Life Arduino Biosensor: 22 שלבים

2025 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2025-01-23 14:46

האם אי פעם נפלת ולא הצלחת לקום? ובכן, אז Life Alert (או מגוון המכשירים המתחרים שלו) עשויה להיות אופציה טובה עבורך! עם זאת, מכשירים אלה יקרים, כאשר מנויים עולים למעלה מ- 400-$ 500 בשנה. ובכן, ניתן לייצר מכשיר הדומה למערכת אזעקה רפואית Life Alert כמחוון ביולוגי נייד. החלטנו להשקיע זמן בחיישן הביולוגי הזה מכיוון שאנו חושבים שחשוב שהאנשים הקהילתיים, במיוחד אלה שנמצאים בסיכון לנפילות, יהיו בטוחים.

למרות שאב הטיפוס הספציפי שלנו אינו לביש, קל להשתמש בו כדי לזהות נפילות ותנועות פתאומיות. לאחר זיהוי תנועה, המכשיר ייתן למשתמש הזדמנות ללחוץ על כפתור "האם אתה בסדר" במסך המגע לפני השמעת צליל אזעקה, ויזהיר מטפל סמוך שיש צורך בעזרה.

אספקה

ישנם תשעה רכיבים במעגל החומרה Life Arduino המסתכם בסכום של 107.90 $. בנוסף לרכיבי מעגל אלה, יש צורך בחוטים קטנים כדי לחבר את החלקים השונים זה לזה. אין צורך בכלים אחרים ליצירת מעגל זה. רק חלק מתוכנת Arduino ו- Github נחוצים לחלק הקידוד.

רכיבים:

לוח לחם בגודל חצי גודל (2.2 אינץ 'x 3.4 אינץ') - $ 5.00

לחצן פיזו - 1.50 $

2.8 אינץ 'מגע TFT לארדואינו עם מסך מגע עמיד - 34.95 $

מחזיק סוללות 9V - 3.97 $

Arduino Uno Rev 3 - $ 23.00

חיישן מד תאוצה - 23.68 $

כבל חיישן Arduino - 10.83 $

סוללה 9V - 1.87 $

ערכת חוט מגשר ללוח לחם - 3.10 $

עלות כוללת: $ 107.90

שלב 1: הכנה

כדי ליצור פרויקט זה, עליך לעבוד עם תוכנת Arduino, להוריד ספריות Arduino ולהעלות קוד מ- GitHub.

להורדת תוכנת Arduino IDE, בקר בכתובת

ניתן להוריד את הקוד לפרויקט זה מ- https://github.com/ad1367/LifeArduino. בתור LifeArduino.ino.

שיקולי בטיחות

כתב ויתור: מכשיר זה עדיין בפיתוח ואינו מסוגל לזהות ולדווח על כל נפילות. אין להשתמש במכשיר זה כדרך היחידה לניטור חולה בסיכון.

• אל תשנה את עיצוב המעגל שלך עד לניתוק כבל החשמל, כדי למנוע סכנת הלם.
• אין להפעיל את המכשיר ליד מים פתוחים או על משטחים רטובים.
• בעת חיבור לסוללה חיצונית, שים לב שרכיבי מעגל עשויים להתחיל להתחמם לאחר שימוש ממושך או לא תקין. מומלץ להתנתק מהחשמל כשהמכשיר אינו בשימוש.
• השתמש רק במד התאוצה לחישת נפילות; לא כל המעגל. מסך המגע TFT המשמש אינו מיועד לעמוד בפגיעות ועלול להתנפץ.

שלב 2: טיפים וטריקים

טיפים לפתרון בעיות:

אם אתה מרגיש שחיברת הכל בצורה נכונה אך האות שהתקבל שלך אינו צפוי, נסה להדק את החיבור בין כבל Bitalino לבין מד התאוצה. לפעמים חיבור לא מושלם כאן, אם כי אינו נראה לעין, גורם לאות שטויות

בשל רמת רעשי הרקע הגבוהה ממד התאוצה, עלול להיות מפתה להוסיף מסנן מעבר נמוך כדי להפוך את האות לנקי יותר. עם זאת, גילינו שהוספת LPF מפחיתה מאוד את גודל האות, ביחס ישר לתדר שנבחר

בדוק את גרסת מסך המגע TFT שלך כדי לוודא שהספרייה הנכונה נטענה בארדואינו

אם מסך המגע שלך לא עובד בהתחלה, ודא שכל הסיכות הוצמדו לנקודות הנכונות בארדואינו

אם מסך המגע שלך עדיין לא עובד עם הקוד, נסה להשתמש בקוד הדוגמא הבסיסי של Arduino, שנמצא כאן

אפשרויות נוספות:

אם מסך המגע יקר מדי, מגושם או קשה לחיבור, ניתן להחליף אותו ברכיב אחר, כגון מודול Bluetooth, עם קוד שונה כך שנפילה תנחה את מודול ה- Bluetooth לבצע צ'ק-אין ולא את מסך המגע.

