Sistem Perawatan Kesehatan yang Dapat Dipakai Menggunakan IOT: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Dalam karya ini, sensor dibungkus dalam

mantel yang dapat dikenakan dan mengukur suhu pengguna, EKG, posisi, tekanan darah dan BPM dan mengirimkannya melalui server ThingSpeak. Ini menampilkan representasi grafis dari data yang diukur. Transformasi data dilakukan oleh pengontrol inti utama Arduino. Ketika sensor diukur, Arduino akan menjalankan program dan juga kunci API ThingSpeak dimasukkan ke dalam program.

Langkah 1: Komponen Diperlukan

1. Arduino UNO

2. LM75 (Sensor suhu)

3. AD8232 (Sensor EKG)

4. HW01 (Sensor denyut nadi)

5. ESP8266 (Modul Wi-Fi)

6. Kabel biner

7. Kabel USB untuk debugging

8. Paket Baterai Lithium ion 4 (9v)

9. Jas hujan

10. Kotak kapas (25X25cm)

11. Lem pistol dengan 2 tongkat.

Langkah 2: Menghubungkan LM75 dan Arduino

LM75 melibatkan protokol I2C dengan Arduino. Jadi, suhu tersebut diindera dan akan diubah menjadi data digital menggunakan inbuild 9 bit delta sigma Analog to digital converter. Karena akurasi LM75 digunakan untuk mengukur suhu pengguna. Resolusi sensor adalah 9 bit dan memiliki alamat slave 7bit. jadi, format data adalah pelengkap dua dengan alamat budak. Frekuensi operasi sensor LM75 adalah 400KHz. LM75 berisi filter lolos rendah untuk meningkatkan keandalan komunikasi di lingkungan yang bising.

Pin Arduino A4 dan A5 melibatkan komunikasi antarmuka dua kabel sehingga akan terhubung ke pin SDA dan SCL LM75.

LM75 ------ ARDUINO

SCL ---- A5 (Analog IN)

SDA ---- A4 (Analog IN)

VCC ---- 3.3V

GND ---- GND

Langkah 3: Koneksi Antara Modul Pulse dan Arduino

Dalam pekerjaan ini sensor pulsa digunakan. Sensor pulsa adalah sensor Plug and Play yang dirancang dengan baik di mana pengguna dapat mengambil data detak jantung atau detak jantung langsung dan dapat memasukkannya ke mana pun ia mau.

Hubungkan Sensor Pulsa ke Papan Arduino Uno sebagai berikut: + ke +5V dan - ke GND S tO A0. Hubungkan LCD ke Arduino Uno Board sebagai berikut: VSS ke +5V dan VDD ke GND dan RS ke 12 dan RW ke GND dan E ke D11 dan D4 ke D5 dan D5 ke D4 dan D6 ke D3 dan D7 ke D2 dan A/VSS ke +5V dan K/VDD ke GND. Hubungkan Potensiometer 10K ke LCD sebagai berikut: Data ke v0 dan VCC ke +5V. Hubungkan LED ke Arduino sebagai berikut: LED1 (RED, Blink Pin) ke D13 dan LED2 (GREEN, fade Rate) ke D8.

Sensor PULSA ------ Arduino

VSS ------ +5V

GND ------ GND

S ----- A0

Ketika sensor menyentuh kulit LED pada sensor berkedip.

Langkah 4: Koneksi Antara Sensor EKG dan Arduino

Sensor EKG AD8232 dihubungkan dengan Arduino dan elektroda ditempatkan di lengan kiri, lengan kanan dan kaki kanan. Dalam hal ini penggerak kaki kanan bertindak sebagai umpan balik ke sirkuit. Ada tiga input dari elektroda yang mengukur aktivitas listrik jantung dan akan ditunjukkan oleh LED. Untuk mengurangi kebisingan, penguat instrumentasi (BW: 2KHz) digunakan dan dua filter lolos tinggi digunakan untuk mengurangi artefak gerak dan potensial setengah sel elektroda. AD8232 dikonfigurasi sebagai konfigurasi tiga elektroda.

KONEKSI: Elektroda lengan kiri terhubung ke pin +IN AD8232 dan elektroda lengan kanan terhubung ke pin -IN AD8232 dan umpan balik kaki kanan terhubung ke pin RLDFB AD8232. Deteksi lead off pada sensor ini adalah AC atau DC. Untuk AC ini digunakan. Pin LO- terhubung ke pin Analog (11) Arduino dan pin LO+ terhubung ke pin Analog (10) Arduino dan Output dari elektroda terhubung ke pin A1 Arduino.

