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Life Arduino バイオセンサー

転んで起き上がれなくなったことはありませんか？ それなら、Life Alert (またはそのさまざまな競合デバイス) は、あなたにとって良い選択肢かもしれません! ただし、これらのデバイスは高価で、サブスクリプションには年間 400 ～ 500 ドル以上かかります。 そうですね、Life Alert 医療警報システムに似た装置を携帯用バイオセンサーとして作ることができます。 このバイオセンサーに時間を投資することに決めたのは、コミュニティの人々、特に転倒の危険にさらされている人々が安全であることが重要であると考えたからです。 私たちの特定のプロトタイプはウェアラブルではありませんが、落下や突然の動きを検出するために使用するのは簡単です. 動きが検出されると、デバイスはユーザーにタッチ スクリーンの「Are You Okay」ボタンを押す機会を与えてから、近くの介護者に助けが必要であることを警告します。
用品
Life Arduino ハードウェア回路には 107.90 つのコンポーネントがあり、合計すると XNUMX ドルになります。 これらの回路コンポーネントに加えて、さまざまな部品を一緒に配線するために小さなワイヤが必要です。 この回路を作成するために他のツールは必要ありません。 コーディング部分に必要なのは Arduino ソフトウェアと Github だけです。
コンポーネント

• ハーフサイズのブレッドボード (2.2″ x 3.4″) – $5.00
• ピエゾ ボタン – $1.50
• 抵抗膜式タッチスクリーンを備えたArduino用2.8インチTFTタッチシールド – $34.95
• 9V バッテリーホルダー – $3.97
• Arduino Uno Rev 3 – $23.00
• 加速度センサー – $23.68
• Arduino センサー ケーブル – $10.83
• 9V バッテリー – $1.87
• ブレッドボード ジャンパー ワイヤ キット – $3.10
• 合計費用: $107.90

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

準備

• このプロジェクトを作成するには、Arduino ソフトウェアを使用し、Arduino ライブラリをダウンロードして、GitHub からコードをアップロードする必要があります。
• Arduino IDE ソフトウェアをダウンロードするには、次のサイトにアクセスしてください。 https://www.arduino.cc/en/main/software.
• このプロジェクトのコードは、次の場所からダウンロードできます。 https://github.com/ad1367/LifeArduino.、LifeArduino.inoとして。

安全に関する考慮事項

免責事項: このデバイスはまだ開発中であり、すべての落下を検出して報告することはできません。 転倒の危険がある患者を監視する唯一の方法としてこのデバイスを使用しないでください。

• 感電の危険を避けるため、電源ケーブルを外すまで回路設計を変更しないでください。
• 開いた水の近くや濡れた表面でデバイスを操作しないでください。
• 外部バッテリーに接続する場合、長時間または不適切な使用により、回路コンポーネントが熱くなり始める可能性があることに注意してください。 デバイスを使用しないときは、電源から切り離すことをお勧めします。
• 加速度計は落下の感知にのみ使用してください。 回路全体ではありません。 使用されている TFT タッチスクリーンは、衝撃に耐えるように設計されておらず、飛散する可能性があります。

ヒントとコツ

トラブルシューティングのヒント

• すべてが正しく配線されているにもかかわらず、受信信号が予測できない場合は、Bitalino コードと加速度計の間の接続を強化してみてください。
• ここでの不完全な接続は、目には見えませんが、無意味な信号になることがあります。
• 加速度計からのバックグラウンド ノイズのレベルが高いため、ローパスを追加したくなるかもしれません。
• 信号をきれいにするフィルター。 ただし、LPF を追加すると、選択した周波数に正比例して信号の大きさが大幅に減少することがわかりました。
• TFT タッチスクリーンのバージョンをチェックして、正しいライブラリが Arduino にロードされていることを確認してください。
• タッチスクリーンが最初に機能しない場合は、すべてのピンが Arduino の正しい場所に取り付けられていることを確認してください。
• タッチスクリーンがまだコードで動作しない場合は、基本的な ex を使用してみてくださいampArduino のファイル コードは、ここにあります。

追加オプション

タッチスクリーンが高すぎる、かさばる、または配線が難しい場合は、コードを変更して Bluetooth モジュールなどの別のコンポーネントに置き換えることができます。これにより、転倒時にタッチスクリーンではなく Bluetooth モジュールにチェックインを促すことができます。

加速度計を理解する

Bitalino は容量性加速度計を使用しています。 何を扱っているかを正確に理解できるように、それを分解してみましょう。 容量性とは、動きによる静電容量の変化に依存していることを意味します。 静電容量は、コンポーネントが電荷を蓄える能力であり、コンデンサのサイズまたはコンデンサの XNUMX つのプレートの距離が近いほど大きくなります。 静電容量型加速度計の利点tag質量を使用した XNUMX つのプレートの近さの e; 加速度が質量を上下に動かすと、コンデンサ プレートがもう一方のプレートにさらに引き寄せられるか、他のプレートに近づきます。静電容量の変化は、加速度に変換できる信号を生成します。

回路配線

Fritzing ダイアグラムは、Life Arduino のさまざまな部分がどのように配線されるべきかを示しています。 次の 12 の手順では、この回路を配線する方法を示します。

回路パート 1 – ピエゾ ボタンの配置

• ピエゾ ボタンをブレッドボードにしっかりと取り付けたら、一番上のピン (12 行目) をグランドに接続します。
• 次に、ピエゾの一番下のピン (行 16) を Arduino のデジタル ピン 7 に接続します。

