Kehidupan Arduino Biosensor: 22 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Pernahkah Anda jatuh dan tidak bisa bangun? Nah, maka Life Alert (atau berbagai perangkat pesaingnya) mungkin merupakan pilihan yang baik untuk Anda! Namun, perangkat ini mahal, dengan biaya langganan di atas $400-$500 per tahun. Nah, alat yang mirip dengan sistem alarm medis Life Alert ini bisa dibuat sebagai biosensor portabel. Kami memutuskan untuk menginvestasikan waktu dalam biosensor ini karena kami pikir penting bahwa masyarakat, terutama mereka yang berisiko jatuh, aman.

Meskipun prototipe khusus kami tidak dapat dikenakan, mudah digunakan untuk mendeteksi jatuh dan gerakan tiba-tiba. Setelah gerakan terdeteksi, perangkat akan memberi pengguna kesempatan untuk menekan tombol "Apakah Anda Oke" di layar sentuh sebelum membuat bunyi alarm, memperingatkan pengasuh terdekat bahwa bantuan diperlukan.

Perlengkapan

Ada sembilan komponen dalam rangkaian perangkat keras Life Arduino yang nilainya mencapai $107,90. Selain komponen sirkuit ini, kabel kecil diperlukan untuk menyambungkan bagian-bagian yang berbeda menjadi satu. Tidak ada alat lain yang diperlukan untuk membuat sirkuit ini. Hanya perangkat lunak Arduino dan Github yang diperlukan untuk bagian pengkodean.

Komponen:

Papan tempat memotong roti ukuran setengah (2.2" x 3.4") - $5.00

Tombol Piezo - $1,50

2.8 TFT Touch Shield Untuk Arduino dengan Layar Sentuh Resistif - $34.95

Dudukan Baterai 9V - $3,97

Arduino Uno Rev 3 - $23.00

Sensor Akselerometer - $23,68

Kabel Sensor Arduino - $10,83

Baterai 9V - $ 1,87

Kit Kawat Jumper Papan Tempat memotong roti - $3,10

Total Biaya: $107,90

Langkah 1: Persiapan

Untuk membuat proyek ini, Anda harus bekerja dengan Perangkat Lunak Arduino, mengunduh perpustakaan Arduino, dan mengunggah kode dari GitHub.

Untuk mengunduh perangkat lunak Arduino IDE, kunjungi

Kode untuk proyek ini dapat diunduh dari https://github.com/ad1367/LifeArduino., sebagai LifeArduino.ino.

Pertimbangan Keamanan

Penafian: Perangkat ini masih dalam pengembangan dan tidak mampu mendeteksi dan melaporkan semua jatuh. Jangan gunakan perangkat ini sebagai satu-satunya cara untuk memantau pasien yang berisiko jatuh.

• Jangan mengubah desain sirkuit Anda sampai kabel daya dicabut, untuk menghindari risiko kejutan.
• Jangan mengoperasikan perangkat di dekat perairan terbuka atau di permukaan yang basah.
• Saat menghubungkan ke baterai eksternal, perhatikan bahwa komponen sirkuit mungkin mulai memanas setelah penggunaan yang lama atau tidak tepat. Disarankan agar Anda memutuskan sambungan dari daya saat perangkat tidak digunakan.
• Hanya gunakan akselerometer untuk mendeteksi jatuh; BUKAN seluruh sirkuit. Layar sentuh TFT yang digunakan tidak dirancang untuk menahan benturan dan dapat pecah.

Langkah 2: Tips & Trik

Kiat Pemecahan Masalah:

Jika Anda merasa telah menyambungkan semuanya dengan benar tetapi sinyal yang diterima tidak dapat diprediksi, coba kencangkan sambungan antara kabel Bitalino dan akselerometer. Terkadang koneksi yang tidak sempurna di sini, meskipun tidak terlihat oleh mata, menghasilkan sinyal yang tidak masuk akal

Karena tingkat kebisingan latar belakang yang tinggi dari akselerometer, Anda mungkin tergoda untuk menambahkan filter tingkat rendah untuk membuat sinyal lebih bersih. Namun, kami telah menemukan bahwa menambahkan LPF sangat mengurangi besarnya sinyal, dalam proporsi langsung dengan frekuensi yang dipilih

Periksa versi layar sentuh TFT Anda untuk memastikan bahwa perpustakaan yang benar telah dimuat ke Arduino

Jika Layar Sentuh Anda tidak berfungsi pada awalnya, pastikan semua pin telah terpasang di tempat yang tepat di Arduino

Jika Layar Sentuh Anda masih tidak berfungsi dengan kode, coba gunakan kode contoh dasar dari Arduino, yang ada di sini

Opsi Tambahan:

Jika Layar Sentuh terlalu mahal, besar, atau sulit dihubungkan, itu dapat diganti dengan komponen lain, seperti modul Bluetooth, dengan kode yang dimodifikasi sehingga jatuh meminta modul bluetooth untuk check-in daripada layar sentuh.

