instructables Life Arduino Биосенсор Инструкции

Содержание скрывать

1 instructables Жизнь Arduino Биосенсор

2 Жизнь Ардуино Биосенсор

3 Подготовка

4 Соображения безопасности

5 Советы по устранению неполадок

6 Понимание акселерометра

7 Схема подключения

8 Схема, часть 1 — размещение пьезо-кнопки

instructables Жизнь Arduino Биосенсор

Жизнь Ардуино Биосенсор

Вы когда-нибудь падали и не могли подняться? Что ж, тогда Life Alert (или множество конкурирующих устройств) может стать для вас хорошим вариантом! Однако эти устройства дорогие: подписка стоит от 400 до 500 долларов в год. Что ж, устройство, похожее на медицинскую сигнализацию Life Alert, можно сделать в виде портативного биосенсора. Мы решили потратить время на этот биосенсор, потому что считаем важным, чтобы люди в нашем сообществе, особенно те, кто рискует упасть, были в безопасности. Хотя наш конкретный прототип нельзя носить с собой, его легко использовать для обнаружения падений и внезапных движений. После обнаружения движения устройство даст пользователю возможность нажать кнопку «Вы в порядке» на сенсорном экране, прежде чем подаст звуковой сигнал, предупреждая находящегося поблизости человека, осуществляющего уход, о необходимости помощи.
Запасы
Аппаратная схема Life Arduino состоит из девяти компонентов, стоимость которых составляет 107.90 долларов США. В дополнение к этим компонентам схемы необходимы небольшие провода для соединения различных частей вместе. Никаких других инструментов для создания этой схемы не требуется. Для кодирования необходимы только программное обеспечение Arduino и Github.
Компоненты

Макет половинного размера (2.2″ x 3.4″) — 5.00 долларов США.
Пьезо-кнопка — 1.50 доллара.
2.8-дюймовый сенсорный экран TFT для Arduino с резистивным сенсорным экраном — $34.95
Держатель батареи 9 В — 3.97 доллара США.
Arduino Uno Rev 3 — 23.00 доллара США.
Датчик акселерометра — 23.68 долларов США.
Сенсорный кабель Arduino – $10.83.
Батарея 9 В — 1.87 доллара США.
Комплект перемычек для макетной платы — 3.10 доллара США.
Общая стоимость: 107.90 долл. США

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

Подготовка

Чтобы создать этот проект, вам потребуется работать с программным обеспечением Arduino, загружать библиотеки Arduino и загружать код с GitHub.

Чтобы загрузить программное обеспечение Arduino IDE, посетите https://www.arduino.cc/en/main/software.
Код для этого проекта можно скачать с https://github.com/ad1367/LifeArduino., как LifeArduino.ino.

Соображения безопасности

Отказ от ответственности: это устройство все еще находится в разработке и не способно обнаруживать и сообщать обо всех падениях. Не используйте это устройство как единственный способ наблюдения за пациентом с риском падения.

Не вносите изменений в конструкцию схемы, пока кабель питания не будет отсоединен, во избежание риска поражения электрическим током.
Не используйте устройство вблизи открытой воды или на мокрых поверхностях.

При подключении к внешней батарее помните, что компоненты схемы могут начать нагреваться после длительного или неправильного использования. Рекомендуется отключать питание, когда устройство не используется.
Используйте акселерометр только для обнаружения падений; НЕ вся цепь. Используемый сенсорный TFT-экран не рассчитан на удары и может разбиться.

Советы и хитрости

Советы по устранению неполадок

Если вы чувствуете, что все правильно подключили, но получаемый сигнал непредсказуем, попробуйте подтянуть соединение между шнуром Bitalino и акселерометром.
Иногда несовершенная связь здесь, хотя и не заметная на глаз, приводит к бессмысленному сигналу.

Из-за высокого уровня фонового шума от акселерометра может возникнуть соблазн добавить низкочастотный фильтр.
фильтр, чтобы сделать сигнал чище. Однако мы обнаружили, что добавление LPF значительно снижает амплитуду сигнала прямо пропорционально выбранной частоте.

Проверьте версию сенсорного экрана TFT, чтобы убедиться, что в Arduino загружена правильная библиотека.
Если ваш сенсорный экран сначала не работает, убедитесь, что все контакты подключены к нужным местам на Arduino.

Если ваш сенсорный экран по-прежнему не работает с кодом, попробуйте использовать базовый примерample код от Arduino, найденный здесь.

Дополнительные возможности

Если сенсорный экран слишком дорогой, громоздкий или его сложно подключить, его можно заменить другим компонентом, например модулем Bluetooth, с измененным кодом, чтобы при падении модуль Bluetooth запрашивал регистрацию, а не сенсорный экран.

Понимание акселерометра

Bitalino использует емкостный акселерометр. Давайте разберем это, чтобы мы могли точно понять, с чем мы работаем. Емкостный означает, что он зависит от изменения емкости от движения. Емкость — это способность компонента накапливать электрический заряд, и она увеличивается либо с размером конденсатора, либо с расстоянием между двумя пластинами конденсатора. Емкостный акселерометрtage сближения двух пластин с помощью массы; когда ускорение перемещает массу вверх или вниз, оно притягивает пластину конденсатора либо дальше, либо ближе к другой пластине, и это изменение емкости создает сигнал, который можно преобразовать в ускорение.

