Life Arduino Biosensor: 22 Step

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

آیا تا به حال زمین خورده اید و نتوانسته اید بلند شوید؟ خوب ، پس Life Life (یا انواع دستگاه های رقیب آن) ممکن است گزینه خوبی برای شما باشد! با این حال ، این دستگاه ها گران هستند و هزینه اشتراک آنها بیش از 400 تا 500 دلار در سال است. خوب ، دستگاهی شبیه به سیستم هشدار پزشکی Life Alert می تواند به عنوان یک حسگر زیستی قابل حمل ساخته شود. ما تصمیم گرفتیم روی این حسگر زیستی وقت بگذاریم زیرا فکر می کنیم افراد جامعه ، به ویژه افرادی که در معرض سقوط هستند ، ایمن باشند.

اگرچه نمونه اولیه ما پوشیدنی نیست ، اما برای تشخیص افتادن و حرکات ناگهانی به راحتی می توان از آن استفاده کرد. پس از تشخیص حرکت ، دستگاه به کاربر این امکان را می دهد که قبل از ایجاد زنگ هشدار ، دکمه "آیا شما خوب هستید" را بر روی صفحه لمسی فشار داده و به مراقب نزدیک هشدار دهد که به کمک نیاز است.

تدارکات

نه قطعه در مدار سخت افزاری Life Arduino وجود دارد که مبلغ آن به 107.90 دلار می رسد. علاوه بر این اجزای مدار ، سیم های کوچکی برای سیم کشی قطعات مختلف به یکدیگر مورد نیاز است. هیچ ابزار دیگری برای ایجاد این مدار مورد نیاز نیست. فقط نرم افزار آردوینو و Github برای بخش برنامه نویسی مورد نیاز است.

اجزاء:

نان نصف اندازه (2.2 اینچ * 3.4 اینچ) - 5.00 دلار

دکمه پیزو - 1.50 دلار

2.8 اینچ TFT Touch Shield برای آردوینو با صفحه لمسی مقاومتی - 34.95 دلار

نگهدارنده باتری 9 ولت - 3.97 دلار

Arduino Uno Rev 3 - 23 دلار آمریکا

سنسور شتاب سنج - 23.68 دلار

کابل سنسور آردوینو - 10.83 دلار

باتری 9 ولت - 1.87 دلار

Breadboard Jumper Wire Kit - 3.10 دلار

هزینه کل: 107.90 دلار

مرحله 1: آماده سازی

برای ایجاد این پروژه ، باید با نرم افزار Arduino کار کنید ، کتابخانه های Arduino را بارگیری کرده و کد را از GitHub بارگذاری کنید.

برای بارگیری نرم افزار Arduino IDE ، از https://www.arduino.cc/fa/main/software دیدن کنید.

کد این پروژه را می توانید از https://github.com/ad1367/LifeArduino ، به عنوان LifeArduino.ino بارگیری کنید.

ملاحظات ایمنی

سلب مسئولیت: این دستگاه هنوز در حال توسعه است و قادر به تشخیص و گزارش همه سقوط ها نیست. از این دستگاه به عنوان تنها راه کنترل بیمار در معرض سقوط استفاده نکنید.

• تا زمان قطع شدن کابل برق ، طراحی مدار خود را تغییر ندهید تا از خطر شوک جلوگیری شود.
• دستگاه را در نزدیکی آب باز یا روی سطوح مرطوب کار نکنید.
• هنگام اتصال به باتری خارجی ، توجه داشته باشید که اجزای مدار ممکن است پس از استفاده طولانی مدت یا نامناسب گرم شوند. توصیه می شود در صورت عدم استفاده از دستگاه ، برق را قطع کنید.
• فقط از شتاب سنج برای تشخیص سقوط استفاده کنید. نه کل مدار صفحه لمسی TFT مورد استفاده برای مقاومت در برابر ضربه طراحی نشده است و ممکن است خرد شود.

مرحله 2: نکات و ترفندها

نکات عیب یابی:

اگر احساس می کنید که همه چیز را به درستی وصل کرده اید اما سیگنال دریافتی شما غیرقابل پیش بینی است ، سعی کنید اتصال بین سیم بیتالینو و شتاب سنج را محکم کنید. گاهی اوقات یک ارتباط ناقص در اینجا ، اگرچه با چشم قابل مشاهده نیست ، اما منجر به یک سیگنال بی معنی می شود

با توجه به سطح بالای نویز پس زمینه از شتاب سنج ، ممکن است وسوسه کننده باشد که فیلتر کم گذر را برای تمیز کردن سیگنال اضافه کنید. با این حال ، ما دریافتیم که افزودن یک LPF میزان سیگنال را بسیار متناسب با فرکانس انتخاب شده کاهش می دهد