Langkah 3: Memahami Akselerometer

Bitalino menggunakan accelerometer kapasitif. Mari kita uraikan sehingga kita dapat memahami dengan tepat apa yang sedang kita kerjakan.

C apacitive berarti bergantung pada perubahan kapasitansi dari gerakan. Kapasitansi kapasitansi adalah kemampuan suatu komponen untuk menyimpan muatan listrik, dan itu meningkat dengan baik ukuran kapasitor atau kedekatan dua pelat kapasitor.

Akselerometer kapasitif memanfaatkan kedekatan kedua pelat menggunakan massa; ketika percepatan menggerakkan massa ke atas atau ke bawah, ia menarik pelat kapasitor lebih jauh atau lebih dekat ke pelat lainnya, dan perubahan kapasitansi itu menciptakan sinyal yang dapat diubah menjadi percepatan.

Langkah 4: Pengkabelan Sirkuit

Diagram Fritzing menunjukkan bagaimana bagian-bagian berbeda dari Life Arduino harus dihubungkan bersama. 12 langkah berikutnya menunjukkan kepada Anda bagaimana menghubungkan sirkuit ini.

Langkah 5: Sirkuit Bagian 1 - Menempatkan Tombol Piezo

Langkah pertama membangun sirkuit adalah menempatkan tombol piezo di papan tempat memotong roti. Tombol piezo memiliki dua pin yang harus terpasang dengan kuat ke papan. Pastikan Anda mencatat baris apa yang dilampirkan pin (saya menggunakan baris 12 dan 16).

Langkah 6: Sirkuit Bagian 2 - Menghubungkan Tombol Piezo

Setelah tombol Piezo terpasang kuat pada papan tempat memotong roti, sambungkan pin atas (di baris 12) ke ground.

Selanjutnya, sambungkan pin bawah piezo (di baris 16) ke pin digital 7 pada Arduino.

Langkah 7: Sirkuit Bagian 3 - Menemukan Pin Perisai

Langkah selanjutnya adalah menemukan tujuh pin yang perlu disambungkan dari Arduino ke Layar TFT. Pin digital 8-13 dan daya 5V perlu dihubungkan.

Tip: Karena layar adalah pelindung, artinya dapat terhubung langsung di atas Arduino, mungkin berguna untuk membalik pelindung dan menemukan pin ini.

Langkah 8: Sirkuit Bagian 4 - Menghubungkan Pin Perisai

Langkah selanjutnya adalah memasang pin pelindung menggunakan kabel jumper papan tempat memotong roti. Ujung perempuan adaptor (dengan lubang) harus dipasang ke pin di bagian belakang layar TFT yang terletak di langkah 3. Kemudian, enam kabel pin digital harus dihubungkan ke pin yang sesuai (8-13).

Tip: Akan sangat membantu untuk menggunakan warna kabel yang berbeda untuk memastikan bahwa setiap kabel terhubung ke pin yang benar.

Langkah 9: Sirkuit Langkah 5 - Pengkabelan 5V/GND di Arduino

Langkah selanjutnya adalah menambahkan kabel ke pin 5V dan GND di Arduino agar kita bisa menghubungkan power dan ground ke breadboard.

Tip: Meskipun kabel warna apa pun dapat digunakan, secara konsisten menggunakan kabel merah untuk daya dan kabel hitam untuk ground dapat membantu memecahkan masalah sirkuit nanti.

Langkah 10: Sirkuit Langkah 6 - Pengkabelan 5V/GND pada Breadboard

Sekarang, Anda harus menambahkan daya ke papan tempat memotong roti dengan membawa kabel merah yang terhubung pada langkah sebelumnya ke strip merah (+) di papan. Kawat bisa pergi ke mana saja di strip vertikal. Ulangi dengan kabel hitam untuk menambahkan ground ke papan menggunakan strip hitam (-).