Sensor EKG ------ Arduino

LO- ------ Pin analog (11)

LO+ ------ Pin analog (10)

Keluaran ------ A1

Elektroda yang ditempatkan pada tubuh pasien mendeteksi perubahan kecil potensial Elektro pada kulit yang timbul dari depolarisasi otot jantung selama mencapai detak jantung tidak seperti pada EKG tiga kali lipat konvensional di mana Elektroda cenderung ditempatkan pada tungkai dan dada pasien. Dalam mengukur sinyal EKG interval PR dan fase interval QR dan durasi amplitudo bervariasi dalam kondisi abnormal. Kelainan didefinisikan dalam pemrograman Arduino.

Parameter EKG normal Parameter EKG abnormal

Gelombang P 0,06-0,11 <0,25 ------------------------------------------------------- --------- Gelombang T datar atau terbalik Iskemia koroner

Kompleks QRS <0,12 0,8-1.2 ------------------------------------------- ------- Peningkatan blok cabang QRS Bundle

Gelombang T 0,16 <0,5 --------------------------------------------- ------------------ Peningkatan PR AV block

Interval QT 0.36-0.44 --------------------------------------------- --------------- Hiperkalsemia Interval QT Pendek

Interval PR 0,12-0,20 --------------------------------------------- ------ PR panjang, lebar QRS, QT hiperkalemia pendek

menunjukkan Kelainan pada sinyal EKG yang akan dimasukkan dalam pengkodean Arduino dan ketika kelainan terjadi akan dikirim sebagai pesan peringatan ke nomor ponsel tertentu. Kami memiliki file perpustakaan terpisah yang termasuk dalam Program

Langkah 5: Menghubungkan Modul Wi-Fi dan Arduino

Modul Wi-Fi ESP8266 adalah transceiver nirkabel mandiri berbiaya rendah yang dapat digunakan untuk pengembangan IoT titik akhir. Modul Wi-Fi ESP8266 memungkinkan konektivitas internet ke aplikasi yang disematkan. Ini menggunakan protokol komunikasi TCP/UDP untuk terhubung dengan server/klien. Untuk berkomunikasi dengan modul Wi-Fi ESP8266, mikrokontroler perlu menggunakan set perintah AT. Mikrokontroler berkomunikasi dengan modul Wi-Fi ESP8266-01 menggunakan UART yang memiliki kecepatan Baud yang ditentukan (Default 115200).

CATATAN:

1. Modul Wi-Fi ESP8266 dapat diprogram menggunakan Arduino IDE dan untuk melakukan itu Anda perlu membuat beberapa perubahan pada Arduino IDE. Pertama, buka File -> Preferensi di Arduino IDE dan di Bagian URL Manajer Papan Tambahan. Sekarang, buka Tools -> Board -> Boards Manager dan cari ESP8266 di kolom pencarian. Pilih Komunitas ESP8266 oleh ESP8266 dan klik Instal.

2.. Modul ESP8266 bekerja pada Catu Daya 3.3V dan apa pun yang lebih besar dari itu, seperti 5V misalnya, akan mematikan SoC. Jadi, Pin VCC dan Pin CH_PD dari Modul ESP8266 ESP-01 terhubung ke Supply 3.3V.

3. Modul Wi-Fi memiliki dua mode operasi: Mode Pemrograman dan Mode Normal. Dalam Mode Pemrograman, Anda dapat mengunggah program atau firmware ke Modul ESP8266 dan dalam Mode Normal, program atau firmware yang diunggah akan berjalan normal.

4. Untuk mengaktifkan Mode Pemrograman, pin GPIO0 harus terhubung ke GND. Dalam diagram rangkaian, kami telah menghubungkan sakelar SPDT ke pin GPIO0. Mengalihkan tuas SPDT akan mengalihkan ESP8266 antara mode Pemrograman (GPIO0 terhubung ke GND) dan mode normal (GPIO0 bertindak sebagai Pin GPIO). Juga, RST (Reset) akan memainkan peran penting dalam mengaktifkan Mode Pemrograman. Pin RST adalah pin LOW aktif dan karenanya, terhubung ke GND melalui Push Button. Jadi, setiap kali tombol ditekan, Modul ESP8266 akan direset.

Koneksi:

Pin RX dan TX dari Modul ESP8266 terhubung ke Pin RX dan TX di papan Arduino. Karena SoC ESP8266 tidak dapat mentolerir 5V, Pin RX Arduino terhubung melalui konverter level yang terdiri dari Resistor 1KΩ dan 2.2KΩ.

