hướng dẫn Cuộc sống Arduino Biosensor Hướng dẫn

Nội dung trốn

1 tài liệu hướng dẫn Life Arduino Biosensor

2 Cuộc sống cảm biến sinh học Arduino

3 Sự chuẩn bị

4 Cân nhắc về an toàn

5 Mẹo khắc phục sự cố

6 Hiểu gia tốc kế

7 Hệ thống dây điện

8 Mạch Phần 1 – Đặt Nút Piezo

9 Tải lên mã

10 Sơ đồ mạch điện

11 Tài liệu / Tài nguyên

11.1 Tài liệu tham khảo

12 Bài viết liên quan

tài liệu hướng dẫn Life Arduino Biosensor

Cuộc sống cảm biến sinh học Arduino

Bạn đã bao giờ ngã và không thể đứng dậy chưa? Chà, Life Alert (hoặc nhiều thiết bị đối thủ cạnh tranh của nó) có thể là một lựa chọn tốt cho bạn! Tuy nhiên, những thiết bị này đắt tiền, với các gói đăng ký có giá lên tới 400-500 đô la mỗi năm. Chà, một thiết bị tương tự như hệ thống báo động y tế Life Alert có thể được chế tạo dưới dạng cảm biến sinh học di động. Chúng tôi quyết định đầu tư thời gian vào bộ cảm biến sinh học này vì chúng tôi nghĩ rằng điều quan trọng là những người trong cộng đồng, đặc biệt là những người có nguy cơ bị té ngã, được an toàn. Mặc dù nguyên mẫu cụ thể của chúng tôi không thể đeo được, nhưng nó rất dễ sử dụng để phát hiện các cú ngã và chuyển động đột ngột. Sau khi phát hiện chuyển động, thiết bị sẽ cho người dùng cơ hội nhấn nút “Bạn có ổn không” trên màn hình cảm ứng trước khi phát âm thanh báo động, cảnh báo người chăm sóc gần đó rằng cần trợ giúp.
Quân nhu
Có chín thành phần trong mạch phần cứng Life Arduino với tổng giá trị lên tới $107.90. Ngoài các thành phần mạch này, cần có các dây nhỏ để nối các phần khác nhau lại với nhau. Không cần công cụ nào khác để tạo mạch này. Phần mã hóa chỉ cần phần mềm Arduino và Github.
Thành phần

Breadboard một nửa kích thước (2.2″ x 3.4″) – $5.00
Nút Piezo – $1.50
2.8″ TFT Touch Shield cho Arduino với màn hình cảm ứng điện trở – $34.95
Giá đỡ pin 9V – $3.97
Arduino Uno Rev 3 – $23.00
Cảm biến gia tốc – $23.68
Cáp cảm biến Arduino – $10.83
Pin 9V – $1.87
Bộ dây nhảy Breadboard – $3.10
Tổng chi phí: $107.90

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

Sự chuẩn bị

Để tạo dự án này, bạn cần làm việc với Phần mềm Arduino, tải xuống thư viện Arduino và tải mã lên từ GitHub.

Để tải xuống phần mềm Arduino IDE, hãy truy cập https://www.arduino.cc/en/main/software.
Mã cho dự án này có thể được tải xuống từ https://github.com/ad1367/LifeArduino., như LifeArduino.ino.

Cân nhắc về an toàn

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Thiết bị này vẫn đang được phát triển và không có khả năng phát hiện và báo cáo tất cả các trường hợp ngã. Không sử dụng thiết bị này như cách duy nhất để theo dõi bệnh nhân có nguy cơ bị ngã.

Không sửa đổi thiết kế mạch của bạn cho đến khi cáp nguồn bị ngắt kết nối, để tránh nguy cơ bị điện giật.
Không vận hành thiết bị gần nước hoặc trên bề mặt ẩm ướt.

Khi kết nối với pin ngoài, hãy lưu ý rằng các thành phần mạch điện có thể bắt đầu nóng lên sau thời gian dài sử dụng hoặc sử dụng không đúng cách. Bạn nên ngắt nguồn điện khi không sử dụng thiết bị.
Chỉ sử dụng gia tốc kế để phát hiện té ngã; KHÔNG phải toàn bộ mạch. Màn hình cảm ứng TFT được sử dụng không được thiết kế để chịu va đập và có thể bị vỡ.