שלב 3: הבנת מד התאוצה

ה- Bitalino משתמש במד תאוצה c apacitive. בואו נפרק את זה כדי שנוכל להבין בדיוק עם מה אנחנו עובדים.

C apacitive פירושו שהוא מסתמך על שינוי הקיבול מהתנועה. C apacitance היא היכולת של רכיב לאחסן מטען חשמלי, והוא גדל עם גודל הקבל או הקרבה של שתי הלוחות של הקבל.

מד התאוצה הקיבולי מנצל את קרבתן של שתי הלוחות באמצעות מסה; כאשר האצה מעבירה את המסה למעלה או למטה, היא מושכת את צלחת הקבלים יותר או קרוב יותר לצלחת השנייה, ושינוי הקיבול הזה יוצר אות שניתן להמיר אותו בתאוצה.

שלב 4: חיווט מעגל

תרשים Fritzing מראה כיצד יש לחבר את החלקים השונים של ה- Arduino Life. 12 השלבים הבאים מראים כיצד לחבר מעגל זה.

שלב 5: מעגל חלק 1 - הצבת כפתור הפיזו

השלב הראשון בבניית המעגל הוא למקם את כפתור הפיצו על לוח הלחם. ללחצן הפיצו יש שני סיכות שצריכות להיות מחוברות היטב ללוח. הקפד לשים לב לאילו שורות הסיכות מחוברות (השתמשתי בשורות 12 ו -16).

שלב 6: מעגל חלק 2 - חיווט כפתור הפיזו

לאחר שהלחצן Piezo הוצמד היטב ללוח הלחם, חבר את הסיכה העליונה (בשורה 12) לקרקע.

לאחר מכן, חבר את הפין התחתון של הפיצו (בשורה 16) לסיכה הדיגיטלית 7 על הארדואינו.

שלב 7: מעגל חלק 3 - מציאת סיכות המגן

השלב הבא הוא למצוא את שבע הסיכות שצריך לחבר מהארדואינו למסך TFT. יש לחבר פינים דיגיטליים 8-13 ו- 5V.

טיפ: מכיוון שהמסך הוא מגן, כלומר הוא יכול להתחבר ישירות על גבי הארדואינו, זה עשוי להיות מועיל להפוך את המגן ולמצוא את הסיכות האלה.

שלב 8: מעגל חלק 4 - חיווט סיכות המגן

השלב הבא הוא חיווט סיכות המגן באמצעות חוטי המגשר של לוח הלחם. יש לחבר את קצה הנקבה של המתאם (עם החור) לפינים שבחלקו האחורי של מסך TFT הנמצא בשלב 3. לאחר מכן, יש לחבר את ששת חוטי הפינים הדיגיטליים לפינים המתאימים להם (8-13).

טיפ: כדאי להשתמש בצבעים שונים של חוט כדי לוודא שכל חוט מתחבר לסיכה הנכונה.

שלב 9: מעגל שלב 5 - חיווט 5V/GND ב- Arduino

השלב הבא הוא הוספת חוט לסיכות 5V ו- GND בארדואינו, כך שנוכל לחבר חשמל וקרקע ללוח הלחם.

טיפ: אמנם ניתן להשתמש בכל צבע של חוט, אך שימוש עקבי בחוט אדום עבור חשמל וחוט שחור לקרקע יכול לסייע בפתרון בעיות במעגל מאוחר יותר.

שלב 10: מעגל שלב 6 - חיווט 5V/GND על לוח קרש

כעת, עליך להוסיף כוח ללוח הלוח על ידי הבאת החוט האדום המחובר בשלב הקודם לרצועה האדומה (+) שעל הלוח. החוט יכול ללכת לכל מקום ברצועה האנכית. חזור על הפעולה עם החוט השחור כדי להוסיף קרקע ללוח בעזרת הרצועה השחורה (-).

