Instructables Life Arduino Biossensor
Life Arduino Biossensor
Você já caiu e não conseguiu se levantar? Bem, então o Life Alert (ou sua variedade de dispositivos concorrentes) pode ser uma boa opção para você! No entanto, esses dispositivos são caros, com assinaturas custando mais de US$ 400 a US$ 500 por ano. Bem, um dispositivo semelhante a um sistema de alarme médico Life Alert pode ser feito como um biossensor portátil. Decidimos investir tempo neste biossensor porque achamos importante que as pessoas da comunidade, especialmente aquelas em risco de queda, estejam seguras. Embora nosso protótipo específico não seja vestível, é fácil de usar para detectar quedas e movimentos bruscos. Depois que o movimento for detectado, o dispositivo dará ao usuário a oportunidade de pressionar um botão “Você está bem” na tela sensível ao toque antes de emitir um som de alarme, avisando um cuidador próximo de que precisa de ajuda.
Suprimentos
Existem nove componentes no circuito de hardware do Life Arduino, totalizando $ 107.90. Além desses componentes do circuito, pequenos fios são necessários para conectar as diferentes peças. Nenhuma outra ferramenta é necessária para criar este circuito. Apenas o software Arduino e o Github são necessários para a parte de codificação.
Componentes
- Tábua de ensaio de tamanho médio (2.2" x 3.4") – US$ 5.00
- Botão Piezo - $ 1.50
- 2.8″ TFT Touch Shield para Arduino com tela de toque resistiva – $ 34.95
- Suporte para bateria de 9V – US$ 3.97
- Arduino Uno Rev 3 – $ 23.00
- Sensor do acelerômetro – US$ 23.68
- Cabo do Sensor Arduino – $ 10.83
- Bateria de 9V – US$ 1.87
- Kit de fio jumper de placa de ensaio – $ 3.10
- Custo total: $ 107.90
https://www.youtube.com/watch?v=2zz9Rkwu6Z8&feature=youtu.be
Preparação
- Para criar este projeto, você precisará trabalhar com o software Arduino, baixar as bibliotecas do Arduino e fazer upload do código do GitHub.
- Para baixar o software Arduino IDE, visite https://www.arduino.cc/en/main/software.
- O código para este projeto pode ser baixado em https://github.com/ad1367/LifeArduino., como LifeArduino.ino.
Considerações de segurança
Isenção de responsabilidade: este dispositivo ainda está em desenvolvimento e não é capaz de detectar e relatar todas as quedas. Não use este dispositivo como única forma de monitorar um paciente com risco de queda.
- Não modifique o projeto do circuito até que o cabo de alimentação seja desconectado, para evitar o risco de choque.
- Não opere o dispositivo perto de águas abertas ou em superfícies molhadas.
- Ao conectar a uma bateria externa, esteja ciente de que os componentes do circuito podem começar a aquecer após uso prolongado ou impróprio. É recomendável que você desconecte da energia quando o dispositivo não estiver em uso.
- Use o acelerômetro apenas para detectar quedas; NÃO todo o circuito. A tela sensível ao toque TFT usada não foi projetada para resistir a impactos e pode quebrar.
Dicas e truques
Dicas para solução de problemas
- Se você acha que ligou tudo corretamente, mas o sinal recebido é imprevisível, tente apertar a conexão entre o cabo Bitalino e o acelerômetro.
- Às vezes, uma conexão imperfeita aqui, embora não visível a olho nu, resulta em um sinal sem sentido.
- Devido ao alto nível de ruído de fundo do acelerômetro, pode ser tentador adicionar uma passagem baixa
- filtro para tornar o sinal mais limpo. No entanto, descobrimos que adicionar um LPF reduz muito a magnitude do sinal, em proporção direta à frequência selecionada.
- Verifique a versão do seu touchscreen TFT para certificar-se de que a biblioteca correta foi carregada no Arduino.
- Se sua tela sensível ao toque não funcionar no início, certifique-se de que todos os pinos foram conectados aos pontos corretos no Arduino.
- Se o seu Touchscreen ainda não funcionar com o código, tente usar o ex básicoample code do Arduino, encontrado aqui.
Opções adicionais
Se a tela sensível ao toque for muito cara, volumosa ou difícil de conectar, ela pode ser substituída por outro componente, como um módulo Bluetooth, com código modificado para que uma queda solicite um check-in do módulo Bluetooth em vez da tela sensível ao toque.
Entendendo o Acelerômetro
O Bitalino usa um acelerômetro capacitivo. Vamos detalhar isso para que possamos entender exatamente com o que estamos trabalhando. Capacitivo significa que ele depende de uma mudança na capacitância do movimento. A capacitância é a capacidade de um componente armazenar carga elétrica e aumenta com o tamanho do capacitor ou com a proximidade das duas placas do capacitor. O acelerômetro capacitivo leva adiantetage da proximidade das duas placas usando uma massa; quando a aceleração move a massa para cima ou para baixo, ela puxa a placa do capacitor para mais longe ou mais perto da outra placa, e essa mudança na capacitância cria um sinal que pode ser convertido em aceleração.
Fiação do circuito
O diagrama Fritzing mostra como as diferentes partes do Life Arduino devem ser conectadas. As próximas 12 etapas mostram como conectar este circuito.
- Após o botão Piezo ter sido fixado firmemente na protoboard, conecte o pino superior (na fileira 12) ao terra.
