คำสั่ง Life Arduino Biosensor

Life Arduino ไบโอเซนเซอร์

คุณเคยล้มแล้วลุกไม่ขึ้นไหม? Life Alert (หรืออุปกรณ์คู่แข่งที่หลากหลาย) อาจเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับคุณ! อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์เหล่านี้มีราคาแพง โดยมีค่าสมัครสมาชิกที่สูงกว่า $400-$500 ต่อปี อุปกรณ์ที่คล้ายกับระบบเตือนภัยทางการแพทย์ Life Alert สามารถสร้างเป็นไบโอเซนเซอร์แบบพกพาได้ เราตัดสินใจลงทุนเวลากับไบโอเซนเซอร์นี้เพราะเราคิดว่าสิ่งสำคัญคือผู้คนในชุมชน โดยเฉพาะผู้ที่เสี่ยงต่อการหกล้ม จะต้องปลอดภัย แม้ว่าต้นแบบเฉพาะของเราจะไม่สามารถสวมใส่ได้ แต่ก็ใช้งานง่ายเพื่อตรวจจับการตกและการเคลื่อนไหวกะทันหัน หลังจากตรวจพบการเคลื่อนไหว อุปกรณ์จะเปิดโอกาสให้ผู้ใช้กดปุ่ม "คุณสบายดีไหม" บนหน้าจอสัมผัสก่อนที่จะส่งเสียงเตือน เพื่อเตือนผู้ดูแลที่อยู่ใกล้เคียงว่าต้องการความช่วยเหลือ
เสบียง
มีส่วนประกอบเก้าส่วนในวงจรฮาร์ดแวร์ Life Arduino ซึ่งรวมกันแล้วสูงถึง $107.90 นอกจากส่วนประกอบของวงจรเหล่านี้แล้ว ยังจำเป็นต้องใช้สายไฟขนาดเล็กในการต่อชิ้นส่วนต่างๆ เข้าด้วยกัน ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องมืออื่นใดในการสร้างวงจรนี้ เฉพาะซอฟต์แวร์ Arduino และ Github เท่านั้นที่จำเป็นสำหรับส่วนการเข้ารหัส
ส่วนประกอบ

• เขียงหั่นขนมขนาดครึ่ง (2.2″ x 3.4″) – 5.00 ดอลลาร์
• ปุ่ม Piezo – 1.50 ดอลลาร์
• 2.8″ TFT Touch Shield สำหรับ Arduino พร้อมหน้าจอสัมผัสแบบ Resistive – $34.95
• ที่ใส่แบตเตอรี่ 9V – 3.97 เหรียญ
• Arduino Uno Rev 3 – 23.00 ดอลลาร์
• เซ็นเซอร์ความเร่ง - $ 23.68
• สายเคเบิลเซนเซอร์ Arduino – $10.83
• แบตเตอรี่ 9V – $1.87
• ชุดลวดจัมเปอร์เขียงหั่นขนม – 3.10 เหรียญ
• ต้นทุนรวม: $107.90

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

การตระเตรียม

• ในการสร้างโครงการนี้ คุณจะต้องทำงานร่วมกับซอฟต์แวร์ Arduino ดาวน์โหลดไลบรารี Arduino และอัปโหลดโค้ดจาก GitHub
• หากต้องการดาวน์โหลดซอฟต์แวร์ Arduino IDE โปรดไปที่ https://www.arduino.cc/en/main/software.
• รหัสสำหรับโครงการนี้สามารถดาวน์โหลดได้จาก https://github.com/ad1367/LifeArduino. เป็น LifeArduino.ino

ข้อควรพิจารณาเรื่องความปลอดภัย

ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: อุปกรณ์นี้ยังอยู่ในระหว่างการพัฒนาและไม่สามารถตรวจจับและรายงานการตกได้ทั้งหมด ห้ามใช้อุปกรณ์นี้เป็นวิธีเดียวในการเฝ้าติดตามผู้ป่วยที่เสี่ยงต่อการหกล้ม

