تعليمات الحياة اردوينو Biosensor

مستشعر حيوي اردوينو

هل سقطت من قبل ولم تتمكن من النهوض؟ حسنًا ، قد يكون Life Alert (أو تنوعه من الأجهزة المنافسة) خيارًا جيدًا لك! ومع ذلك ، فإن هذه الأجهزة باهظة الثمن ، حيث تتكلف الاشتراكات ما يزيد عن 400 دولار - 500 دولار في السنة. حسنًا ، يمكن صنع جهاز مشابه لنظام الإنذار الطبي Life Alert ليكون بمثابة جهاز استشعار حيوي محمول. قررنا استثمار الوقت في جهاز الاستشعار البيولوجي هذا لأننا نعتقد أنه من المهم أن يكون الناس في المجتمع ، وخاصة أولئك المعرضين لخطر السقوط ، آمنين. على الرغم من أن النموذج الأولي الخاص بنا لا يمكن ارتداؤه ، إلا أنه من السهل استخدامه لاكتشاف السقوط والحركات المفاجئة. بعد اكتشاف الحركة ، يمنح الجهاز المستخدم فرصة للضغط على زر "هل أنت بخير" على الشاشة التي تعمل باللمس قبل إصدار صوت تنبيه ، محذراً مقدم الرعاية القريب من الحاجة إلى المساعدة.
لوازم
هناك تسعة مكونات في دائرة أجهزة Life Arduino تضيف ما يصل إلى 107.90 دولارًا. بالإضافة إلى مكونات الدائرة هذه ، هناك حاجة إلى أسلاك صغيرة لتوصيل الأجزاء المختلفة معًا. لا توجد أدوات أخرى مطلوبة لإنشاء هذه الدائرة. مطلوب فقط برنامج Arduino و Github لجزء الترميز.
عناصر

• نصف حجم اللوح (2.2 × 3.4 بوصة) - 5.00 دولارات
• زر بيزو - 1.50 دولار
• 2.8 ″ TFT Touch Shield لـ Arduino مع شاشة تعمل باللمس مقاومة - 34.95 دولارًا
• حامل بطارية 9 فولت - 3.97 دولار
• Arduino Uno Rev 3 - 23.00 دولارًا
• مستشعر مقياس التسارع - 23.68 دولارًا
• كابل مستشعر اردوينو - 10.83 دولار
• بطارية 9 فولت - 1.87 دولار
• طقم أسلاك توصيل اللوح - 3.10 دولار
• التكلفة الإجمالية: 107.90 دولارًا

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

تحضير

• لإنشاء هذا المشروع ، ستحتاج إلى العمل مع Arduino Software وتنزيل مكتبات Arduino وتحميل التعليمات البرمجية من GitHub.
• لتنزيل برنامج Arduino IDE ، قم بزيارة https://www.arduino.cc/en/main/software.
• يمكن تنزيل رمز هذا المشروع من https://github.com/ad1367/LifeArduino. ، باسم LifeArduino.ino.

اعتبارات السلامة

إخلاء المسؤولية: لا يزال هذا الجهاز قيد التطوير وغير قادر على اكتشاف جميع حالات السقوط والإبلاغ عنها. لا تستخدم هذا الجهاز باعتباره الطريقة الوحيدة لمراقبة مريض معرض لخطر السقوط.

• لا تقم بتعديل تصميم دائرتك حتى يتم فصل كابل الطاقة لتجنب خطر التعرض لصدمة.
• لا تقم بتشغيل الجهاز بالقرب من المياه المفتوحة أو على الأسطح المبللة.
• عند التوصيل ببطارية خارجية ، يجب أن تدرك أن مكونات الدائرة قد تبدأ في التسخين بعد الاستخدام المطول أو غير السليم. يوصى بفصل الطاقة عندما لا يكون الجهاز قيد الاستخدام.
• استخدم فقط مقياس التسارع لاستشعار السقوط ؛ ليس الدائرة بأكملها. شاشة اللمس TFT المستخدمة غير مصممة لتحمل التأثيرات وقد تتحطم.

