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instructables Life Arduino 生物傳感器

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Life Arduino 生物傳感器

你有沒有跌倒過卻起不來? 那麼,Life Alert(或其各種競爭設備)可能是您的不錯選擇! 然而,這些設備價格昂貴,每年的訂閱費用高達 400 至 500 美元。 好吧,可以將類似於 Life Alert 醫療警報系統的設備製成便攜式生物傳感器。 我們決定在這個生物傳感器上投入時間,因為我們認為社區中的人,尤其是那些有跌倒風險的人的安全很重要。 雖然我們的特定原型不可穿戴,但很容易用來檢測跌倒和突然移動。 檢測到運動後,該設備會讓用戶有機會按下觸摸屏上的“你還好嗎”按鈕,然後發出警報聲,警告附近的護理人員需要幫助。
補給品
Life Arduino 硬件電路中有九個組件,總計 107.90 美元。 除了這些電路元件之外,還需要細線將不同的部分連接在一起。 創建此電路不需要其他工具。 編碼部分只需要 Arduino 軟件和 Github。
成分

  • 半尺寸麵包板(2.2″ x 3.4″)——5.00 美元
  • 壓電按鈕——1.50 美元
  • 2.8″ TFT Touch Shield For Arduino with Resistive Touch Screen – 34.95 美元
  • 9V 電池座 – 3.97 美元
  • Arduino Uno Rev 3——23.00 美元
  • 加速計傳感器——23.68 美元
  • Arduino 傳感器電纜 – 10.83 美元
  • 9V 電池——1.87 美元
  • 麵包板跳線套件——3.10 美元
  • 總成本:107.90 美元

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

準備

安全考慮

免責聲明:該設備仍在開發中,無法檢測和報告所有跌倒。 請勿將此設備用作監測有跌倒風險患者的唯一方法。

  • 在斷開電源線之前,請勿修改電路設計,以免觸電。
  • 請勿在開闊水域附近或潮濕表面上操作設備。
  • 連接外部電池時,請注意電路元件在長時間使用或使用不當後可能會開始發熱。 建議您在不使用設備時斷開電源。
  • 僅使用加速度計來感應跌倒; 不是整個電路。 使用的 TFT 觸摸屏並非設計用於承受衝擊,可能會碎裂。

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提示與技巧

故障排除技巧

  • 如果您覺得所有接線都正確但接收到的信號不可預測,請嘗試收緊 Bitalino 線和加速度計之間的連接。
  • 有時這裡的連接不完美,雖然肉眼看不到,但會產生無意義的信號。
  • 由於加速度計的背景噪聲水平很高,可能很想添加一個低通
  • 濾波器使信號更乾淨。 但是,我們發現添加 LPF 會大大降低信號幅度,與所選頻率成正比。
  • 檢查 TFT 觸摸屏的版本,確保正確的庫已加載到 Arduino 中。
  • 如果您的觸摸屏一開始不工作,請確保所有引腳都已連接到 Arduino 上的正確位置。
  • 如果您的觸摸屏仍然無法使用代碼,請嘗試使用基本的 examp來自 Arduino 的代碼,可在此處找到。

附加選項

如果觸摸屏太貴、太笨重或難以接線,可以用另一個組件代替,例如藍牙模塊,並修改代碼,以便跌倒時提示藍牙模塊而不是觸摸屏進行登記。指導-Life-Arduino-Biosensor-FIG-2

了解加速度計

Bitalino 使用電容式加速度計。 讓我們把它分解一下,這樣我們就能準確地理解我們在做什麼。 電容意味著它依賴於運動引起的電容變化。 電容是元件存儲電荷的能力,它隨著電容器的尺寸或電容器的兩個極板的靠近程度而增加。 電容式加速度計取得優勢tage 使用質量的兩個板的緊密度; 當加速度向上或向下移動質量時,它會將電容器板拉得更遠或更靠近另一個板,電容的變化會產生一個信號,該信號可以轉換為加速度。指導-Life-Arduino-Biosensor-FIG-3

電路接線

Fritzing 圖顯示了 Life Arduino 的不同部分應該如何連接在一起。 接下來的 12 個步驟將向您展示如何連接此電路。

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電路第 1 部分——放置壓電按鈕

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  • 將壓電按鈕牢牢固定在麵包板上後,將頂部引腳(第 12 行)接地。
  • 接下來,將壓電的底部引腳(第 16 行)連接到 Arduino 上的數字引腳 7。

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電路第 3 部分——尋找屏蔽引腳

  • 下一步是找到需要從 Arduino 連接到 TFT 屏幕的七個引腳。 需要連接數字引腳 8-13 和 5V 電源。
  • 提示: 由於屏幕是一個防護罩,這意味著它可以直接連接到 Arduino 的頂部,將防護罩翻轉過來並找到這些引腳可能會有所幫助。指導-Life-Arduino-Biosensor-FIG-7