• อย่าแก้ไขการออกแบบวงจรของคุณจนกว่าจะถอดสายไฟออก เพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงที่จะเกิดไฟฟ้าช็อต
• ห้ามใช้งานอุปกรณ์ใกล้แหล่งน้ำเปิดหรือบนพื้นผิวที่เปียก
• เมื่อเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ภายนอก โปรดทราบว่าส่วนประกอบของวงจรอาจเริ่มร้อนขึ้นหลังจากใช้งานเป็นเวลานานหรือใช้งานอย่างไม่เหมาะสม ขอแนะนำให้คุณถอดปลั๊กไฟออกเมื่อไม่ได้ใช้งานอุปกรณ์
• ใช้มาตรวัดความเร่งเพื่อตรวจจับการตกเท่านั้น ไม่ใช่วงจรทั้งหมด หน้าจอสัมผัส TFT ที่ใช้ไม่ได้ออกแบบมาให้ทนทานต่อแรงกระแทกและอาจแตกได้

เคล็ดลับและเทคนิค

เคล็ดลับการแก้ไขปัญหา

• หากคุณรู้สึกว่าต่อสายทุกอย่างถูกต้องแล้ว แต่สัญญาณที่ได้รับไม่สามารถคาดเดาได้ ให้ลองเชื่อมต่อระหว่างสาย Bitalino และมาตรความเร่งให้แน่น
• บางครั้งการเชื่อมต่อที่ไม่สมบูรณ์ที่นี่ แม้จะมองไม่เห็นด้วยตา แต่ก็ส่งผลให้เกิดสัญญาณไร้สาระ
• เนื่องจากมีเสียงรบกวนพื้นหลังจากมาตรวัดความเร่งในระดับสูง จึงอาจดึงดูดใจให้เพิ่มความถี่ต่ำ
• ตัวกรองเพื่อทำให้สัญญาณสะอาดขึ้น อย่างไรก็ตาม เราพบว่าการเพิ่ม LPF ช่วยลดขนาดของสัญญาณได้อย่างมาก โดยเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความถี่ที่เลือก
• ตรวจสอบเวอร์ชันของหน้าจอสัมผัส TFT เพื่อให้แน่ใจว่าได้โหลดไลบรารี่ที่ถูกต้องลงใน Arduino แล้ว
• หากหน้าจอสัมผัสของคุณใช้งานไม่ได้ในตอนแรก ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ติดพินทั้งหมดเข้ากับจุดที่ถูกต้องบน Arduino แล้ว
• หากหน้าจอสัมผัสของคุณยังคงใช้รหัสไม่ได้ ให้ลองใช้คำสั่งพื้นฐาน เช่นampรหัส le จาก Arduino พบได้ที่นี่

ตัวเลือกเพิ่มเติม

หากหน้าจอสัมผัสมีราคาแพงเกินไป เทอะทะ หรือต่อสายยากเกินไป ก็สามารถใช้ส่วนประกอบอื่นแทนได้ เช่น โมดูลบลูทูธ โดยมีรหัสที่แก้ไขเพื่อให้การตกแจ้งโมดูลบลูทูธให้เช็คอินแทนที่จะเป็นหน้าจอสัมผัส

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับมาตรความเร่ง

Bitalino ใช้ตัววัดความเร่งแบบคาปาซิทีฟ มาแบ่งย่อยกันเพื่อให้เข้าใจตรงกันว่าเรากำลังทำงานอะไรอยู่ Capacitive หมายความว่ามันอาศัยการเปลี่ยนแปลงของความจุจากการเคลื่อนไหว ความจุคือความสามารถของส่วนประกอบในการเก็บประจุไฟฟ้า และจะเพิ่มขึ้นตามขนาดของตัวเก็บประจุหรือความใกล้ชิดของแผ่นทั้งสองของตัวเก็บประจุ มาตรความเร่งแบบ capacitive ใช้เวลาขั้นสูงtage ของความใกล้ชิดของแผ่นเปลือกโลกทั้งสองโดยใช้มวล เมื่อความเร่งเคลื่อนมวลขึ้นหรือลง มันจะดึงแผ่นตัวเก็บประจุให้มากขึ้นหรือใกล้กับอีกแผ่นหนึ่ง และการเปลี่ยนแปลงของความจุนั้นจะสร้างสัญญาณที่สามารถแปลงเป็นความเร่งได้

การเดินสายไฟ

แผนภาพ Fritzing แสดงให้เห็นว่าส่วนต่าง ๆ ของ Life Arduino ควรเชื่อมต่อเข้าด้วยกันอย่างไร 12 ขั้นตอนถัดไปแสดงวิธีการต่อสายวงจรนี้