Langkah 11: Sirkuit Langkah 7 - Menghubungkan Pin Layar 5V ke Papan

Sekarang papan tempat memotong roti memiliki daya, kabel terakhir dari layar TFT dapat dihubungkan ke strip merah (+) pada papan tempat memotong roti.

Langkah 12: Sirkuit Langkah 8 - Menghubungkan Sensor ACC

Langkah selanjutnya adalah menghubungkan sensor accelerometer dengan kabel BITalino seperti pada gambar.

Langkah 13: Sirkuit Langkah 9 - Pengkabelan Kabel BITalino

Ada tiga kabel yang berasal dari BITalino Accelerometer yang perlu dipasang ke sirkuit. Kabel merah harus dihubungkan ke strip merah (+) pada papan tempat memotong roti, dan kabel hitam dihubungkan ke strip hitam (-). Kabel ungu harus terhubung ke Arduino di pin analog A0.

Langkah 14: Sirkuit Langkah 10 - Menempatkan Baterai di Dudukan

Langkah selanjutnya adalah cukup memasukkan baterai 9V ke dudukan baterai seperti yang ditunjukkan.

Langkah 15: Sirkuit Langkah 11 - Memasang Baterai ke Sirkuit

Selanjutnya, masukkan tutup pada dudukan baterai untuk memastikan baterai terpasang erat pada tempatnya. Kemudian, hubungkan baterai ke input daya pada Arduino seperti yang ditunjukkan.

Langkah 16: Sirkuit Langkah 12 - Menghubungkan ke Komputer

Untuk mengunggah kode ke sirkuit, Anda harus menggunakan kabel USB untuk menghubungkan Arduino ke komputer.

Langkah 17: Mengunggah Kode

Untuk mengunggah kode ke sirkuit baru Anda yang indah, pertama-tama pastikan bahwa USB Anda menghubungkan komputer Anda dengan benar ke papan Arduino Anda.

1. Buka aplikasi Arduino Anda dan hapus semua teks.
2. Untuk terhubung ke papan Arduino Anda, buka Alat > Port, dan pilih port yang tersedia
3. Kunjungi GitHub, salin kodenya, dan tempel ke aplikasi Arduino Anda.
4. Anda harus "menyertakan" pustaka layar sentuh agar kode Anda berfungsi. Untuk melakukan ini, buka Alat > Kelola Perpustakaan, dan cari Perpustakaan Adafruit GFX. Arahkan mouse ke atasnya dan klik tombol instal yang muncul, dan Anda akan siap untuk memulai.
5. Terakhir, klik panah Unggah di bilah alat biru, dan saksikan keajaiban terjadi!

Langkah 18: Selesai Hidup Sirkuit Arduino

Setelah kode diunggah dengan benar, cabut kabel USB sehingga Anda dapat membawa Life Arduino. Pada titik ini, sirkuit selesai!

Langkah 19: Diagram Sirkuit

Diagram sirkuit yang dibuat di EAGLE ini menunjukkan perkabelan perangkat keras dari sistem Life Arduino kami. Mikroprosesor Arduino Uno digunakan untuk memberi daya, membumikan, dan menghubungkan Layar Sentuh TFT 2,8 (pin digital 8-13), piezospeaker (pin 7), dan akselerometer BITalino (pin A0).

Langkah 20: Sirkuit dan Kode - Bekerja Bersama

Setelah sirkuit dibuat dan kode dikembangkan, sistem mulai bekerja bersama. Ini termasuk memiliki accelerometer yang mengukur perubahan besar (karena jatuh). Jika akselerometer mendeteksi perubahan besar, maka layar sentuh mengatakan "Apakah Anda Oke" dan menyediakan tombol untuk ditekan pengguna.

Langkah 21: Masukan Pengguna

Jika pengguna menekan tombol, maka layar berubah menjadi hijau, dan mengatakan "Ya", sehingga sistem tahu bahwa pengguna baik-baik saja. Jika pengguna tidak menekan tombol, yang menunjukkan bahwa mungkin ada jatuh, maka piezospeaker mengeluarkan suara.

Langkah 22: Ide Lebih Lanjut

Untuk memperluas kemampuan Life Arduino, kami menyarankan untuk menambahkan modul bluetooth sebagai pengganti piezospeaker. Jika ya, Anda dapat mengubah kode sehingga ketika orang yang jatuh tidak merespons prompt layar sentuh, peringatan dikirim melalui perangkat bluetooth mereka ke penjaga yang ditunjuk, yang kemudian dapat datang memeriksanya.