- Em seguida, conecte o pino inferior do piezo (na linha 16) ao pino digital 7 do Arduino.
Circuito Parte 3 - Encontrando os Pinos da Blindagem
- O próximo passo é encontrar os sete pinos que precisam ser conectados do Arduino à tela TFT. Os pinos digitais 8-13 e alimentação de 5V precisam ser conectados.
- Dica: Como a tela é uma blindagem, o que significa que ela pode ser conectada diretamente na parte superior do Arduino, pode ser útil virar a blindagem e encontrar esses pinos.
Fiação dos pinos de blindagem
- O próximo passo é ligar os pinos blindados usando os fios jumper da breadboard. A extremidade fêmea do adaptador (com o orifício) deve ser conectada aos pinos na parte de trás da tela TFT localizada na etapa 3. Em seguida, os fios dos seis pinos digitais devem ser conectados aos pinos correspondentes (8-13).
- Dica: É útil usar fios de cores diferentes para garantir que cada fio se conecte ao pino correto.
Fiação 5V/GND no Arduino
- O próximo passo é adicionar um fio aos pinos 5V e GND do Arduino para que possamos conectar a alimentação e o aterramento à protoboard.
- Dica: Embora qualquer cor de fio possa ser usada, o uso consistente de fio vermelho para alimentação e fio preto para aterramento pode ajudar na solução de problemas do circuito posteriormente.
Fiação 5V/GND na placa de ensaio
- Agora, você deve adicionar energia à breadboard trazendo o fio vermelho conectado na etapa anterior à faixa vermelha (+) da placa. O fio pode ir para qualquer lugar na faixa vertical. Repita com o fio preto para adicionar aterramento à placa usando a faixa preta (-).
Fiação do pino da tela de 5V à placa
- Agora que a placa de ensaio está ligada, o último fio da tela TFT pode ser conectado à faixa vermelha (+) na placa de ensaio.
Conectando Sensor ACC
- O próximo passo é conectar o sensor do acelerômetro ao cabo BITalino conforme a ilustração.
Fiação Cabo BITalino
- Existem três fios vindos do Acelerômetro BITalino que precisam ser conectados ao circuito. O fio vermelho deve ser conectado à faixa vermelha (+) na placa de ensaio e o fio preto deve ser conectado à faixa preta (-). O fio roxo deve ser conectado ao Arduino no pino analógico A0.
Colocar a bateria no suporte
- O próximo passo é simplesmente colocar a bateria de 9V no suporte da bateria conforme mostrado.
Conectando a bateria ao circuito
- Em seguida, insira a tampa no suporte da bateria para garantir que a bateria esteja bem presa no lugar. Em seguida, conecte a bateria à entrada de energia do Arduino, conforme mostrado.
Conectando ao computador
- Para carregar o código no circuito, você deve usar o cabo USB para conectar o Arduino ao computador.
Carregando o código
Para fazer o upload do código para o seu belo circuito novo, primeiro certifique-se de que o seu USB conecte corretamente o seu computador à sua placa Arduino.
- Abra seu aplicativo Arduino e limpe todo o texto.
- Para se conectar à sua placa Arduino, vá para Ferramentas > Porta e selecione a porta disponível
- Visite o GitHub, copie o código e cole-o em seu aplicativo Arduino.
- Você precisará “incluir” a biblioteca touchscreen para que seu código funcione. Para fazer isso, vá para Ferramentas > Gerenciar Bibliotecas e procure a Biblioteca Adafruit GFX. Passe o mouse sobre ele e clique no botão de instalação que aparece, e você estará pronto para começar.
- Por fim, clique na seta Carregar na barra de ferramentas azul e veja a mágica acontecer!
Circuito Arduino Vida Finalizada
- Depois que o código for carregado corretamente, desconecte o cabo USB para poder levar o Life Arduino com você. Neste ponto, o circuito está completo!
Diagrama de circuito
- Este diagrama de circuito criado no EAGLE mostra a fiação de hardware do nosso sistema Life Arduino. O microprocessador Arduino Uno é usado para alimentar, aterrar e conectar uma tela sensível ao toque TFT de 2.8″ (pinos digitais 8-13), um piezospeaker (pino 7) e um acelerômetro BITalino (pino A0).
Circuito e Código – Trabalhando Juntos
- Uma vez criado o circuito e desenvolvido o código, o sistema começa a trabalhar em conjunto. Isso inclui fazer com que o acelerômetro meça grandes mudanças (devido a uma queda). Se o acelerômetro detectar uma grande mudança, a tela sensível ao toque dirá “Você está bem” e fornecerá um botão para o usuário pressionar.
Entrada do usuário
- Se o usuário pressionar o botão, a tela ficará verde e dirá “Sim”, para que o sistema saiba que o usuário está bem. Se o usuário não apertar o botão, indicando que pode haver uma queda, então o piezospeaker emite um som.
Mais ideias
- Para estender os recursos do Life Arduino, sugerimos adicionar um módulo bluetooth no lugar do piezospeaker. Se o fizer, você pode modificar o código para que, quando a pessoa que cai não responder ao prompt da tela sensível ao toque, um alerta seja enviado por meio de seu dispositivo bluetooth para o responsável designado, que pode vir verificá-la.
Documentos / Recursos
 |
Instructables Life Arduino Biossensor [pdf] Instruções Life Arduino Biossensor, Arduino Biossensor, Biossensor |