Mẹo & Thủ thuật

Mẹo khắc phục sự cố

Nếu bạn cảm thấy mình đã nối dây mọi thứ chính xác nhưng tín hiệu nhận được không đoán trước được, hãy thử thắt chặt kết nối giữa dây Bitalino và máy đo gia tốc.
Đôi khi một kết nối không hoàn hảo ở đây, mặc dù không thể nhìn thấy bằng mắt, dẫn đến một tín hiệu vô nghĩa.

Do mức độ nhiễu nền cao từ máy đo gia tốc, nên có thể thêm một tín hiệu thông thấp
bộ lọc để làm cho tín hiệu sạch hơn. Tuy nhiên, chúng tôi nhận thấy rằng việc thêm LPF sẽ làm giảm đáng kể cường độ của tín hiệu, tỷ lệ thuận với tần số đã chọn.

Kiểm tra phiên bản màn hình cảm ứng TFT của bạn để đảm bảo rằng thư viện chính xác đã được tải vào Arduino.
Nếu lúc đầu Màn hình cảm ứng của bạn không hoạt động, hãy đảm bảo rằng tất cả các chân đã được gắn vào đúng vị trí trên Arduino.

Nếu Màn hình cảm ứng của bạn vẫn không hoạt động với mã, hãy thử sử dụng ví dụ cơ bảnample mã từ Arduino, tìm thấy ở đây.

Tùy chọn bổ sung

Nếu Màn hình cảm ứng quá đắt, cồng kềnh hoặc khó đi dây, nó có thể được thay thế bằng một thành phần khác, chẳng hạn như mô-đun Bluetooth, với mã được sửa đổi để mô-đun Bluetooth kiểm tra chứ không phải màn hình cảm ứng khi rơi xuống.

Hiểu gia tốc kế

Bitalino sử dụng gia tốc kế điện dung. Hãy chia nhỏ điều đó để chúng ta có thể hiểu chính xác những gì chúng ta đang làm việc. Điện dung có nghĩa là nó dựa vào sự thay đổi điện dung từ chuyển động. Điện dung là khả năng lưu trữ điện tích của một thành phần và nó tăng theo kích thước của tụ điện hoặc độ gần của hai bản tụ điện. Gia tốc kế điện dung mất tiên tiếntage về sự gần gũi của hai tấm khi sử dụng một khối lượng; khi gia tốc di chuyển khối lượng lên hoặc xuống, nó sẽ kéo bản tụ điện ra xa hơn hoặc gần hơn với bản kia và sự thay đổi điện dung đó tạo ra tín hiệu có thể chuyển đổi thành gia tốc.

Hệ thống dây điện

Biểu đồ Fritzing cho thấy cách các bộ phận khác nhau của Life Arduino nên được kết nối với nhau. 12 bước tiếp theo chỉ cho bạn cách đấu dây mạch này.

Mạch Phần 1 – Đặt Nút Piezo

Sau khi đã gắn chặt nút Piezo vào bảng mạch khung, hãy nối chốt trên cùng (ở hàng 12) với mặt đất.
Tiếp theo, kết nối chân dưới cùng của piezo (ở hàng 16) với chân kỹ thuật số 7 trên Arduino.

Mạch Phần 3 – Tìm các Chốt Khiên

Bước tiếp theo là tìm bảy chân cần được nối dây từ Arduino đến Màn hình TFT. Chân kỹ thuật số 8-13 và nguồn 5V cần được kết nối.
Mẹo: Vì màn hình là một tấm chắn, nghĩa là nó có thể kết nối trực tiếp trên Arduino, nên có thể hữu ích khi lật tấm chắn và tìm các chân này.

Đấu dây các chốt Shield

Bước tiếp theo là đấu dây các chân của tấm chắn bằng cách sử dụng dây nhảy breadboard. Đầu cái của bộ điều hợp (có lỗ) phải được gắn vào các chốt ở mặt sau của màn hình TFT ở bước 3. Sau đó, sáu dây chốt kỹ thuật số phải được nối với các chốt tương ứng của chúng (8-13).
Mẹo: Sẽ rất hữu ích khi sử dụng các màu dây khác nhau để đảm bảo rằng mỗi dây kết nối với đúng chốt.

Đấu dây 5V/GND trên Arduino

Bước tiếp theo là thêm dây vào chân 5V và GND trên Arduino để chúng ta có thể kết nối nguồn và nối đất với breadboard.
Mẹo: Mặc dù có thể sử dụng bất kỳ màu dây nào, nhưng việc sử dụng nhất quán dây màu đỏ để cấp nguồn và dây màu đen để nối đất có thể giúp khắc phục sự cố mạch sau này.

