Life Arduino Biyosensörü: 22 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Hiç düştünüz ve kalkamadınız mı? Öyleyse Life Alert (veya çeşitli rakip cihazlar) sizin için iyi bir seçenek olabilir! Bununla birlikte, bu cihazlar pahalıdır ve abonelikler yılda 400-500 ABD Dolarına kadar çıkmaktadır. Life Alert tıbbi alarm sistemine benzer bir cihaz, taşınabilir bir biyosensör olarak yapılabilir. Bu biyosensöre zaman ayırmaya karar verdik çünkü içindeki insanların, özellikle de düşme riski taşıyanların güvende olmasının önemli olduğunu düşünüyoruz.

Özel prototipimiz giyilebilir olmasa da, düşmeleri ve ani hareketleri algılamak için kullanımı kolaydır. Hareket algılandıktan sonra cihaz, alarm sesi çıkarmadan önce kullanıcıya dokunmatik ekrandaki "İyi misin" düğmesine basma fırsatı verecek ve yakındaki bir bakıcıyı yardıma ihtiyaç duyduğu konusunda uyaracaktır.

Gereçler

Life Arduino donanım devresinde 107.90$'a kadar eklenmiş dokuz bileşen vardır. Bu devre bileşenlerine ek olarak, farklı parçaları birbirine bağlamak için küçük kablolara ihtiyaç vardır. Bu devreyi oluşturmak için başka bir alete gerek yoktur. Kodlama kısmı için sadece Arduino yazılımı ve Github gereklidir.

Bileşenler:

Yarım Boy Breadboard (2.2" x 3.4") - 5,00 USD

Piezo Düğmesi - 1,50 Dolar

Dirençli Dokunmatik Ekranlı Arduino için 2,8 TFT Dokunmatik Kalkan - 34,95 $

9V Pil Tutucu - 3,97 Dolar

Arduino Uno Rev 3 - 23,00 $

İvmeölçer Sensörü - 23,68 $

Arduino Sensör Kablosu - $10.83

9V Pil - 1,87 $

Breadboard Jumper Tel Seti - 3,10 $

Toplam Maliyet: 107.90$

Adım 1: Hazırlık

Bu projeyi oluşturmak için Arduino Yazılımı ile çalışmanız, Arduino kitaplıklarını indirmeniz ve GitHub'dan kod yüklemeniz gerekecek.

Arduino IDE yazılımını indirmek için https://www.arduino.cc/en/main/software adresini ziyaret edin.

Bu projenin kodu https://github.com/ad1367/LifeArduino. adresinden LifeArduino.ino olarak indirilebilir.

Güvenlik Hususları

Sorumluluk Reddi: Bu cihaz hala geliştirme aşamasındadır ve tüm düşmeleri tespit etme ve raporlama yeteneğine sahip değildir. Bu cihazı düşme riski olan bir hastayı izlemenin tek yolu olarak kullanmayın.

• Şok riskinden kaçınmak için güç kablosunun bağlantısı kesilene kadar devre tasarımınızı değiştirmeyin.
• Cihazı açık su yakınında veya ıslak yüzeylerde çalıştırmayın.
• Harici bir aküye bağlarken, uzun süreli veya yanlış kullanımdan sonra devre bileşenlerinin ısınmaya başlayabileceğini unutmayın. Cihaz kullanımda değilken güç bağlantısını kesmeniz önerilir.
• İvmeölçeri yalnızca düşmeleri algılamak için kullanın; Tüm devre DEĞİL. Kullanılan TFT dokunmatik ekran darbelere dayanacak şekilde tasarlanmamıştır ve kırılabilir.

2. Adım: İpuçları ve Püf Noktaları

Sorun giderme ipuçları:

Her şeyi doğru şekilde bağladığınızı ancak aldığınız sinyalin tahmin edilemez olduğunu düşünüyorsanız, Bitalino kablosu ile ivmeölçer arasındaki bağlantıyı sıkılaştırmayı deneyin. Bazen burada kusurlu bir bağlantı gözle görülmese de anlamsız bir sinyalle sonuçlanır

İvmeölçerden gelen yüksek düzeyde arka plan gürültüsü nedeniyle, sinyali daha temiz hale getirmek için düşük geçişli bir filtre eklemek cazip gelebilir. Ancak, bir LPF eklemenin, seçilen frekansla doğru orantılı olarak sinyalin büyüklüğünü büyük ölçüde azalttığını bulduk

Arduino'ya doğru kitaplığın yüklendiğinden emin olmak için TFT dokunmatik ekranınızın sürümünü kontrol edin

Dokunmatik Ekranınız ilk başta çalışmıyorsa, tüm pinlerin Arduino'daki doğru noktalara takıldığından emin olun

Dokunmatik Ekranınız hala kodla çalışmıyorsa, burada bulunan Arduino'dan temel örnek kodu kullanmayı deneyin

Ekstra seçenekler:

Dokunmatik Ekran çok pahalı, hacimli veya kablolaması zorsa, Bluetooth modülü gibi başka bir bileşenle değiştirilmiş kodla değiştirilebilir, böylece bir düşüş dokunmatik ekran yerine bluetooth modülünü bir check-in için uyarır.