連接屏蔽針

  • 下一步是使用麵包板跳線連接屏蔽引腳。 適配器的母端(帶孔)應連接到步驟 3 中位於 TFT 屏幕背面的引腳。然後,應將六個數字引腳線連接到其相應的引腳 (8-13)。
  • 提示: 使用不同顏色的電線有助於確保每根電線連接到正確的引腳。指導-Life-Arduino-Biosensor-FIG-8

在 Arduino 上連接 5V/GND

  • 下一步是將電線添加到 Arduino 上的 5V 和 GND 引腳,以便我們可以將電源和地線連接到麵包板。
  • 提示: 雖然可以使用任何顏色的電線,但始終使用紅色電源線和黑​​色電線接地有助於以後對電路進行故障排除。指導-Life-Arduino-Biosensor-FIG-9

在麵包板上接線 5V/GND

  • 現在,您應該通過將上一步中連接的紅線連接到電路板上的紅色 (+) 條帶來為麵包板供電。 電線可以穿過垂直條帶中的任何地方。 使用黑色 (-) 條對黑色線重複此操作以將接地添加到電路板。指導-Life-Arduino-Biosensor-FIG-10

將 5V 屏幕引腳連接到電路板

  • 現在麵包板已通電,TFT 屏幕的最後一根電線可以連接到麵包板上的紅色 (+) 條。指導-Life-Arduino-Biosensor-FIG-11

連接 ACC 傳感器

  • 下一步是將加速度計傳感器連接到 BITalino 電纜,如圖所示。指導-Life-Arduino-Biosensor-FIG-12

接線 BITalino 電纜

  • BITalino 加速度計有三根電線需要連接到電路上。 紅線應連接到麵包板上的紅色 (+) 條,黑色線連接到黑色 (-) 條。 紫色線應連接到模擬引腳 A0 中的 Arduino。指導-Life-Arduino-Biosensor-FIG-13

將電池放入電池座

  • 下一步是簡單地將 9V 電池放入電池座中,如圖所示。指導-Life-Arduino-Biosensor-FIG-14

將電池組連接到電路

  • 接下來,將蓋子插入電池座,確保電池牢固固定到位。 然後,如圖所示將電池組連接到 Arduino 上的電源輸入端。指導-Life-Arduino-Biosensor-FIG-15

插入電腦

  • 為了將代碼上傳到電路中,您必須使用 USB 線將 Arduino 連接到計算機。指導-Life-Arduino-Biosensor-FIG-16

上傳代碼

要將代碼上傳到您美麗的新電路,首先確保您的 USB 將您的計算機正確連接到您的 Arduino 板。

  1. 打開您的 Arduino 應用程序並清除所有文本。
  2. 要連接到您的 Arduino 開發板,請轉到“工具”>“端口”,然後選擇可用端口
  3. 訪問 GitHub,複製代碼,並將其粘貼到您的 Arduino 應用程序中。
  4. 您需要“包含”觸摸屏庫才能使您的代碼正常工作。 為此,請轉至工具 > 管理庫,然後搜索 Adafruit GFX 庫。 將鼠標懸停在它上面並單擊彈出的安裝按鈕,您就可以開始了。
  5. 最後,單擊藍色工具欄中的上傳箭頭,見證奇蹟的發生!

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成品 Arduino 電路

  • 代碼上傳正確後,拔掉USB數據線,就可以隨身攜帶Life Arduino了。 至此,電路就完成了!

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電路圖

  • 在 EAGLE 中創建的此電路圖顯示了我們的 Life Arduino 系統的硬件接線。 Arduino Uno 微處理器用於為 2.8" TFT 觸摸屏(數字引腳 8-13)、壓電揚聲器(引腳 7)和 BITalino 加速度計(引腳 A0)供電、接地和連接。

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電路和代碼——一起工作

  • 創建電路並開發代碼後,系統便開始協同工作。 這包括讓加速度計測量較大的變化(由於跌倒)。 如果加速度計檢測到較大的變化,則觸摸屏會顯示“你還好嗎”並提供一個按鈕供用戶按下。指導-Life-Arduino-Biosensor-FIG-20

使用者輸入

  • 如果用戶按下按鈕,屏幕就會變成綠色,並說“是”,這樣系統就知道用戶沒問題了。 如果用戶沒有按下按鈕,說明可能有跌倒,然後壓電揚聲器發出聲音。

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進一步的想法

  • 為了擴展 Life Arduino 的功能,我們建議添加一個藍牙模塊來代替壓電揚聲器。 如果這樣做,您可以修改代碼,這樣當跌倒的人沒有響應觸摸屏提示時,就會通過他們的藍牙設備向他們指定的看守人發送警報,然後他們可以來檢查他們。

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文件/資源

instructables Life Arduino 生物傳感器 [pdf] 指示
生命 Arduino 生物傳感器,Arduino 生物傳感器,生物傳感器

參考

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