نصائح وحيل

نصائح استكشاف الأخطاء وإصلاحها

• إذا شعرت أنك قمت بتوصيل كل شيء بشكل صحيح ولكن الإشارة المستلمة لا يمكن التنبؤ بها ، فحاول إحكام الاتصال بين سلك Bitalino ومقياس التسارع.
• أحيانًا يؤدي الاتصال غير الكامل هنا ، على الرغم من عدم رؤيته بالعين ، إلى إشارة غير منطقية.
• نظرًا لارتفاع مستوى ضوضاء الخلفية من مقياس التسارع ، فقد يكون من المغري إضافة تمرير منخفض
• مرشح لجعل الإشارة أنظف. ومع ذلك ، وجدنا أن إضافة LPF يقلل بشكل كبير من حجم الإشارة ، بما يتناسب بشكل مباشر مع التردد المحدد.
• تحقق من إصدار شاشة اللمس TFT للتأكد من تحميل المكتبة الصحيحة في Arduino.
• إذا لم تعمل شاشة اللمس في البداية ، فتأكد من توصيل جميع المسامير بالأماكن الصحيحة على Arduino.
• إذا كانت شاشة اللمس الخاصة بك لا تزال لا تعمل مع الرمز ، فحاول استخدام ex الأساسيampكود le من Arduino ، موجود هنا.

خيارات إضافية

إذا كانت شاشة اللمس باهظة الثمن أو ضخمة أو صعبة السلك ، فيمكن استبدالها بمكون آخر ، مثل وحدة Bluetooth ، برمز معدل بحيث يطالب السقوط وحدة Bluetooth بتسجيل الوصول بدلاً من الشاشة التي تعمل باللمس.

فهم مقياس التسارع

يستخدم Bitalino مقياس التسارع السعوي. دعنا نقسم ذلك حتى نتمكن من فهم بالضبط ما نعمل معه. السعوية تعني أنها تعتمد على تغيير في السعة من الحركة. السعة هي قدرة المكون على تخزين الشحنة الكهربائية ، وتزداد إما مع حجم المكثف أو قرب لوحي المكثف. يأخذ مقياس التسارع السعوي تقدمًاtagه لتقارب الصفيحتين باستخدام الكتلة ؛ عندما يحرك التسارع الكتلة لأعلى أو لأسفل ، فإنه يسحب لوحة المكثف إما أبعد أو أقرب من اللوح الآخر ، وهذا التغيير في السعة يخلق إشارة يمكن تحويلها إلى تسارع.

الأسلاك الدائرة

يوضح مخطط Fritzing كيف يجب ربط الأجزاء المختلفة من Life Arduino معًا. توضح لك الخطوات الـ 12 التالية كيفية توصيل هذه الدائرة.

جزء الدائرة 1 - وضع زر بيزو

• بعد توصيل زر Piezo بإحكام على اللوح ، قم بتوصيل الدبوس العلوي (في الصف 12) بالأرض.
• بعد ذلك ، قم بتوصيل الدبوس السفلي من بيزو (في الصف 16) بالدبوس الرقمي 7 على Arduino.

الجزء الثالث من الدائرة - إيجاد دبابيس الدرع

• الخطوة التالية هي العثور على الدبابيس السبعة التي يجب توصيلها من Arduino إلى شاشة TFT. يجب توصيل دبابيس رقمية 8-13 و 5 فولت.
• نصيحة: نظرًا لأن الشاشة عبارة عن درع ، مما يعني أنه يمكن الاتصال مباشرة أعلى Arduino ، فقد يكون من المفيد قلب الدرع والعثور على هذه المسامير.

توصيل دبابيس الدرع

• الخطوة التالية هي توصيل دبابيس الدرع باستخدام أسلاك توصيل اللوح. يجب توصيل الطرف الأنثوي للمحول (مع الفتحة) بالمسامير الموجودة على الجزء الخلفي من شاشة TFT الموجودة في الخطوة 3. وبعد ذلك ، يجب توصيل الأسلاك الرقمية الستة بالمسامير المقابلة لها (8-13).
• نصيحة: من المفيد استخدام ألوان مختلفة من الأسلاك للتأكد من توصيل كل سلك بالدبوس الصحيح.

الأسلاك 5V / GND على Arduino

• الخطوة التالية هي إضافة سلك إلى دبابيس 5V و GND على Arduino حتى نتمكن من توصيل الطاقة والأرض باللوحة.
• نصيحة: بينما يمكن استخدام أي لون من الأسلاك ، فإن استخدام السلك الأحمر باستمرار للطاقة والسلك الأسود للأرض يمكن أن يساعد في استكشاف أخطاء الدائرة لاحقًا.

الأسلاك 5V / GND على اللوح

• الآن ، يجب إضافة الطاقة إلى اللوح عن طريق إحضار السلك الأحمر المتصل في الخطوة السابقة بالشريط الأحمر (+) على السبورة. يمكن أن يذهب السلك إلى أي مكان في الشريط العمودي. كرر مع السلك الأسود لإضافة الأرض إلى اللوحة باستخدام الشريط الأسود (-).

الأسلاك دبوس الشاشة 5V على اللوحة

• الآن بعد أن أصبح اللوح مزودًا بالطاقة ، يمكن توصيل السلك الأخير من شاشة TFT بالشريط الأحمر (+) على اللوح.