วงจรส่วนที่ 1 – การวางปุ่ม Piezo

• หลังจากติดปุ่ม Piezo บนเขียงหั่นขนมอย่างแน่นหนาแล้ว ให้ต่อพินด้านบน (ในแถวที่ 12) เข้ากับกราวด์
• จากนั้นเชื่อมต่อพินด้านล่างของ piezo (ในแถวที่ 16) กับพินดิจิทัล 7 บน Arduino

วงจรส่วนที่ 3 – การค้นหา Shield Pins

• ขั้นตอนต่อไปคือการหาเจ็ดพินที่ต้องต่อสายจาก Arduino ไปยังหน้าจอ TFT ต้องเชื่อมต่อพินดิจิตอล 8-13 และไฟ 5V
• เคล็ดลับ: เนื่องจากหน้าจอเป็นเกราะกำบัง ซึ่งหมายความว่าสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับด้านบนของ Arduino ได้ การพลิกเกราะป้องกันขึ้นมาและค้นหาหมุดเหล่านี้อาจเป็นประโยชน์

การเดินสาย Shield Pins

• ขั้นตอนต่อไปคือการต่อสายหมุดโล่โดยใช้สายจัมเปอร์เขียงหั่นขนม ควรต่อปลายตัวเมียของอะแดปเตอร์ (ที่มีรู) เข้ากับพินที่ด้านหลังของหน้าจอ TFT ซึ่งอยู่ในขั้นตอนที่ 3 จากนั้น ควรต่อสายพินดิจิตอลหกเส้นเข้ากับพินที่เกี่ยวข้อง (8-13)
• เคล็ดลับ: การใช้สีลวดที่แตกต่างกันจะเป็นประโยชน์เพื่อให้แน่ใจว่าแต่ละเส้นเชื่อมต่อกับพินที่ถูกต้อง

เดินสาย 5V/GND บน Arduino

• ขั้นตอนต่อไปคือการเพิ่มสายเข้ากับพิน 5V และ GND บน Arduino เพื่อให้เราสามารถเชื่อมต่อพลังงานและกราวด์เข้ากับเขียงหั่นขนม
• เคล็ดลับ: ในขณะที่สามารถใช้สายไฟสีใดก็ได้ การใช้สายไฟสีแดงสำหรับจ่ายไฟและสายไฟสีดำสำหรับกราวด์อย่างสม่ำเสมอสามารถช่วยในการแก้ไขปัญหาวงจรในภายหลัง

เดินสายไฟ 5V/GND บนเขียงหั่นขนม

• ตอนนี้ คุณควรเพิ่มพลังงานให้กับเขียงหั่นขนมโดยนำสายสีแดงที่เชื่อมต่อในขั้นตอนก่อนหน้าเข้ากับแถบสีแดง (+) บนกระดาน ลวดสามารถไปที่ใดก็ได้ในแถบแนวตั้ง ทำซ้ำกับสายสีดำเพื่อเพิ่มกราวด์ให้กับบอร์ดโดยใช้แถบสีดำ (-)

การเดินสายพินหน้าจอ 5V เข้ากับบอร์ด

• ตอนนี้เขียงหั่นขนมมีไฟแล้ว สายสุดท้ายจากหน้าจอ TFT สามารถต่อเข้ากับแถบสีแดง (+) บนเขียงหั่นขนมได้

การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ ACC

• ขั้นตอนต่อไปคือเชื่อมต่อเซ็นเซอร์วัดความเร่งกับสายเคเบิล BITalino ดังที่แสดง

การเดินสายสายเคเบิล BITalino

• มีสายไฟสามเส้นที่มาจาก BITalino Accelerometer ที่ต้องต่อเข้ากับวงจร สายสีแดงควรเชื่อมต่อกับแถบสีแดง (+) บนเขียงหั่นขนม และสายสีดำควรเชื่อมต่อกับแถบสีดำ (-) สายสีม่วงควรเชื่อมต่อกับ Arduino ในพินอะนาล็อก A0

การใส่แบตเตอรี่ในที่ยึด

• ขั้นตอนต่อไปก็แค่ใส่แบตเตอรี่ 9V ลงในช่องใส่แบตเตอรี่ตามภาพ

การต่อชุดแบตเตอรี่เข้ากับวงจร

• ถัดไป ใส่ฝาปิดบนที่ใส่แบตเตอรี่เพื่อให้แน่ใจว่าใส่แบตเตอรี่เข้าที่อย่างแน่นหนา จากนั้นต่อชุดแบตเตอรี่เข้ากับอินพุตพลังงานบน Arduino ดังที่แสดง

