GranCare: карманный монитор здоровья !: 8 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Итак, позвольте мне начать, у меня есть бабушка. Она немного старовата, но в отличной форме и здорова. Недавно мы ходили к врачу на ежемесячный осмотр, и он посоветовал ей ходить каждый день не менее получаса, чтобы сохранить здоровье суставов. Нам нужен был способ узнать, сколько она прошла. Умные часы могли бы помочь, но это не то, что мы могли бы себе позволить. Не просто ступеньки, бабушка хотела иметь небольшую аптечку, чтобы она могла следить за собой.

Вот почему я задумал заняться этим проектом.

Кроме того, падение - одно из самых распространенных и опасных событий, и в прошлый раз, когда моя бабушка упала, мы опоздали, и это то, что я мог обнаружить раньше, поэтому я решил также добавить датчик падения.

И чтобы увидеть, простужается ли бабушка или поднимается температура на ранней стадии, я добавил датчик температуры для измерения температуры тела.

Я концентрируюсь на этих вещах в этом проекте. Вы всегда можете добавить больше датчиков, чтобы сделать его более эффективным для личного использования.

Шаг 1. Необходимые вещи

• Wemos D1 mini x1 (ссылка)
• Модуль sd-карты x1 (ссылка)
• Акселерометр MPU6050 x1 (ссылка)
• 3,7 В Lipo Батарея x1 (ссылка)
• Зарядный модуль TP4056 x1 (ссылка)
• Датчик температуры DS18B20 x1 (ссылка)
• Ползунковый переключатель x1 (ссылка)
• Провода

По желанию

• 3д принтер
• Винты 2мм
• Ленточный кабель

Шаг 2: соединяем все вместе

Выше схематическая диаграмма для подключения. Это довольно просто. Для пайки я разделил ленточный кабель на отдельные провода, так как эти провода очень тонкие (28 AWG). Если у вас нет ленточного кабеля, вы можете использовать любой провод, который хотите.

Я добавил картинку со всеми выполненными подключениями. Вы можете увеличить картинку и проследить за соединениями. Не обращайте внимания на пайку, это не очень хорошо, в новинку.

Для датчика температуры вам необходимо добавить подтягивающий резистор между положительной и сигнальной линиями, чтобы датчик работал правильно. Кроме того, припаяйте штыревые перемычки к концам, чтобы вы могли подключить их к контактам разъема с внешней стороны.

Я сделал корпус для всех компонентов, так как у меня дома есть 3д принтер. Тебе не нужно этого делать. Скорее вы можете сделать себе картонную коробку или использовать небольшой контейнер для размещения всей электроники. Убедитесь, что акселерометр прикреплен к корпусу футляра, если вы планируете делать его самостоятельно.

Полиграфический корпус. [Необязательно] Есть два 3 файла. Верхний и нижний корпус и переключатель. Установить переключатель очень просто. Я добавил изображения выше, вы можете следить за ними. Я распечатал свои файлы с заполнением 50% и высотой 0,2 мм. Здесь вы можете получить оригинальные файлы шагов, если хотите изменить дизайн корпуса.

После того, как все будет собрано, поместите SD-карту внутрь модуля, а затем закройте устройство, используя два 2-миллиметровых винта с каждой стороны. Я спас этот винт из набора серводвигателя SG90.

Убедитесь, что все провода правильно припаяны с помощью мультиметра, проверив подключение.

Убедитесь, что все устройства получают правильное напряжение.

Обратите внимание на питание устройства. Для питания устройства я использовал батарею 3,7 В, и этого достаточно, так как весь датчик и микроконтроллер Wemos могут работать при 3 В. Поэтому, если вы планируете использовать больше внешних датчиков, убедитесь, что они работают при напряжении 3 В. Кроме того, когда батарея вот-вот разрядилась, SD-карта перестает работать, это связано с тем, что для модуля SD-карты недостаточно напряжения. Так что зарядка аккумулятора решает проблему. Единственный недостаток - вы не сможете использовать весь потенциал батареи. Один из способов решить эту проблему - использовать этот зарядный модуль. Этот модуль увеличивает напряжение до 5 В, так что у вас не будет проблем с запуском всех датчиков.

Шаг 3: понимание кода

Как я сказал в начале, мы будем отслеживать 3 вещи: ПАДЕНИЕ, ШАГИ и ТЕМПЕРАТУРА.

Это не ограничено, вы можете добавить любой другой датчик, например сердцебиение, оксиметр и т. Д., И получить больше данных о состоянии здоровья. На данный момент я буду использовать 2 датчика: акселерометр и температуру.

Определить температуру очень просто. После подключения датчика мы используем библиотеку DALLAS TEMPERATURE, чтобы найти градус Цельсия.

Чтобы найти ступеньки и падение, мы будем использовать акселерометр. Код начинается с нахождения значения ускорения по 3 осям X, Y и Z., а затем определения результирующего ускорения.

Теперь есть два предопределенных удержания порога для шага и падения. Таким образом, всякий раз, когда результирующее ускорение пересекает этот порог, обнаруживается скачок или падение.

Теперь, поскольку значение падения более важно, чтобы быть правильным, я добавил функцию проверки падения, где при обнаружении падения она также проверяет, изменилась ли ориентация и не сидит ли человек. ЕСЛИ эти два правила верны, то падение подтверждается и сообщение отправляется в базу данных.