Adım 3: İvmeölçeri Anlamak

Bitalino, kapasitif bir ivmeölçer kullanır. Bunu parçalayalım, böylece tam olarak neyle çalıştığımızı anlayabiliriz.

Kapasitif, hareketten gelen kapasitansta bir değişikliğe dayandığı anlamına gelir. Kapasite, bir bileşenin elektrik yükünü depolama yeteneğidir ve kapasitörün boyutu veya kapasitörün iki plakasının yakınlığı ile artar.

Kapasitif ivmeölçer, bir kütle kullanarak iki plakanın yakınlığından yararlanır; ivme kütleyi yukarı veya aşağı hareket ettirdiğinde, kapasitör plakasını diğer plakaya daha fazla veya daha yakına çeker ve kapasitanstaki bu değişiklik, ivmeye dönüştürülebilen bir sinyal oluşturur.

Adım 4: Devre Kablolaması

Fritzing diyagramı, Life Arduino'nun farklı bölümlerinin nasıl birbirine bağlanması gerektiğini gösterir. Sonraki 12 adım, bu devreyi nasıl bağlayacağınızı gösterir.

Adım 5: Devre Bölüm 1 - Piezo Düğmesini Yerleştirme

Devreyi kurmanın ilk adımı, piezo butonunu devre tahtasına yerleştirmektir. Piezo düğmesi, panoya sıkıca bağlanması gereken iki pime sahiptir. Pimlerin hangi sıralara bağlı olduğuna dikkat ettiğinizden emin olun (12 ve 16. sıraları kullandım).

Adım 6: Devre Kısmı 2 - Piezo Düğmesini Kablolama

Piezo düğmesi devre tahtasına sıkıca takıldıktan sonra, üst pimi (12. sıradaki) toprağa bağlayın.

Ardından, piezo'nun alt pimini (16. sıradaki) Arduino'daki dijital pim 7'ye bağlayın.

Adım 7: Devre Kısmı 3 - Koruma Pimlerini Bulma

Bir sonraki adım, Arduino'dan TFT Ekranına bağlanması gereken yedi pimi bulmaktır. Dijital pinler 8-13 ve 5V güç bağlanmalıdır.

İpucu: Ekran bir kalkan olduğundan, yani doğrudan Arduino'nun üstüne bağlanabileceğinden, kalkanı ters çevirmek ve bu pinleri bulmak yardımcı olabilir.

Adım 8: Devre Kısmı 4 - Koruma Pimlerinin Kablolanması

Bir sonraki adım, koruma pimlerini devre tahtası atlama tellerini kullanarak kablolamaktır. Adaptörün dişi ucu (delikli) 3. adımda yer alan TFT ekranının arkasındaki pinlere takılmalıdır. Ardından altı adet dijital pin teli karşılık gelen pinlerine (8-13) bağlanmalıdır.

İpucu: Her bir kablonun doğru pime bağlandığından emin olmak için farklı renklerde kablo kullanmak yararlıdır.

Adım 9: Devre Adım 5 - Arduino'da 5V/GND Kablolama

Bir sonraki adım, güç ve topraklamayı breadboard'a bağlayabilmemiz için Arduino üzerindeki 5V ve GND pinlerine bir tel eklemektir.

İpucu: Herhangi bir renkte kablo kullanılabilirken, güç için sürekli olarak kırmızı kablo ve toprak için siyah kablo kullanmak, daha sonra devrede sorun gidermeye yardımcı olabilir.

Adım 10: Devre Adım 6 - Breadboard'da 5V/GND Kablolama

Şimdi, bir önceki adımda bağlanan kırmızı kabloyu tahta üzerindeki kırmızı (+) şeride getirerek devre tahtasına güç eklemelisiniz. Tel dikey şeritte herhangi bir yere gidebilir. Siyah (-) şeridi kullanarak panoya toprak eklemek için siyah tel ile tekrarlayın.

