Hemşire Kutusu: 7 Adım

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

'Hemşire Kutusu', bir bireyin ev ortamında sıcaklıklarını ve nabzını çok az çaba sarf ederek veya hiç çaba harcamadan düzenli olarak kontrol etmek için kullanabileceği hayati bir kişisel tarayıcı sistemidir. Hemşire kutusu, sıcaklık ve nabız hızı verilerinizi kaydeder ve saklar ve hatta bir adım daha ileri giderek, hayati değerler güvenlik seviyelerini aştığında size bir uyarı gönderir. Bu cihaz ideal versiyonunda, önemli sağlık verilerini analiz için saklamanıza yardımcı olur ve bir şeyler ters gittiğinde size haber verir. 'Hemşire Kutusu' hiçbir şekilde bir doktorun veya acil müdahale görevlisinin yerine geçmez, bunun yerine sizi istediğiniz sıklıkta kontrol eden ve bazı hayati veriler liste dışı kaldığında size haber veren otomatik bir hemşiredir.

Adım 1: Orijinal Planlar ve Evrimi:

Orijinal plan, Hemşire Kutusunu yukarıda açıklandığı gibi tam olarak çalışan bir sıcaklık algılama ve nabız hızı algılama devresi ile tasarlamaktı. Başlangıçta, bu verileri Nurse Box'tan gönderildiği gibi görselleştiren android uygulamasını dahil etmek istedim.

Bir bağlam sağlamak için, lisede laboratuvar derslerinde gerektiği gibi minimal devreleri "yapmanın" dışında, bu döneme kadar gerçekten hiçbir devre oluşturmadım. Daha çok bir programcıydım ve basit devreler yerine karmaşık kodlarla uğraşırken kendimi rahat hissettim. Profesör Charles Malloch ile 297DP'ye kaydolduğumda, bunun başarısızlık şansımın yüksek olduğu konfor alanımdan çıkacağını biliyordum. Hedef projemi oldukça sıkı tutmaya çalıştım çünkü akranlarım daha karmaşık projeler üzerinde çalışıyor diye daha zor bir şeyi hedeflersem, kısa ve hayal kırıklığına uğrayacağımı biliyordum. Bu nedenle, orijinal plan kağıt üzerinde karmaşık bir şey değildi, ancak kişisel olarak benim için dik bir öğrenme eğrisinin zirvesindeydi. Bir arduino'nun devre üzerindeki kontrolünü ve onu kodla nasıl manipüle edebileceğimi anlamaya çalışan çok sayıda mini devreyi test ettim. Arduino hakkında çok şey okudum ve SparkFun mucit kitinin tamamında çalıştım. Bu bir süreçti ama devreleri ve kodu gerçekten anlamanın harika bir yoluydu. Birkaç haftalık mucit kit keşfinden sonra görevime başladım. Anlaması ve kodlaması birkaç hafta süren sıcaklık devresi üzerinde çalıştım. Doğrudan uygulamalar çevrimiçi olarak mevcut olmasına rağmen, her kod satırını kendim anlamak ve yapmak istedim. Darbe hızı devresi, farklı türde kapasitörler ve bir IC- LM324 ile uğraştığı için daha zorlayıcıydı. Bu, devremi karmaşıklaştırdı ve verileri görselleştirmek için bir bluetooth modülü ve android uygulaması ekleme planlarımı yeniden ölçeklendirmek zorunda kaldım. Yapılabilir ve zaten çok okudum ve bunu uygulamak için ne yapmam gerektiğini öğrendim ama zaman sınırlıydı.

Adım 2: Araştırma Yapıldı:

Araştırma, bu projenin ve bu kursun en bütünleyici ve zaman alıcı yönlerinden biriydi. Arduino ve devrelerin ardındaki soyut kavramları anlamak için ayırabileceğim kadar çok saat harcadım. Bir devre şemasına bakmak ve bileşenleri yerleştirmek zor kısım değildir - devre şemasını bulmak veya bir şemanın google'da neden bu şekilde göründüğünü anlamaktır. Hayati bilgileri okumak ve verilerin ne anlama geldiğini ve bunları Hemşire Kutusu kullanıcısına en iyi nasıl sunacağımı anlamak, bu proje için hedeflerimi ve vizyonumu oluşturmada kilit rol oynadı. Bir devredeki akışı bozan basitleştirilmiş metinler ve youtube videoları kadar yararlı bilimsel makaleler bulamadım. Çoğu zaman, okuduktan sonra devreme baktığımı hatırlıyorum, "çalışıyor ama düşündüğüm gibi değil". Sınıfta teoriyi bilmek, teoriyi bir projede uygulamak için bir yol arayan teoriyi okumaktan çok farklıydı. Ders kitabında bir şematik üzerinde direnç gibi önemsiz görünen her şey anlamlı hale geldi. Öğrendiğim kavramlar çok değerliydi. Hatta sistemden telefona veri göndermenin güvenli bir yolunu uygulamak için kablosuz iletişim ve Diffie-helman anahtar değişimi güvenlik şifrelemesinin tavşan deliğine bile girdim. Açıkçası, tüm projenin en heyecan verici kısmı, kriptografiyi, Ceasar şifresini, RSA algoritmasını ve Diffie-Helman algoritmasını anlamak için harcadığım beş saatti. Ancak, proje boyunca öğrendiğim bu harika yeni şeylerden herhangi birini uygulayabileceğim seviyeye projeyi getiremedim.