ربط حساس ACC

• الخطوة التالية هي توصيل مستشعر التسارع بكابل BITalino كما هو موضح.

الأسلاك كابل BITalino

• هناك ثلاثة أسلاك تأتي من مقياس التسارع BITalino والتي يجب توصيلها بالدائرة. يجب توصيل السلك الأحمر بالشريط الأحمر (+) على اللوح ، ويتم توصيل السلك الأسود بالشريط الأسود (-). يجب توصيل السلك الأرجواني بـ Arduino في دبوس تمثيلي A0.

وضع البطارية في الحامل

• الخطوة التالية هي ببساطة وضع بطارية 9 فولت في حامل البطارية كما هو موضح.

إرفاق حزمة البطارية بالدائرة

• بعد ذلك ، أدخل الغطاء على حامل البطارية للتأكد من أن البطارية مثبتة بإحكام في مكانها. بعد ذلك ، قم بتوصيل حزمة البطارية بمدخل الطاقة في Arduino كما هو موضح.

التوصيل بالكمبيوتر

• لتحميل الكود إلى الدائرة ، يجب عليك استخدام سلك USB لتوصيل Arduino بالكمبيوتر.

تحميل الكود

لتحميل الكود إلى دائرتك الجديدة الجميلة ، تأكد أولاً من أن USB الخاص بك يربط جهاز الكمبيوتر الخاص بك بشكل صحيح بلوحة Arduino.

1. افتح تطبيق Arduino الخاص بك وامسح كل النص.
2. للاتصال بلوحة Arduino الخاصة بك ، انتقل إلى Tools> Port ، وحدد المنفذ المتاح
3. قم بزيارة GitHub وانسخ الكود والصقه في تطبيق Arduino.
4. ستحتاج إلى "تضمين" مكتبة الشاشة التي تعمل باللمس حتى تعمل التعليمات البرمجية الخاصة بك. للقيام بذلك ، انتقل إلى أدوات> إدارة المكتبات ، وابحث عن مكتبة Adafruit GFX. حرك الماوس فوقه وانقر فوق زر التثبيت المنبثق ، وستكون جاهزًا للبدء.
5. أخيرًا ، انقر فوق سهم التحميل في شريط الأدوات الأزرق ، وشاهد السحر يحدث!

حلبة اردوينو منتهية العمر

• بعد تحميل الكود بشكل صحيح ، افصل كابل USB حتى تتمكن من اصطحاب Life Arduino معك. في هذه المرحلة ، اكتملت الدائرة!

مخطط الدائرة

• يوضح مخطط الدائرة هذا الذي تم إنشاؤه في EAGLE توصيلات الأجهزة لنظام Life Arduino الخاص بنا. يتم استخدام المعالج الدقيق Arduino Uno في تشغيل وتوصيل شاشة لمس TFT مقاس 2.8 (المسامير الرقمية 8-13) ومكبر صوت (دبوس 7) ومقياس تسارع BITalino (دبوس A0).

الدائرة والكود - العمل معًا

• بمجرد إنشاء الدائرة وتطوير الكود ، يبدأ النظام في العمل معًا. وهذا يشمل وجود مقياس التسارع يقيس التغييرات الكبيرة (بسبب السقوط). إذا اكتشف مقياس التسارع تغييرًا كبيرًا ، فستظهر على الشاشة التي تعمل باللمس "هل أنت بخير" وتوفر زرًا للمستخدم للضغط عليه.

إدخال المستخدم

• إذا ضغط المستخدم على الزر ، فستتحول الشاشة إلى اللون الأخضر ، وتقول "نعم" ، حتى يعرف النظام أن المستخدم بخير. إذا لم يضغط المستخدم على الزر ، مشيرًا إلى أنه قد يكون هناك سقوط ، فإن مكبر الصوت البيزو يصدر صوتًا.

مزيد من الأفكار

• لتوسيع قدرات Life Arduino ، نقترح إضافة وحدة بلوتوث بدلاً من مكبر الصوت. إذا قمت بذلك ، فيمكنك تعديل الكود بحيث عندما لا يستجيب الشخص الذي يسقط لمطالبة الشاشة التي تعمل باللمس ، يتم إرسال تنبيه عبر جهاز البلوتوث الخاص به إلى القائم بأعماله المعين ، والذي يمكنه بعد ذلك التحقق من الأمر.

المستندات / الموارد

تعليمات الحياة اردوينو Biosensor [بي دي اف] تعليمات مستشعر حيوي Arduino ، Arduino Biosensor ، مستشعر حيوي

مراجع

• دليل المستخدم