Adım 11: Devre Adım 7 - 5V Ekran Pinini Panoya Kablolama

Artık devre tahtasında elektrik olduğuna göre, TFT ekranından gelen son kablo devre tahtasındaki kırmızı (+) şeride bağlanabilir.

Adım 12: Devre Adım 8 - ACC Sensörünün Bağlanması

Bir sonraki adım, ivmeölçer sensörünü BItalino kablosunu gösterildiği gibi bağlamaktır.

Adım 13: Devre Adım 9 - BITalino Kablosunun Bağlanması

Devreye bağlanması gereken BITalino İvmeölçer'den gelen üç kablo vardır. Kırmızı kablo, devre tahtası üzerindeki kırmızı (+) şeride, siyah kablo ise siyah (-) şeride bağlanmalıdır. Mor kablo, Arduino'ya analog pin A0'da bağlanmalıdır.

Adım 14: Devre Adım 10 - Pili Yuvaya Yerleştirme

Bir sonraki adım, 9V pili gösterildiği gibi pil yuvasına yerleştirmektir.

Adım 15: Devre Adım 11 - Pil Takımını Devreye Takma

Ardından, pilin sıkıca yerinde tutulduğundan emin olmak için pil tutucunun kapağını takın. Ardından pil takımını Arduino üzerindeki güç girişine gösterildiği gibi bağlayın.

Adım 16: Devre Adım 12 - Bilgisayara Takma

Kodu devreye yüklemek için Arduino'yu bilgisayara bağlamak için USB kablosunu kullanmalısınız.

Adım 17: Kodu Yükleme

Kodu güzel yeni devrenize yüklemek için önce USB'nizin bilgisayarınızı Arduino kartınıza doğru şekilde bağladığından emin olun.

1. Arduino uygulamanızı açın ve tüm metni temizleyin.
2. Arduino kartınıza bağlanmak için Araçlar > Bağlantı Noktası'na gidin ve mevcut bağlantı noktasını seçin
3. GitHub'ı ziyaret edin, kodu kopyalayın ve Arduino uygulamanıza yapıştırın.
4. Kodunuzun çalışmasını sağlamak için dokunmatik ekran kitaplığını "dahil etmeniz" gerekir. Bunu yapmak için Araçlar > Kitaplıkları Yönet'e gidin ve Adafruit GFX Kitaplığını arayın. Fareyi üzerine getirin ve açılan yükle düğmesine tıklayın, başlamaya hazır olacaksınız.
5. Son olarak, mavi araç çubuğundaki Yükle okuna tıklayın ve sihrin gerçekleşmesini izleyin!

Adım 18: Bitmiş Ömür Arduino Devresi

Kod doğru bir şekilde yüklendikten sonra, Life Arduino'yu yanınıza alabilmeniz için USB kablosunu çıkarın. Bu noktada, devre tamamlandı!

Adım 19: Devre Şeması

EAGLE'da oluşturulan bu devre şeması, Life Arduino sistemimizin donanım kablolarını göstermektedir. Arduino Uno mikroişlemci, 2,8 TFT Dokunmatik Ekrana (dijital pimler 8-13), bir piezohoparlöre (pim 7) ve bir BITalino ivmeölçerine (pim A0) güç sağlamak, topraklamak ve bağlamak için kullanılır.

Adım 20: Devre ve Kod - Birlikte Çalışmak

Devre oluşturulduktan ve kod geliştirildikten sonra sistem birlikte çalışmaya başlar. Bu, ivmeölçerin büyük değişiklikleri (düşme nedeniyle) ölçmesini içerir. İvmeölçer büyük bir değişiklik algılarsa dokunmatik ekran "İyi misin" der ve kullanıcının basması için bir düğme sağlar.

Adım 21: Kullanıcı Girişi

Kullanıcı düğmeye basarsa ekran yeşile döner ve "Evet" der, böylece sistem kullanıcının iyi olduğunu bilir. Kullanıcı bir düşüş olabileceğini belirten düğmeye basmazsa, piezohoparlör ses çıkarır.

Adım 22: Daha Fazla Fikir

Life Arduino'nun yeteneklerini genişletmek için piezohoparlör yerine bir bluetooth modülü eklemenizi öneririz. Bunu yaparsanız, düşen kişi dokunmatik ekran istemine yanıt vermediğinde, bluetooth cihazı aracılığıyla belirlenmiş bakıcısına bir uyarı gönderilecek ve daha sonra gelip onları kontrol edebilecek şekilde kodu değiştirebilirsiniz.