Đấu dây 5V/GND trên Breadboard

Bây giờ, bạn nên cấp nguồn cho breadboard bằng cách đưa dây màu đỏ đã kết nối ở bước trước vào dải (+) màu đỏ trên board. Dây có thể đi bất cứ đâu trong dải dọc. Lặp lại với dây màu đen để nối đất vào bảng bằng dải (-) màu đen.

Nối dây màn hình 5V Pin vào bảng

Bây giờ breadboard đã có điện, dây cuối cùng từ màn hình TFT có thể được nối với dải (+) màu đỏ trên breadboard.

Kết nối cảm biến ACC

Bước tiếp theo là kết nối cảm biến gia tốc với cáp BITalino như hình.

Đi dây Cáp BITalino

Có ba dây đến từ Gia tốc kế BITalino cần được gắn vào mạch. Dây màu đỏ phải được nối với dải (+) màu đỏ trên breadboard và dây màu đen được nối với dải (-) màu đen. Dây màu tím phải được kết nối với Arduino bằng chân tương tự A0.

Đặt Pin vào Giá Đỡ

Bước tiếp theo, bạn chỉ cần đặt viên pin 9V vào ngăn chứa pin như hình.

Gắn Bộ Pin vào Mạch

Tiếp theo, lắp nắp vào ngăn chứa pin để đảm bảo pin được giữ chặt vào vị trí. Sau đó, kết nối bộ pin với đầu vào nguồn trên Arduino như được hiển thị.

Cắm vào máy tính

Để upload code lên mạch, bạn phải dùng dây USB để kết nối Arduino với máy tính.

Tải lên mã

Để tải mã lên mạch mới tuyệt đẹp của bạn, trước tiên hãy đảm bảo rằng USB của bạn kết nối đúng cách máy tính với bo mạch Arduino của bạn.

Mở ứng dụng Arduino của bạn và xóa tất cả văn bản.
Để kết nối với bo mạch Arduino của bạn, hãy vào Công cụ > Cổng và chọn cổng khả dụng
Truy cập GitHub, sao chép mã và dán vào ứng dụng Arduino của bạn.
Bạn sẽ cần “bao gồm” thư viện màn hình cảm ứng để mã của bạn hoạt động. Để thực hiện việc này, hãy đi tới Công cụ > Quản lý Thư viện và tìm kiếm Thư viện GFX của Adaf nhung. Di chuột qua nó và nhấp vào nút cài đặt bật lên và bạn sẽ sẵn sàng bắt đầu.
Cuối cùng, nhấp vào mũi tên Tải lên trên thanh công cụ màu xanh lam và xem điều kỳ diệu xảy ra!

Kết thúc cuộc sống mạch Arduino

Sau khi mã được tải lên chính xác, hãy rút cáp USB để bạn có thể mang theo Life Arduino bên mình. Tại thời điểm này, mạch đã hoàn tất!

Sơ đồ mạch điện

Sơ đồ mạch này được tạo trong EAGLE hiển thị hệ thống dây điện phần cứng của hệ thống Life Arduino của chúng tôi. Bộ vi xử lý Arduino Uno được sử dụng để cấp nguồn, nối đất và kết nối Màn hình cảm ứng TFT 2.8 inch (chân kỹ thuật số 8-13), loa áp điện (chân 7) và gia tốc kế BITalino (chân A0).

Mạch và mã – Làm việc cùng nhau

Khi mạch được tạo và mã được phát triển, hệ thống bắt đầu hoạt động cùng nhau. Điều này bao gồm việc gia tốc kế đo những thay đổi lớn (do ngã). Nếu cảm biến gia tốc phát hiện một sự thay đổi lớn, thì màn hình cảm ứng sẽ hiển thị “Bạn có ổn không” và cung cấp một nút để người dùng nhấn.

Đầu vào của người dùng

Nếu người dùng nhấn nút, màn hình sẽ chuyển sang màu xanh lục và thông báo “Có” để hệ thống biết người dùng vẫn ổn. Nếu người dùng không nhấn nút, cho biết có thể có sự cố rơi, thì loa áp điện sẽ phát ra âm thanh.

Ý tưởng khác

Để mở rộng khả năng của Life Arduino, chúng tôi khuyên bạn nên thêm mô-đun bluetooth thay cho loa áp điện. Nếu làm như vậy, bạn có thể sửa đổi mã để khi người bị ngã không phản hồi lời nhắc trên màn hình cảm ứng, thì một cảnh báo sẽ được gửi qua thiết bị bluetooth của họ tới người chăm sóc được chỉ định. Người này sau đó có thể đến kiểm tra họ.