เสียบเข้ากับคอมพิวเตอร์

• ในการอัปโหลดรหัสไปยังวงจร คุณต้องใช้สาย USB เพื่อเชื่อมต่อ Arduino เข้ากับคอมพิวเตอร์

การอัปโหลดรหัส

หากต้องการอัปโหลดโค้ดไปยังวงจรใหม่ที่สวยงาม ก่อนอื่นให้ตรวจสอบว่า USB เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับบอร์ด Arduino อย่างถูกต้อง

1. เปิดแอป Arduino ของคุณและล้างข้อความทั้งหมด
2. หากต้องการเชื่อมต่อกับบอร์ด Arduino ให้ไปที่เครื่องมือ > พอร์ต แล้วเลือกพอร์ตที่มี
3. ไปที่ GitHub คัดลอกโค้ดแล้ววางลงในแอป Arduino ของคุณ
4. คุณจะต้อง "รวม" ไลบรารีหน้าจอสัมผัสเพื่อให้รหัสของคุณทำงานได้ ในการทำเช่นนี้ ให้ไปที่ Tools > Manage Libraries และค้นหา Adafruit GFX Library เลื่อนเมาส์ไปวางแล้วคลิกปุ่มติดตั้งที่ปรากฏขึ้น จากนั้นคุณก็พร้อมที่จะเริ่ม
5. สุดท้าย ให้คลิกลูกศรอัปโหลดในแถบเครื่องมือสีน้ำเงิน แล้วดูความมหัศจรรย์ที่เกิดขึ้น!

เสร็จสิ้นวงจร Arduino Life

• หลังจากอัปโหลดโค้ดอย่างถูกต้องแล้ว ให้ถอดสาย USB ออกเพื่อให้คุณสามารถนำ Life Arduino ติดตัวไปได้ ณ จุดนี้ ครบวงจร!

แผนผังวงจรไฟฟ้า

• แผนภาพวงจรนี้สร้างขึ้นใน EAGLE แสดงการเดินสายฮาร์ดแวร์ของระบบ Life Arduino ของเรา ไมโครโปรเซสเซอร์ Arduino Uno ใช้ในการจ่ายไฟ ต่อกราวด์ และเชื่อมต่อหน้าจอสัมผัส TFT ขนาด 2.8 นิ้ว (พินดิจิทัล 8-13) ลำโพง piezospeaker (พิน 7) และมาตรความเร่ง BITalino (พิน A0)

วงจรและรหัส - การทำงานร่วมกัน

• เมื่อสร้างวงจรและพัฒนาโค้ดแล้ว ระบบจะเริ่มทำงานร่วมกัน ซึ่งรวมถึงการให้เครื่องวัดความเร่งวัดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ (เนื่องจากการล้ม) หากมาตรวัดความเร่งตรวจพบการเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ หน้าจอสัมผัสจะแจ้งว่า “คุณสบายดีไหม” และจะมีปุ่มให้ผู้ใช้กด

การป้อนข้อมูลของผู้ใช้

• หากผู้ใช้กดปุ่ม หน้าจอจะเปลี่ยนเป็นสีเขียวและแจ้งว่า “ใช่” ระบบจึงรู้ว่าผู้ใช้ไม่เป็นไร หากผู้ใช้ไม่กดปุ่ม แสดงว่าอาจมีการล้ม ลำโพง piezospeaker จะส่งเสียง

ไอเดียเพิ่มเติม

• หากต้องการขยายขีดความสามารถของ Life Arduino เราขอแนะนำให้เพิ่มโมดูลบลูทูธแทนลำโพง piezo หากคุณทำเช่นนั้น คุณสามารถแก้ไขรหัสเพื่อที่ว่าเมื่อผู้ที่หกล้มไม่ตอบสนองต่อการแจ้งเตือนบนหน้าจอสัมผัส ระบบจะส่งการแจ้งเตือนผ่านอุปกรณ์บลูทูธไปยังผู้ดูแลที่ได้รับมอบหมาย ซึ่งจะสามารถตรวจสอบได้

เอกสาร / แหล่งข้อมูล

คำสั่ง Life Arduino Biosensor [พีดีเอฟ] คำแนะนำ ชีวเซนเซอร์ Arduino ไบโอเซนเซอร์ Arduino ไบโอเซนเซอร์ ไบโอเซนเซอร์

อ้างอิง

• คู่มือการใช้งาน