Наряду с этим устройство записывает все данные и записывает их на SD-карту, и каждые 30 минут (можно изменить) значения отправляются в Google Firebase, где они хранятся в базе данных в реальном времени.

Чтобы определить значения порога, я привязал устройство к поясу и начал выполнять различные действия, пока код записывал значение ускорения на SD-карту. Позже я импортировал значение в Excel и построил линейный график для анализа всего значения. Я добавил несколько графиков выше. Вы можете увидеть, как разные действия показывают разные значения акселерометра.

Шаг 4: Настройка WIFI и базы данных Google

Имея все доступные данные, нам нужно найти способ их хранения, чтобы мы могли использовать их для создания профиля здоровья и отслеживания здоровья ваших бабушек и дедушек.

Итак, чтобы хранить данные и использовать их в реальном времени, мы используем Google Firebase, а для этого мы будем использовать библиотеку Esp8266Firebase.

Чтобы настроить firebase, вы можете выполнить этот процесс. После этого у вас должен быть секретный ключ и ссылка на хост. Просто добавьте эти два в код, показанный ниже, вместе со своим именем Wi-Fi и паролем:

#define FIREBASE_HOST "YOUR_FIREBASE_PROJECT.firebaseio.com"

#define FIREBASE_AUTH "YOUR_FIREBASE_DATABASE_SECRET" #define WIFI_SSID "YOUR_WIFI_AP" #define WIFI_PASSWORD "YOUR_WIFI_PASSWORD"

Это оно. Это было просто. Наше устройство подключено к онлайн-базе данных, в которой хранятся все данные о состоянии здоровья. Теперь мы можем использовать эти данные для создания диаграммы в Excel или создания простого веб-сайта для визуального просмотра данных или даже подключения его к приложению.

Примечание. Чтобы проверить, успешно ли вы добавили библиотеку и работает ли она с вашим устройством, попробуйте загрузить примеры эскизов из библиотеки. Вы можете попробовать тот, который называется beginner_start_here.

Шаг 5: Программирование WEMOS D1

Перед загрузкой кода нам нужно установить несколько вещей.

Доска:

• Сначала откройте Arduino ide и перейдите к диспетчеру плат инструментов, а затем найдите esp8266 в сообществе ESP8266. Нажмите «Установить» и дождитесь его установки.
• Теперь мы добавили плату, чтобы выбрать ее, чтобы перейти на панель инструментов Wemos D1 R1.

Библиотеки

• Нам нужно установить две библиотеки Firebase ESP8266 client от Mobizt и One wire от Jim Studt.
• Для этого перейдите в Sketch Включить библиотеку Управление библиотеками. Найдите две указанные выше библиотеки и установите их.

Теперь мы установили все необходимое для запуска кода. Загрузите приведенный ниже код, и все готово!

Шаг 6. Подключите приложение для Android [необязательно]

Я использовал изобретателя приложений MIT, который является бесплатным производителем приложений с перетаскиванием. Так сделать приложение очень просто. Все приложение проверяет значения в базе данных и отображает их. Вот файл проекта для изобретателя приложения. Просто добавьте свои AUTH KEYS и HOSTNAME, как показано выше, и все.

Шаг 7. Присоедините устройство к носимому устройству

Теперь, когда все настроено, остается только прикрепить его к предмету одежды, например, свитеру. Вы можете использовать любую другую одежду, которая нравится вашим бабушкам и дедушкам. А пока я прикрепил устройство к левой стороне свитера вместе с датчиком температуры, который проходит под подмышкой для измерения температуры. Я использовал малярный скотч, что явно не лучший метод. Я просто использую это несколько дней для тестирования.

Вы можете сделать небольшой мешочек из ткани и сшить его внутри свитера, чтобы сохранить устройство и рукав для датчика температуры. Так как я не слишком хорош в сшивании вещей, я этого не делал. Но моя мама скоро это исправит.

Шаг 8: Делайте больше с GranCare

Здесь я использовал только два датчика, но вы всегда можете добавить больше. Вы можете подключить все неиспользуемые контакты WEMOS к контактам заголовка, а затем подключить дополнительные датчики извне, чтобы максимально использовать датчик. Вы можете добавить датчик сердца, а затем каждый час измерять сердцебиение бабушки и дедушки и добавлять его в базу данных или, возможно, добавлять несколько датчиков температуры. Вы можете добавлять, пока WEMOS не поддержит или аккумулятор не справится с этим.

Вот и все. Позаботьтесь о своих бабушках и дедушках, как говорится: «Любовь дедушек и бабушек никогда не состарится».

ОБНОВЛЕНИЕ после использования: Итак, я заставил бабушку использовать устройство в течение недели. Она сказала, что устройство иногда бывает между ними, но теперь она к нему привыкла. Итак, вот что я узнал за неделю использования.

• Обнаружение падения работает отлично. Я получил предупреждение, когда она дважды поскользнулась за последнюю неделю. Бывают случаи, когда возникает ложная тревога, поэтому, возможно, может помочь изменение порогового значения.
• Данные о температуре тела идеальны.
• Еще одна проблема - аккумулятор на 300 мАч быстро разряжается! Попробуйте использовать батареи большего размера, чтобы увеличить время использования, но убедитесь, что вес устройства не сильно изменится.

Примечание:

Это моя первая инструкция, я уверен, что есть ошибки, которые я упустил. Пожалуйста, оставьте комментарий ниже, если вы его найдете, и не стесняйтесь задавать какие-либо сомнения. Я постараюсь ответить как можно скорее.