3. Adım: Karşılaşılan Zorluklar:

Zorluklar iki bölümden oluşuyordu: kişisel ve gelişimsel. İlgili kişisel zorluklar, bu proje için ayırmayı amaçladığım süreyi tüketen diğer sınıflar için gereken zaman taahhüdünü hafife aldı. Daha iyi zaman yönetimi becerileri ve büyük resmin daha net bir görünümü, ölçekli bir versiyon yerine projenin tamamını zamanında bitirmeme yardımcı olurdu.

Gelişimsel zorluklar çoktu. Kavramları anlamak zaman ve çok fazla okuma aldı. Uygulamak daha da zordu çünkü kırılmış devre tahtası gibi eğri toplar ve temel parçaların değiştirilmesi gereken parçalar keşfetmeyi daha zor ama daha eğlenceli hale getirdi. Kodu çalıştırmak sorun değildi, ancak düşündüğüm şeyi yaptığından emin olmak, multi-metre ile çok fazla kurcalamayı gerektiriyordu ve en zor yanı, ne aradığımı bilmiyordum. Sonlara doğru, bir bluetooth modülünü uygulamaya çalıştığımda gelişimsel zorluklar daha önemli hale geldi ve bu, tüm devrenin yenilenmesini içeriyordu. Diğer bir konu ise Nurse Box'ın sunduğu doğruluktur. Sıcaklık değerleri kapalı ve hesaba katılması gerekiyor. Sıcaklığı vücudun kapalı bir bölümünden alacak olsaydık, devreyi sensör için hijyenik ve doğru olacak şekilde bir kullan ve fırlat katmanlaması ile yapılandırmamız gerekecek.

4. Adım: M5'te Gerekli Değişiklik:

Makerspace M5, bu projenin geliştirilmesi için ideal alandı. Üzerinde çalışmak istediğim projeyi seçtikten sonraki ilk haftaya girerken, yaşamsal konular ve onunla ilgili devreler gibi niş bir konu dışında öğrenmeyi umduğum pek bir şey yoktu. Ancak Makerspace, benim projem hakkında düşündüğüm kadar akranlarımla projeleri hakkında tartışmalar yapmamı sağladı ve bu süreçte öğrenmem gerekenden çok daha fazlasını öğrendiğime inanıyorum. Ayan Sengupta'nın örüntü eşleştirme ile ilgili projesi bana makine öğrenimi, eğitim botları ve özvektörlerin kullanımı hakkında çok şey öğretti (nihayet!). Stephen Lendl'in aynada Hava Durumu gösterimiyle ilgili projesi beni Raspberry Pi ile tanıştırdı ve bir sistem üzerinde gerçek zamanlı güncellemeler almak için API'lerin ve Python'un gücünü anlamama yardımcı oldu. Ben Button ve ben transistörleri ve bunun sıralı akım akışıyla bir rotoru döndürmek için nasıl kullanılabileceğini anlamak için oturduk. O maker alanından, koyduğumdan daha fazlasını elde ettim ve bu çoğunlukla, herhangi birinden bir şey öğrenebileceğimiz yerin desteklediği kültür yüzündendi. Şahsen bu alanda hiçbir şeyi düzene sokmazdım ama kesinlikle o odadaki bilgi bolluğundan, projem hakkında yorum yapmalarını ve fikir önermelerini sağlayarak yararlanmayı isterdim.