نسخه صفحه لمسی TFT خود را بررسی کنید تا مطمئن شوید کتابخانه صحیح در Arduino بارگیری شده است

اگر صفحه لمسی شما در ابتدا کار نمی کند ، مطمئن شوید که همه پین ها به نقاط مناسب در آردوینو وصل شده اند

اگر صفحه لمسی شما هنوز با کد کار نمی کند ، سعی کنید از کد نمونه اصلی آردوینو استفاده کنید ، که در اینجا یافت می شود

گزینه های اضافی:

اگر صفحه لمسی بسیار گران ، حجیم یا سیم کشی مشکل باشد ، می توان آن را با یک قطعه دیگر ، مانند ماژول بلوتوث ، با کد اصلاح شده جایگزین کرد ، به طوری که سقوط ماژول بلوتوث را برای ورود به سیستم و نه صفحه لمسی ترغیب می کند.

مرحله 3: آشنایی با شتاب سنج

Bitalino از شتاب سنج c apacitive استفاده می کند. بیایید آن را تجزیه کنیم تا بتوانیم بفهمیم دقیقاً با چه چیزی کار می کنیم.

C apacitive به این معنی است که به تغییر ظرفیت در حرکت متکی است. C apacitance توانایی یک جزء برای ذخیره بار الکتریکی است و با اندازه خازن یا نزدیک بودن دو صفحه خازن افزایش می یابد.

شتاب سنج خازنی از نزدیکی دو صفحه با استفاده از جرم استفاده می کند. وقتی شتاب جرم را به سمت بالا یا پایین حرکت می دهد ، صفحه خازن را بیشتر یا بیشتر به صفحه دیگر می کشاند و این تغییر در ظرفیت باعث ایجاد سیگنالی می شود که می تواند به شتاب تبدیل شود.

مرحله 4: سیم کشی مدار

نمودار Fritzing نشان می دهد که چگونه قسمت های مختلف Life Arduino باید به هم متصل شوند. 12 مرحله بعدی نحوه سیم کشی این مدار را به شما نشان می دهد.

مرحله 5: مدار قسمت 1 - قرار دادن دکمه Piezo

اولین قدم برای ایجاد مدار ، قرار دادن دکمه پیزو روی تخته نان است. دکمه پیزو دارای دو پایه است که باید محکم به صفحه وصل شود. اطمینان حاصل کنید که پین ها به چه سطرهایی وصل شده اند (من از ردیف های 12 و 16 استفاده کردم).

مرحله 6: مدار قسمت 2 - سیم کشی دکمه Piezo

بعد از اینکه دکمه Piezo محکم روی تخته نان وصل شد ، پایه بالایی (در ردیف 12) را به زمین وصل کنید.

سپس ، پین پایینی پیزو (در ردیف 16) را به پین دیجیتال 7 در آردوینو وصل کنید.

مرحله 7: مدار قسمت 3 - پیدا کردن پین های سپر

گام بعدی این است که هفت پین را پیدا کنید که باید از آردوینو به صفحه TFT متصل شوند. پین های دیجیتال 8-13 و برق 5V باید متصل شوند.

نکته: از آنجا که صفحه نمایش یک سپر است ، به این معنی که می تواند مستقیماً در بالای آردوینو متصل شود ، ممکن است مفید باشد که سپر را برعکس کرده و این پین ها را پیدا کنید.

مرحله 8: قسمت قسمت 4 - سیم کشی پین های سپر

گام بعدی این است که پین های محافظ را با استفاده از سیم های بلوز ورق سیم کشی کنید. انتهای زن آداپتور (با سوراخ) باید به پین های پشت صفحه TFT واقع در مرحله 3 متصل شود ، سپس شش سیم پین دیجیتال باید به پین های مربوطه (8-13) وصل شوند.

نکته: استفاده از رنگ های مختلف سیم برای اطمینان از اتصال هر سیم به پین مناسب مفید است.

مرحله 9: مدار مرحله 5 - سیم کشی 5V/GND در آردوینو

مرحله بعدی افزودن سیم به پین های 5V و GND در آردوینو است تا بتوانیم برق و زمین را به تخته نان متصل کنیم.

نکته: در حالی که می توان از هر رنگ سیم استفاده کرد ، استفاده مداوم از سیم قرمز برای برق و سیم سیاه برای اتصال زمین می تواند بعداً به عیب یابی مدار کمک کند.

مرحله 10: مدار مرحله 6 - سیم کشی 5V/GND در Breadboard

اکنون ، باید سیم قرمز را با آوردن سیم قرمز متصل شده در مرحله قبل به نوار قرمز (+) روی برد اضافه کنید. سیم می تواند به هر جایی در نوار عمودی برود. این کار را با سیم سیاه تکرار کنید تا با استفاده از نوار سیاه (-) به تخته خاک اضافه کنید.