Modul Wi-Fi ------ Arduino

VCC ---------------- 3.3V

GND ---------------- GND

CH_PD ---------------- 3.3V

RST ---------------- GND (Biasanya Terbuka)

GPIO0 ---------------- GND

TX ---------------- TX dari Arduino

RX ----------------- RX dari Arduino (Melalui konverter level)

Setelah menghubungkan dan mengkonfigurasi:

ESP8266 dalam Mode Pemrograman (GPIO0 terhubung ke GND), hubungkan Arduino ke sistem. Setelah Modul ESP8266 AKTIF, Tekan tombol RST dan buka Arduino IDE. Pada opsi Board (Tools -> Board), pilih Board “Generic ESP8266”. Pilih nomor port yang sesuai di IDE. Sekarang, buka Blink Sketch dan ubah Pin LED menjadi 2. Di sini, 2 berarti pin GPIO2 dari Modul ESP8266. Sebelum Anda menekan upload pastikan GPIO0 terhubung ke GND terlebih dahulu lalu tekan tombol RST. Tekan tombol unggah dan kode akan memakan waktu cukup lama untuk dikompilasi dan diunggah. Anda dapat melihat kemajuan di bagian bawah IDE. Setelah program berhasil diunggah, Anda dapat menghapus GPIO0 dari GND. LED yang terhubung ke GPIO2 akan berkedip.

Langkah 6: Program

Program ini untuk menghubungkan LM75, modul Pulse, sensor EKG dan modul Wi-Fi ke Arduino

Langkah 7: Pengaturan Server ThingSpeak

ThingSpeak adalah platform aplikasi untuk. Internet Hal. Ini adalah platform terbuka dengan analitik MATLAB. ThingSpeak memungkinkan Anda membangun aplikasi seputar data yang dikumpulkan oleh sensor. Fitur ThingSpeak meliputi: pengumpulan data waktu nyata, pemrosesan data, visualisasi, aplikasi, dan plugin

Inti dari ThingSpeak adalah Saluran ThingSpeak. Saluran digunakan untuk menyimpan data. Setiap saluran mencakup 8 bidang untuk semua jenis data, 3 bidang lokasi, dan 1 bidang status. Setelah Anda memiliki saluran ThingSpeak, Anda dapat memublikasikan data ke saluran, meminta ThingSpeak memproses data, dan kemudian meminta aplikasi Anda mengambil data tersebut.

LANGKAH:

1. Buat akun di ThingSpeak.

2. Buat Saluran baru dan beri nama.

3. Dan buat 3 arsip dan tentukan namanya untuk setiap arsip.

4. Catat ID Saluran ThingSpeak.

5. Perhatikan kunci API.

6. Dan sebutkan di Program untuk meneruskan data dari ESP8266.

7. Sekarang visualisasikan data yang diperoleh.

Langkah 8: Penyiapan Kesimpulan (Perangkat Keras)

Pengaturan perangkat keras proyek kami Ini berisi semua komponen perangkat keras proyek dan akan dikemas dan Dimasukkan ke dalam mantel yang dapat dipakai untuk kenyamanan pasien. Mantel dengan sensor dibuat oleh kami dan memberikan pengukuran bebas kesalahan kepada pengguna. Data biologis pengguna, Informasi disimpan di server ThingSpeak untuk analisis dan pemantauan jangka panjang. Ini adalah proyek yang terlibat dalam sistem perawatan kesehatan

MEMPERSIAPKAN:

1. Tempatkan sirkuit di dalam kotak kapas.

2. Menggunakan pistol lem membuatnya bisa diperbaiki ke kotak.

3. Hubungkan baterai ke VIN Arduino ke terminal Positif Baterai dan GND Arduino ke terminal Negatif Baterai

4. Kemudian perbaiki kotak ke dalam mantel menggunakan lem.

Setelah pengkodean bebas kesalahan dibuat maka program akan dijalankan dan seseorang akan siap untuk melihat output Senor pada platform seperti tampilan output Arduino dan kemudian informasi tersebut ditransfer ke ThingSpeak Cloud melalui web dan bahwa kita akan siap untuk memvisualisasikannya di dunia platform. Antarmuka web dapat dikembangkan untuk implementasi lebih banyak fungsionalitas dalam visualisasi data, manajemen, dan analisis untuk memberikan antarmuka dan pengalaman yang lebih baik kepada pengguna. Dengan menggunakan pengaturan pekerjaan yang diusulkan, Dokter dapat menyaring kondisi pasien 24*7 dan setiap perubahan mendadak dalam status pasien diberitahukan kepada Dokter atau staf Paramedis melalui pemberitahuan bersulang. Terlebih lagi, karena informasi dapat diakses di server Thingspeak, kondisi pasien dapat diperiksa dari jarak jauh dari mana saja di planet ini. Selain hanya melihat informasi sebelumnya dari seorang pasien, kita dapat memanfaatkan informasi ini untuk pemahaman yang cepat dan penyembuhan kesehatan pasien oleh para ahli masing-masing.