שלב 11: מעגל שלב 7 - חיווט פין מסך 5V ללוח

כעת, לאחר שללוח הלחם יש כוח, ניתן לחבר את החוט האחרון ממסך TFT לרצועה האדומה (+) בלוח הלחם.

שלב 12: מעגל שלב 8 - חיבור חיישן ACC

השלב הבא הוא חיבור חיישן מד התאוצה לכבל BITalino כפי שמוצג.

שלב 13: מעגל שלב 9 - חיווט כבל BITalino

ישנם שלושה חוטים שמגיעים ממד התאוצה BITalino שצריך לחבר אותם למעגל. יש לחבר את החוט האדום לרצועה האדומה (+) בלוח הלחם, ולחבר את החוט השחור לרצועה השחורה (-). יש לחבר את החוט הסגול ל- Arduino בסיכה אנלוגית A0.

שלב 14: מעגל שלב 10 - הכנסת סוללה למחזיק

השלב הבא הוא פשוט להכניס את סוללת 9V למחזיק הסוללות כפי שמוצג.

שלב 15: מעגל שלב 11 - חיבור מארז הסוללה למעגל

לאחר מכן הכנס את המכסה למחזיק הסוללה כדי לוודא שהסוללה מוחזקת היטב במקומה. לאחר מכן, חבר את מארז הסוללה לכניסת החשמל בארדואינו כפי שמוצג.

שלב 16: מעגל שלב 12 - חיבור למחשב

על מנת להעלות את הקוד למעגל, עליך להשתמש בכבל ה- USB כדי לחבר את הארדואינו למחשב.

שלב 17: העלאת הקוד

כדי להעלות את הקוד למעגל החדש והיפה שלך, ודא תחילה ש- USB מחבר כראוי את המחשב ללוח ה- Arduino שלך.

1. פתח את אפליקציית Arduino שלך ונקה את כל הטקסט.
2. כדי להתחבר ללוח Arduino שלך, עבור אל כלים> יציאה ובחר את היציאה הזמינה
3. בקר ב- GitHub, העתק את הקוד והדבק אותו באפליקציית Arduino שלך.
4. יהיה עליך "לכלול" את ספריית מסך המגע כדי שהקוד שלך יפעל. לשם כך, עבור אל כלים> נהל ספריות וחפש את ספריית AdFruit GFX. העבר את העכבר מעליו ולחץ על כפתור ההתקנה המופיע, ואתה תהיה מוכן להתחיל.
5. לבסוף, לחץ על החץ העלה בסרגל הכלים הכחול וצפה בקסם קורה!

שלב 18: מעגל Arduino סיים חיים

לאחר העלאת הקוד כהלכה, נתק את כבל ה- USB כך שתוכל לקחת את ה- Life Arduino איתך. בשלב זה המעגל הושלם!

שלב 19: תרשים מעגלים

תרשים מעגלים זה שנוצר ב- EAGLE מציג את חיווט החומרה של מערכת Life Arduino שלנו. מעבד Arduino Uno משמש להפעלה, הקרקע וחיבור של מסך מגע 2.8 אינץ 'TFT (פינים דיגיטליים 8-13), רמקול פיז (סיכה 7) ומד תאוצה BITalino (סיכה A0).

שלב 20: מעגל וקוד - עבודה משותפת

לאחר יצירת המעגל ופיתוח הקוד, המערכת מתחילה לעבוד יחד. זה כולל את מדידת התאוצה למדוד שינויים גדולים (עקב נפילה). אם מד התאוצה מזהה שינוי גדול, מסך המגע אומר "אתה בסדר" ומספק כפתור ללחיצה על המשתמש.

שלב 21: קלט משתמש

אם המשתמש לוחץ על הכפתור, המסך הופך לירוק ואומר "כן", כך שהמערכת תדע שהמשתמש בסדר. אם המשתמש לא לוחץ על הכפתור, מה שמצביע על כך שאולי יש נפילה, אז הרמקול הפיז משמיע צליל.

שלב 22: רעיונות נוספים

כדי להרחיב את היכולות של Life Arduino, אנו מציעים להוסיף מודול Bluetooth במקום הרמקול. אם כן, תוכל לשנות את הקוד כך שכאשר האדם שנופל לא יגיב להנחיית מסך המגע, תישלח התראה באמצעות מכשיר ה- Bluetooth שלהם למטפלת המיועדת, ולאחר מכן תוכל לבוא לבדוק אותו.