回路パート 3 – シールド ピンの検索

• 次のステップは、Arduino から TFT 画面に配線する必要がある 8 つのピンを見つけることです。 デジタルピン 13-5 と XNUMXV 電源を接続する必要があります。
• ヒント： 画面はシールドなので、Arduino の上部に直接接続できるため、シールドを裏返してこれらのピンを見つけると役立つ場合があります。

シールドピンの配線

• 次のステップは、ブレッドボードのジャンパー線を使用してシールド ピンを配線することです。 アダプターのメス側 (穴付き) を、手順 3 で見つけた TFT スクリーンの背面にあるピンに取り付けます。次に、8 本のデジタル ピン ワイヤを対応するピン (13-XNUMX) に配線する必要があります。
• ヒント： 各ワイヤが正しいピンに接続されていることを確認するために、異なる色のワイヤを使用すると便利です。

Arduinoで5V / GNDを配線する

• 次のステップは、ブレッドボードに電源とグランドを接続できるように、Arduino の 5V ピンと GND ピンにワイヤを追加することです。
• ヒント： どの色のワイヤでも使用できますが、一貫して赤いワイヤを電源に、黒いワイヤをアースに使用すると、後で回路のトラブルシューティングに役立ちます。

ブレッドボードに 5V/GND を配線する

• ここで、前の手順で接続した赤いワイヤをボードの赤い (+) ストリップに接続して、ブレッドボードに電力を追加する必要があります。 ワイヤは、垂直ストリップのどこにでも行くことができます。 黒いワイヤーで繰り返し、黒い (-) ストリップを使用してボードにアースを追加します。

ボードへの5Vスクリーンピンの配線

• ブレッドボードに電源が供給されたので、TFT スクリーンからの最後のワイヤをブレッドボードの赤い (+) ストリップに配線できます。

ACCセンサーの接続

• 次のステップは、図のように加速度計センサーを BITalino ケーブルに接続することです。

BITalino ケーブルの配線

• 回路に接続する必要がある BITalino 加速度計からの 0 本のワイヤがあります。 赤線はブレッドボードの赤 (+) ストリップに接続し、黒線は黒 (-) ストリップに接続する必要があります。 紫色のワイヤは、アナログ ピン AXNUMX で Arduino に接続する必要があります。

バッテリーをホルダーに入れる

• 次のステップは、図のように 9V バッテリーをバッテリーホルダーに入れるだけです。

バッテリーパックを回路に取り付ける

• 次に、バッテリー ホルダーの蓋を挿入して、バッテリーが所定の位置にしっかりと保持されていることを確認します。 次に、図のようにバッテリー パックを Arduino の電源入力に接続します。

コンピュータへの接続

• コードを回路にアップロードするには、USB コードを使用して Arduino をコンピューターに接続する必要があります。

コードのアップロード

コードを美しい新しい回路にアップロードするには、まず、USB がコンピューターを Arduino ボードに正しく接続していることを確認します。

1. Arduino アプリを開き、すべてのテキストを消去します。
2. Arduino ボードに接続するには、[ツール] > [ポート] に移動し、使用可能なポートを選択します。
3. GitHub にアクセスし、コードをコピーして、Arduino アプリに貼り付けます。
4. コードを機能させるには、タッチスクリーン ライブラリを「含める」必要があります。 これを行うには、[ツール] > [ライブラリの管理] に移動し、Adafruit GFX ライブラリを検索します。 その上にマウスを置き、ポップアップするインストール ボタンをクリックすると、開始する準備が整います。
5. 最後に、青いツールバーの [アップロード] 矢印をクリックして、魔法が起こるのを見てください!

完成した人生のArduino回路

• コードが正しくアップロードされたら、Life Arduino を持ち運べるように USB ケーブルを取り外します。 これで回路は完成です！

回路図

• EAGLE で作成されたこの回路図は、Life Arduino システムのハードウェア配線を示しています。 Arduino Uno マイクロプロセッサは、2.8 インチ TFT タッチスクリーン (デジタル ピン 8 ～ 13)、ピエゾスピーカー (ピン 7)、および BITalino 加速度計 (ピン A0) に電力を供給し、接地し、接続するために使用されます。

回路とコード – 連携

• 回路が作成され、コードが開発されると、システムは連携を開始します。 これには、加速度計で (落下による) 大きな変化を測定することも含まれます。 加速度計が大きな変化を検出すると、タッチスクリーンに「Are You Okay」と表示され、ユーザーが押すボタンが表示されます。

ユーザー入力

• ユーザーがボタンを押すと、画面が緑色に変わり、「はい」と表示されるため、システムはユーザーに問題がないことを認識します。 ユーザーがボタンを押さない場合、落下の可能性があることを示し、ピエゾスピーカーが音を出します。

さらなるアイデア

• Life Arduino の機能を拡張するには、ピエゾスピーカーの代わりに Bluetooth モジュールを追加することをお勧めします。 その場合は、コードを修正して、転倒した人がタッチスクリーンのプロンプトに応答しない場合に、ブルートゥース デバイスを介して指定された介護者にアラートが送信され、介護者がチェックに来るようにすることができます。

ドキュメント / リソース

instructables Life Arduino バイオセンサー [pdf] 説明書 ライフ Arduino バイオセンサー, Arduino バイオセンサー, バイオセンサー

参考文献

• ユーザーマニュアル