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Life Arduino 生物传感器
你有没有跌倒过却起不来? 那么,Life Alert(或其各种竞争设备)可能是您的不错选择! 然而,这些设备价格昂贵,每年的订阅费用高达 400 至 500 美元。 好吧,可以将类似于 Life Alert 医疗警报系统的设备制成便携式生物传感器。 我们决定在这个生物传感器上投入时间,因为我们认为社区中的人,尤其是那些有跌倒风险的人的安全很重要。 虽然我们的特定原型不可穿戴,但很容易用来检测跌倒和突然移动。 检测到运动后,该设备会让用户有机会按下触摸屏上的“你还好吗”按钮,然后发出警报声,警告附近的护理人员需要帮助。
补给品
Life Arduino 硬件电路中有九个组件,总计 107.90 美元。 除了这些电路元件之外,还需要细线将不同的部分连接在一起。 创建此电路不需要其他工具。 编码部分只需要 Arduino 软件和 Github。
成分
- 半尺寸面包板(2.2″ x 3.4″)——5.00 美元
- 压电按钮——1.50 美元
- 2.8″ TFT Touch Shield For Arduino with Resistive Touch Screen – 34.95 美元
- 9V 电池座 – 3.97 美元
- Arduino Uno Rev 3——23.00 美元
- 加速计传感器——23.68 美元
- Arduino 传感器电缆 – 10.83 美元
- 9V 电池——1.87 美元
- 面包板跳线套件——3.10 美元
- 总费用:107.90 美元
https://www.youtube.com/watch?v=2zz9Rkwu6Z8&feature=youtu.be
准备
- 要创建此项目,您需要使用 Arduino 软件、下载 Arduino 库并从 GitHub 上传代码。
- 要下载 Arduino IDE 软件,请访问 https://www.arduino.cc/en/main/software.
- 这个项目的代码可以从下载 https://github.com/ad1367/LifeArduino., 作为 LifeArduino.ino。
安全注意事项
免责声明:该设备仍在开发中,无法检测和报告所有跌倒。 请勿将此设备用作监测有跌倒风险患者的唯一方法。
- 在断开电源线之前,请勿修改电路设计,以免触电。
- 请勿在开阔水域附近或潮湿表面上操作设备。
- 连接外部电池时,请注意电路元件在长时间使用或使用不当后可能会开始发热。 建议您在不使用设备时断开电源。
- 仅使用加速度计来感应跌倒; 不是整个电路。 使用的 TFT 触摸屏并非设计用于承受冲击,可能会碎裂。

提示和技巧
故障排除提示
- 如果您觉得所有接线都正确,但接收到的信号不可预测,请尝试收紧 Bitalino 线和加速度计之间的连接。
- 有时这里的连接不完美,虽然肉眼看不到,但会产生无意义的信号。
- 由于加速度计的背景噪声水平很高,可能很想添加一个低通
- 滤波器使信号更干净。 但是,我们发现添加 LPF 会大大降低信号幅度,与所选频率成正比。
- 检查 TFT 触摸屏的版本,确保正确的库已加载到 Arduino 中。
- 如果您的触摸屏一开始不工作,请确保所有引脚都已连接到 Arduino 上的正确位置。
- 如果您的触摸屏仍然无法使用代码,请尝试使用基本的 examp来自 Arduino 的代码,可在此处找到。
附加选项
如果触摸屏太贵、太笨重或难以接线,可以用另一个组件代替,例如蓝牙模块,并修改代码,以便跌倒时提示蓝牙模块而不是触摸屏进行登记。
了解加速度计
Bitalino 使用电容式加速度计。 让我们把它分解一下,这样我们就能准确地理解我们在做什么。 电容意味着它依赖于运动引起的电容变化。 电容是元件存储电荷的能力,它随着电容器的尺寸或电容器的两个极板的靠近程度而增加。 电容式加速度计取得优势tage 使用质量的两个板的紧密度; 当加速度向上或向下移动质量时,它会将电容器板拉得更远或更靠近另一个板,电容的变化会产生一个信号,该信号可以转换为加速度。
电路接线
Fritzing 图显示了 Life Arduino 的不同部分应该如何连接在一起。 接下来的 12 个步骤将向您展示如何连接此电路。


