90 $

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

Préparation

• Pour créer ce projet, vous devrez travailler avec le logiciel Arduino, télécharger les bibliothèques Arduino et télécharger le code depuis GitHub.
• Pour télécharger le logiciel Arduino IDE, visitez https://www.arduino.cc/en/main/software.
• Le code de ce projet peut être téléchargé à partir de https://github.com/ad1367/LifeArduino., comme LifeArduino.ino.

Considérations de sécurité

Avis de non-responsabilité : cet appareil est encore en développement et n'est pas capable de détecter et de signaler toutes les chutes. Ne pas utiliser cet appareil comme seul moyen de surveillance d'un patient à risque de chute.

• Ne modifiez pas la conception de votre circuit tant que le câble d'alimentation n'est pas débranché, afin d'éviter tout risque d'électrocution.
• N'utilisez pas l'appareil à proximité d'eau libre ou sur des surfaces mouillées.
• Lors de la connexion à une batterie externe, sachez que les composants du circuit peuvent commencer à chauffer après une utilisation prolongée ou inappropriée. Il est recommandé de débrancher l'alimentation lorsque l'appareil n'est pas utilisé.
• N'utilisez l'accéléromètre que pour détecter les chutes ; PAS tout le circuit. L'écran tactile TFT utilisé n'est pas conçu pour résister aux chocs et peut se briser.

Conseils et astuces

Conseils de dépannage

• Si vous pensez que vous avez tout câblé correctement mais que votre signal reçu est imprévisible, essayez de resserrer la connexion entre le cordon Bitalino et l'accéléromètre.
• Parfois, une connexion imparfaite ici, bien que non visible à l'œil nu, entraîne un signal absurde.
• En raison du niveau élevé de bruit de fond de l'accéléromètre, il peut être tentant d'ajouter un passe-bas
• filtre pour rendre le signal plus propre. Cependant, nous avons constaté que l'ajout d'un LPF réduit considérablement l'amplitude du signal, en proportion directe avec la fréquence sélectionnée.
• Vérifiez la version de votre écran tactile TFT pour vous assurer que la bonne bibliothèque a été chargée dans Arduino.
• Si votre écran tactile ne fonctionne pas au début, assurez-vous que toutes les broches ont été fixées aux bons endroits sur l'Arduino.
• Si votre écran tactile ne fonctionne toujours pas avec le code, essayez d'utiliser l'ex de baseample code d'Arduino, trouvé ici.

Options supplémentaires

Si l'écran tactile est trop cher, encombrant ou difficile à câbler, il peut être remplacé par un autre composant, tel qu'un module Bluetooth, avec un code modifié afin qu'une chute invite le module Bluetooth à s'enregistrer plutôt que l'écran tactile.

Comprendre l'accéléromètre

Le Bitalino utilise un accéléromètre capacitif. Décomposons cela afin que nous puissions comprendre exactement avec quoi nous travaillons. Capacitif signifie qu'il repose sur un changement de capacité dû au mouvement. La capacité est la capacité d'un composant à stocker une charge électrique, et elle augmente avec la taille du condensateur ou la proximité des deux plaques du condensateur. L'accéléromètre capacitif prend advantage du rapprochement des deux plaques à l'aide d'une masse ; lorsque l'accélération déplace la masse vers le haut ou vers le bas, elle tire la plaque du condensateur plus loin ou plus près de l'autre plaque, et ce changement de capacité crée un signal qui peut être converti en accélération.

Câblage du circuit

Le diagramme de Fritzing montre comment les différentes parties du Life Arduino doivent être câblées ensemble. Les 12 prochaines étapes vous montrent comment câbler ce circuit.

Circuit Partie 1 - Placer le bouton Piezo

• Une fois que le bouton Piezo a été solidement fixé sur la planche à pain, connectez la broche supérieure (dans la rangée 12) à la terre.
• Ensuite, connectez la broche inférieure du piézo (dans la rangée 16) à la broche numérique 7 sur l'Arduino.

Partie 3 du circuit – Trouver les broches de blindage

• L'étape suivante consiste à trouver les sept broches qui doivent être câblées de l'Arduino à l'écran TFT. Les broches numériques 8-13 et l'alimentation 5V doivent être connectées.
• Conseil: Étant donné que l'écran est un bouclier, ce qui signifie qu'il peut se connecter directement au-dessus de l'Arduino, il peut être utile de retourner le bouclier et de trouver ces broches.

Câblage des broches de blindage

• L'étape suivante consiste à câbler les broches du blindage à l'aide des fils de connexion de la planche à pain. L'extrémité femelle de l'adaptateur (avec le trou) doit être fixée aux broches à l'arrière de l'écran TFT situé à l'étape 3. Ensuite, les six fils de broche numérique doivent être câblés à leurs broches correspondantes (8-13).
• Conseil: Il est utile d'utiliser difiérentes couleurs de fil pour s'assurer que chaque fil se connecte à la bonne broche.