مرحله 11: مدار مرحله 7 - سیم کشی صفحه نمایش 5 ولت روی صفحه

اکنون که تخته نان قدرت دارد ، آخرین سیم از صفحه TFT را می توان به نوار قرمز (+) روی تخته نورد وصل کرد.

مرحله 12: مدار مرحله 8 - اتصال سنسور ACC

مرحله بعدی اتصال سنسور شتاب سنج کابل BITalino مطابق شکل است.

مرحله 13: مدار مرحله 9 - سیم کشی BITalino Cable

سه سیم از شتاب سنج BITalino وجود دارد که باید به مدار متصل شوند. سیم قرمز باید به نوار قرمز (+) روی تخته نان متصل شود و سیم سیاه به نوار سیاه (-) متصل شود. سیم بنفش باید به پین آنالوگ A0 به آردوینو متصل شود.

مرحله 14: مدار مرحله 10 - قرار دادن باتری در نگهدارنده

گام بعدی این است که به سادگی باتری 9 ولت را همانطور که در تصویر نشان داده شده است داخل نگهدارنده باتری قرار دهید.

مرحله 15: مدار مرحله 11 - اتصال باتری به مدار

سپس ، درپوش نگهدارنده باتری را وارد کنید تا مطمئن شوید که باتری محکم در جای خود نگه داشته شده است. سپس ، بسته باتری را مطابق شکل به ورودی برق آردوینو وصل کنید.

مرحله 16: مدار مرحله 12 - اتصال به کامپیوتر

برای بارگذاری کد در مدار ، باید از کابل USB برای اتصال Arduino به کامپیوتر استفاده کنید.

مرحله 17: بارگذاری کد

برای بارگذاری کد در مدار جدید زیبا ، ابتدا اطمینان حاصل کنید که USB شما کامپیوتر شما را به درستی به برد Arduino متصل کرده است.

1. برنامه Arduino خود را باز کرده و تمام متن را پاک کنید.
2. برای اتصال به برد Arduino ، به Tools> Port بروید و پورت موجود را انتخاب کنید
3. از GitHub دیدن کنید ، کد را کپی کرده و در برنامه Arduino خود جایگذاری کنید.
4. برای کارکردن کد خود باید کتابخانه صفحه لمسی را "شامل" کنید. برای انجام این کار ، به ابزارها> مدیریت کتابخانه ها بروید و کتابخانه Adafruit GFX را جستجو کنید. ماوس را روی آن قرار دهید و روی دکمه نصب که ظاهر می شود کلیک کنید ، و برای شروع آماده خواهید بود.
5. در نهایت ، روی پیکان بارگذاری در نوار ابزار آبی کلیک کنید و شاهد اتفاق جادویی باشید!

مرحله 18: مدار آردوینو به پایان رسید

بعد از اینکه کد به درستی بارگذاری شد ، کابل USB را از برق بکشید تا بتوانید Life Arduino را با خود ببرید. در این مرحله ، مدار کامل است!

مرحله 19: نمودار مدار

این نمودار مدار ایجاد شده در EAGLE سیم کشی سخت افزاری سیستم Life Arduino ما را نشان می دهد. ریزپردازنده آردوینو Uno برای تغذیه ، اتصال و اتصال صفحه لمسی TFT 2.8 اینچی (پایه های دیجیتالی 8-13) ، پیزو اسپیکر (پین 7) و شتاب سنج BITalino (پین A0) استفاده می شود.

مرحله 20: مدار و کد - با هم کار کنید

پس از ایجاد مدار و توسعه کد ، سیستم با هم شروع به کار می کند. این شامل اندازه گیری تغییرات بزرگ شتاب سنج (به دلیل سقوط) است. اگر شتاب سنج تغییر بزرگی را تشخیص داد ، صفحه لمسی می گوید "آیا شما خوب هستید" و دکمه ای را برای فشار دادن کاربر فراهم می کند.

مرحله 21: ورودی کاربر

اگر کاربر دکمه را فشار دهد ، صفحه سبز می شود و می گوید "بله" ، بنابراین سیستم می داند که کاربر خوب نیست. اگر کاربر دکمه را فشار ندهد ، که نشان می دهد ممکن است سقوط وجود داشته باشد ، بلندگوی پیزو صدا می دهد.

مرحله 22: ایده های بیشتر

برای افزایش قابلیت های Life Arduino ، پیشنهاد می کنیم یک ماژول بلوتوث را به جای بلندگوی پیزو اضافه کنید. اگر این کار را انجام دهید ، می توانید کد را طوری اصلاح کنید که وقتی فردی که سقوط می کند به درخواست صفحه لمسی پاسخ ندهد ، یک هشدار از طریق دستگاه بلوتوث به سرپرست تعیین شده او ارسال می شود ، که سپس می تواند آنها را بررسی کند.