Adım 5: Başarılar:

Nurse Box'la ilgili başarılar alçakgönüllüydü. Açıkçası sıfırdan bir sıcaklık ve nabız sensörü devresi, bir demoda pek bir şey söylemeyen bir başarı olarak gösterebileceğim tek şey. Ancak süreç bana son iki ayda okuduğum tüm metinlerden daha fazlasını öğretti. İnsan hayati organları, arkasındaki biyoloji ve onu ölçmenin fiziği hakkında çok şey öğrendim. Devreleri sıfırdan geliştirip mevcut modellerle karşılaştırdım ve bu süreçte devre oluştururken yaptığım tuzakları öğrendim. Sonunda bir arduino'nun bağlantısını ve kullanımını ve projeye dahil olan IC için veri sayfalarının nasıl daha iyi okunacağını anladım. Bahsedildiği gibi, bu ders için kriptografi hakkında bildiğim hemen hemen her şeyi sıfırdan öğrendim ve şu anda Python üzerinde kaba bir güvenlik sistemi geliştirmek için temel bilgilere sahip olduğumu düşünüyorum. Hatta Diffie-Hellman kriptografisi için bir algoritma yazmaya başlayacak kadar motive oldum. Ayrıca kursta geçirdiğim süre boyunca akranlarımdan makine öğrenmesi, örüntü eşleştirme, ahududu Pi'ler ve transistörler hakkında çok şey öğrendim. Ayrıca Android Studio'da Android App çalıştım ve yaz aylarında kaldığım yerden devam edebileceğimi biliyorum. Toplanan verileri görselleştirmek için.

Adım 6: Kendi Hemşire Kutunuzu Nasıl Oluşturursunuz

Hedefi anlamak son derece önceliklidir. Nabız ve basınç kavramını çok yanlış yorumladım ve bu beni iki hafta geri bıraktı. Kavramlar bir kez düştüğünde, benim kadar devrelere aşina değilseniz, çok ilkel devrelerden başlamanızı tavsiye ederim. Karmaşık bir devre oluşturmaya geçmeden önce parçaların ve cihazların işleyişine ve sistemin genel akışına aşina olmak çok önemlidir. Bu yapıldıktan sonra, projeyi aşamalara ayırmak ve bunlar üzerinde çalışmak önemli olacaktır. Projeyi sıcaklık sensörü, nabız sensörü, bluetooth modülü, android uygulamasına böldüm. aşamalar. Çok çabuk, sahip olduğum sınırlı zaman içinde neyi başarmayı umduğumu ve neyi başaramayacağımı anladım. Bu, çok gerçekçi bir şekilde çalışmaya yardımcı olur ve tüm projenin göz korkutucu görünmesini engeller. Bir web sitesindeki adımları körü körüne takip etmek birçok soruna ve son derece sınırlı işlevselliğe yol açacaktır. Devrenizin nasıl davrandığını anlamak istersiniz, böylece onu hayal ettiğiniz gibi ayarlayabilirsiniz. Projenin devam eden kısımlarına gelince, bluetooth modülü ve android uygulaması, bluetooth modül kurulumu ve alımı üzerinde ayrı ayrı çalışıyorum ve ardından bunu gerekli tweaks ile devreye entegre ediyorum.

Arduino kodu, döngüdeki verileri etkinleştirme, alma ve işleme için sıralı bir akış içerir. Bu anlaşıldıktan sonra, tek yapmanız gereken bir bağlantı noktasını nasıl etkinleştireceğinizi veya bir veriyi nasıl alacağınızı aramaktır. Bunun kesin bir mantıksal dökümü vardır ve kodun hatalarını ayıklamak ve multimetrelerle devreyi analiz etmek, bunun için harika bir yoldur.

7. Adım: Sonraki Adımlar:

Nurse Box, kullanıcı açısından güçlü bir role sahiptir. Ancak, mevcut haliyle Nurse Box'ın veri iletimini bluetooth üzerinden yakın kablosuz iletimle sınırlandırıyoruz. Eğer arduino'yu bir Raspberry Pi'ye yükseltebilirsek, geçmişe bakıldığında başlamam gerekiyordu, Wifi'yi uzun süreli veri iletimi için kolayca kullanabiliriz, bunun sonucunda kullanıcının kişisel doktoru veya yakın bir akrabası olabilir. hayati değerler açısından döngüde tutulur. Basınç gibi daha fazla hayati değer eklenebilir ve bu, Hemşire Kutusunu daha da güçlü hale getirecektir. Kapalı vücut kısımlarından sıcaklık alacak olsaydık, doğruluktan ödün vermeden sıcaklık sensörünün üzerine bir kullanım ve atma bileşeni eklemek önemli olacaktır. Verimlilik ve doğrulukta ince ayar yapmak ve veri akışını optimize etmek ve veri iletimini güvence altına almak, Nurse Box'ın kullanıcıya sunulmasından önceki son adımlar olacaktır. Nurse Box'ın sunduğu kadar çok şey sunan kişisel bir hayati tarayıcı kavramına toplumda kesinlikle ihtiyaç ve alan var. Önümüzde birçok zorluk var ama denemeye değer olduğuna inanıyorum.