Схема подключения

На диаграмме Fritzing показано, как различные части Life Arduino должны быть соединены вместе. Следующие 12 шагов покажут вам, как подключить эту схему.

Схема, часть 1 — размещение пьезо-кнопки

После того, как кнопка Piezo надежно закреплена на макетной плате, соедините верхний контакт (в ряду 12) с землей.
Затем подключите нижний контакт пьезоэлемента (в ряду 16) к цифровому контакту 7 на Arduino.

Схема, часть 3 — поиск контактов экрана

Следующим шагом будет найти семь контактов, которые необходимо подключить от Arduino к TFT-экрану. Цифровые контакты 8-13 и питание 5В должны быть подключены.
Кончик: Поскольку экран представляет собой экран, то есть он может подключаться непосредственно поверх Arduino, может быть полезно перевернуть экран и найти эти контакты.

Подключение контактов экрана

Следующим шагом является подключение контактов экрана с помощью перемычек на макетной плате. Гнездовой конец адаптера (с отверстием) должен быть присоединен к контактам на задней панели TFT-экрана, расположенным в шаге 3. Затем шесть проводов цифровых контактов должны быть подключены к соответствующим контактам (8-13).
Кончик: Полезно использовать провода разных цветов, чтобы убедиться, что каждый провод подключается к правильному контакту.

Подключение 5V/GND на Arduino

Следующим шагом будет добавление провода к контактам 5V и GND на Arduino, чтобы мы могли подключить питание и землю к макетной плате.
Кончик: Хотя можно использовать любой цвет провода, последовательное использование красного провода для питания и черного провода для заземления может помочь в устранении неполадок в цепи позже.

Подключение 5V/GND на макетной плате

Теперь вы должны добавить питание к макетной плате, подключив красный провод, подключенный на предыдущем шаге, к красной (+) полосе на плате. Провод может проходить в любом месте вертикальной полосы. Повторите то же самое с черным проводом, чтобы добавить заземление к плате с помощью черной полоски (-).

Подключение контакта экрана 5 В к плате

Теперь, когда на макетную плату подано питание, последний провод от TFT-экрана можно подключить к красной (+) полосе на макетной плате.

Подключение датчика ACC

Следующим шагом является подключение датчика акселерометра кабелем BITalino, как показано на рисунке.

Проводка BITalino Cable

От акселерометра BITalino идут три провода, которые необходимо подключить к цепи. Красный провод должен быть подключен к красной (+) полосе на макетной плате, а черный провод — к черной (-) полосе. Фиолетовый провод должен быть подключен к Arduino через аналоговый контакт A0.

Установка батареи в держатель

Следующим шагом будет просто вставить 9-вольтовую батарею в держатель батареи, как показано на рисунке.

Подключение аккумуляторной батареи к цепи

Затем вставьте крышку в держатель батареи, чтобы убедиться, что батарея надежно закреплена на месте. Затем подключите аккумулятор к входу питания на Arduino, как показано на рисунке.

Подключение к компьютеру

Чтобы загрузить код в схему, вы должны использовать USB-кабель для подключения Arduino к компьютеру.

Загрузка кода

Чтобы загрузить код в вашу прекрасную новую схему, сначала убедитесь, что ваш USB-порт правильно подключает ваш компьютер к плате Arduino.

Откройте приложение Arduino и очистите весь текст.
Чтобы подключиться к плате Arduino, перейдите в «Инструменты» > «Порт» и выберите доступный порт.
Посетите GitHub, скопируйте код и вставьте его в приложение Arduino.
Вам нужно будет «включить» библиотеку сенсорного экрана, чтобы ваш код заработал. Для этого перейдите в «Инструменты» > «Управление библиотеками» и найдите библиотеку Adafruit GFX. Наведите указатель мыши на него и нажмите всплывающую кнопку установки, и вы будете готовы начать.
Наконец, нажмите стрелку «Загрузить» на синей панели инструментов и наблюдайте, как происходит волшебство!

Схема Arduino с законченной жизнью

После того, как код загружен правильно, отсоедините USB-кабель, чтобы вы могли взять Life Arduino с собой. На этом схема завершена!

Схема цепи

На этой принципиальной схеме, созданной в EAGLE, показано аппаратное подключение нашей системы Life Arduino. Микропроцессор Arduino Uno используется для питания, заземления и подключения 2.8-дюймового сенсорного экрана TFT (цифровые контакты 8–13), пьезодинамика (контакт 7) и акселерометра BITalino (контакт A0).

Схема и код — работа вместе

Как только схема создана и код разработан, система начинает работать вместе. Это включает в себя измерение акселерометром больших изменений (из-за падения). Если акселерометр обнаруживает большое изменение, на сенсорном экране появляется сообщение «Вы в порядке» и предоставляется кнопка, которую пользователь должен нажать.

Ввод данных пользователем

Если пользователь нажимает кнопку, экран становится зеленым и говорит «Да», поэтому система знает, что с пользователем все в порядке. Если пользователь не нажимает кнопку, сигнализирующую о возможном падении, то пьезодинамик издает звук.

Дополнительные идеи

Чтобы расширить возможности Life Arduino, мы предлагаем добавить модуль Bluetooth вместо пьезодинамика. Если вы это сделаете, вы можете изменить код, чтобы, когда человек, который падает, не реагировал на подсказку сенсорного экрана, предупреждение отправлялось через его устройство Bluetooth его назначенному смотрителю, который затем мог прийти проверить их.