- 将压电按钮牢牢固定在面包板上后,将顶部引脚(第 12 行)接地。
- 接下来,将压电的底部引脚(第 16 行)连接到 Arduino 上的数字引脚 7。

电路第 3 部分——寻找屏蔽引脚
- 下一步是找到需要从 Arduino 连接到 TFT 屏幕的七个引脚。 需要连接数字引脚 8-13 和 5V 电源。
- 提示: 由于屏幕是一个防护罩,这意味着它可以直接连接到 Arduino 的顶部,将防护罩翻转过来并找到这些引脚可能会有所帮助。

连接屏蔽针
- 下一步是使用面包板跳线连接屏蔽引脚。 适配器的母端(带孔)应连接到步骤 3 中位于 TFT 屏幕背面的引脚。然后,应将六个数字引脚线连接到其相应的引脚 (8-13)。
- 提示: 使用不同颜色的电线有助于确保每根电线连接到正确的引脚。

在 Arduino 上连接 5V/GND
- 下一步是将电线添加到 Arduino 上的 5V 和 GND 引脚,以便我们可以将电源和地线连接到面包板。
- 提示: 虽然可以使用任何颜色的电线,但始终使用红色电源线和黑色电线接地有助于以后对电路进行故障排除。

在面包板上接线 5V/GND
- 现在,您应该通过将上一步中连接的红线连接到电路板上的红色 (+) 条带来为面包板供电。 电线可以穿过垂直条带中的任何地方。 使用黑色 (-) 条对黑色线重复此操作以将接地添加到电路板。

将 5V 屏幕引脚连接到电路板
- 现在面包板已通电,TFT 屏幕的最后一根电线可以连接到面包板上的红色 (+) 条。

连接 ACC 传感器
- 下一步是将加速度计传感器连接到 BITalino 电缆,如图所示。

接线 BITalino 电缆
- BITalino 加速度计有三根电线需要连接到电路上。 红线应连接到面包板上的红色 (+) 条,黑色线连接到黑色 (-) 条。 紫色线应连接到模拟引脚 A0 中的 Arduino。

将电池放入电池座
- 下一步是简单地将 9V 电池放入电池座中,如图所示。

将电池组连接到电路
- 接下来,将盖子插入电池座,确保电池牢固固定到位。 然后,如图所示将电池组连接到 Arduino 上的电源输入端。

插入电脑
- 为了将代码上传到电路中,您必须使用 USB 线将 Arduino 连接到计算机。

上传代码
要将代码上传到您美丽的新电路,首先确保您的 USB 将您的计算机正确连接到您的 Arduino 板。
- 打开您的 Arduino 应用程序并清除所有文本。
- 要连接到您的 Arduino 开发板,请转到“工具”>“端口”,然后选择可用端口
- 访问 GitHub,复制代码,并将其粘贴到您的 Arduino 应用程序中。
- 您需要“包含”触摸屏库才能使您的代码正常工作。 为此,请转至工具 > 管理库,然后搜索 Adafruit GFX 库。 将鼠标悬停在它上面并单击弹出的安装按钮,您就可以开始了。
- 最后,单击蓝色工具栏中的上传箭头,见证奇迹的发生!

成品 Arduino 电路
- 代码上传正确后,拔掉USB数据线,就可以随身携带Life Arduino了。 至此,电路就完成了!

电路图
- 在 EAGLE 中创建的此电路图显示了我们的 Life Arduino 系统的硬件接线。 Arduino Uno 微处理器用于为 2.8" TFT 触摸屏(数字引脚 8-13)、压电扬声器(引脚 7)和 BITalino 加速度计(引脚 A0)供电、接地和连接。

电路和代码——一起工作
- 创建电路并开发代码后,系统便开始协同工作。 这包括让加速度计测量较大的变化(由于跌倒)。 如果加速度计检测到较大的变化,则触摸屏会显示“你还好吗”并提供一个按钮供用户按下。

用户输入
- 如果用户按下按钮,屏幕就会变成绿色,并说“是”,这样系统就知道用户没问题了。 如果用户没有按下按钮,说明可能有跌倒,然后压电扬声器发出声音。

进一步的想法
- 为了扩展 Life Arduino 的功能,我们建议添加一个蓝牙模块来代替压电扬声器。 如果这样做,您可以修改代码,这样当跌倒的人没有响应触摸屏提示时,就会通过他们的蓝牙设备向他们指定的看守人发送警报,然后他们可以来检查他们。

文件/资源
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