Câblage 5V/GND sur Arduino

• L'étape suivante consiste à ajouter un fil aux broches 5V et GND sur l'Arduino afin que nous puissions connecter l'alimentation et la terre à la planche à pain.
• Conseil: Bien que n'importe quelle couleur de fil puisse être utilisée, l'utilisation constante d'un fil rouge pour l'alimentation et d'un fil noir pour la terre peut aider à dépanner le circuit plus tard.

Câblage 5V/GND sur Breadboard

• Maintenant, vous devez ajouter de l'alimentation à la planche à pain en amenant le fil rouge connecté à l'étape précédente à la bande rouge (+) sur la carte. Le fil peut aller n'importe où dans la bande verticale. Répétez avec le fil noir pour ajouter de la terre à la carte à l'aide de la bande noire (-).

Câblage de la broche d'écran 5 V à la carte

• Maintenant que la planche à pain est sous tension, le dernier fil de l'écran TFT peut être câblé à la bande rouge (+) sur la planche à pain.

Connexion du capteur ACC

• L'étape suivante consiste à connecter le capteur de l'accéléromètre au câble BITalino comme indiqué.

Câblage Câble BITalino

• Il y a trois fils provenant de l'accéléromètre BITalino qui doivent être connectés au circuit. Le fil rouge doit être connecté à la bande rouge (+) sur la planche à pain et le fil noir à la bande noire (-). Le fil violet doit être connecté à l'Arduino dans la broche analogique A0.

Mettre la batterie dans le support

• L'étape suivante consiste simplement à mettre la pile 9V dans le support de pile comme indiqué.

Fixation de la batterie au circuit

• Ensuite, insérez le couvercle sur le support de la batterie pour vous assurer que la batterie est bien maintenue en place. Ensuite, connectez la batterie à l'entrée d'alimentation de l'Arduino comme indiqué.

Branchement à l'ordinateur

• Afin de télécharger le code sur le circuit, vous devez utiliser le cordon USB pour connecter l'Arduino à l'ordinateur.

Télécharger le code

Pour télécharger le code sur votre magnifique nouveau circuit, assurez-vous d'abord que votre clé USB connecte correctement votre ordinateur à votre carte Arduino.

1. Ouvrez votre application Arduino et effacez tout le texte.
2. Pour vous connecter à votre carte Arduino, allez dans Outils > Port, et sélectionnez le port disponible
3. Visitez GitHub, copiez le code et collez-le dans votre application Arduino.
4. Vous devrez « inclure » ​​la bibliothèque d'écrans tactiles pour que votre code fonctionne. Pour ce faire, accédez à Outils> Gérer les bibliothèques et recherchez la bibliothèque Adafruit GFX. Passez la souris dessus et cliquez sur le bouton d'installation qui apparaît, et vous serez prêt à commencer.
5. Enfin, cliquez sur la flèche Télécharger dans la barre d'outils bleue et regardez la magie opérer !

Circuit Arduino à vie finie

• Une fois le code téléchargé correctement, débranchez le câble USB afin de pouvoir emporter le Life Arduino avec vous. A ce stade, le circuit est bouclé !

Schéma de circuit

• Ce schéma de circuit créé dans EAGLE montre le câblage matériel de notre système Life Arduino. Le microprocesseur Arduino Uno est utilisé pour alimenter, mettre à la terre et connecter un écran tactile TFT de 2.8″ (broches numériques 8-13), un haut-parleur piézoélectrique (broche 7) et un accéléromètre BITalino (broche A0).

Circuit et code – Travailler ensemble

• Une fois le circuit créé et le code développé, le système commence à fonctionner ensemble. Cela inclut la mesure par l'accéléromètre de changements importants (dus à une chute). Si l'accéléromètre détecte un changement important, l'écran tactile indique « Êtes-vous d'accord » et fournit un bouton sur lequel l'utilisateur peut appuyer.

Saisie utilisateur

• Si l'utilisateur appuie sur le bouton, l'écran devient vert et dit "Oui", afin que le système sache que l'utilisateur va bien. Si l'utilisateur n'appuie pas sur le bouton, indiquant qu'il peut y avoir une chute, alors le haut-parleur piézo émet un son.

Autres idées

• Pour étendre les capacités du Life Arduino, nous suggérons d'ajouter un module Bluetooth à la place du haut-parleur piézoélectrique. Si vous le faites, vous pouvez modifier le code afin que lorsque la personne qui tombe ne répond pas à l'invite de l'écran tactile, une alerte soit envoyée via son appareil Bluetooth à son gardien désigné, qui peut alors venir la vérifier.

Documents / Ressources

instructables Life Biocapteur Arduino [pdf] Instructions Life Biocapteur Arduino, Biocapteur Arduino, Biocapteur

Références

• Manuel d'utilisation