GranCare: kieszonkowy monitor zdrowia!: 8 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Więc zacznę, mam babcię. Jest trochę stara, ale super sprawna i zdrowa. Niedawno byliśmy u lekarza na comiesięczne badanie kontrolne i lekarz poradził jej, aby codziennie spacerowała przez co najmniej pół godziny, aby zachować zdrowe stawy. Potrzebowaliśmy sposobu, aby zobaczyć, ile przeszła. Smartwatch pomógłby, ale nie było to coś, na co moglibyśmy sobie pozwolić. Nie tylko kroki, babcia chciała mieć jak mały apteczkę, żeby mieć na siebie kontrolę.

Więc to jest powód, dla którego pomyślałem o zrobieniu tego projektu.

Ponadto upadek jest jednym z najczęstszych i najbardziej niebezpiecznych zdarzeń, a ostatnim razem, gdy moja babcia upadła, spóźniliśmy się z wiedzą i jest to coś, co mogłem wykryć wcześniej, więc zdecydowałem się również dodać czujnik upadku.

Aby sprawdzić, czy moja babcia zachoruje na przeziębienie lub gorączkę, dodałem czujnik temperatury do pomiaru temperatury ciała.

Koncentruję się na tych rzeczach w tym projekcie. Zawsze możesz dodać więcej czujników, aby uczynić go bardziej efektywnym do użytku osobistego.

Krok 1: Rzeczy potrzebne

• Wemos D1 mini x1 (link)
• Moduł karty SD x1 (link)
• Akcelerometr MPU6050 x1 (link)
• Bateria Lipo 3.7 v x1 (link)
• Moduł ładowania TP4056 x1 (link)
• Czujnik temperatury DS18B20 x1 (link)
• Przełącznik suwakowy x1 (link)
• Przewody

Opcjonalny

• drukarka 3d
• Śruby 2mm
• Kabel taśmowy

Krok 2: Łączenie wszystkiego razem

Powyżej znajduje się schemat podłączenia. To całkiem proste. Do lutowania rozerwałem kabel taśmowy na pojedyncze przewody, ponieważ te przewody są bardzo cienkie (28 AWG). Jeśli nie masz wokół siebie kabla taśmowego, możesz użyć dowolnego przewodu.

Dodałem zdjęcie ze wszystkimi wykonanymi połączeniami. Możesz powiększyć obraz i śledzić połączenia. Nie przejmuj się lutowaniem, to nie jest zbyt dobre, nowe.

W przypadku czujnika temperatury należy dodać rezystor podciągający między przewodem dodatnim i sygnałowym, aby czujnik działał poprawnie. Do końcówek przylutuj również męskie kable połączeniowe, aby można było podłączyć je do żeńskich pinów z zewnątrz.

Zrobiłem obudowę na wszystkie komponenty, ponieważ mam w domu drukarkę 3d. Nie musisz tego robić. Zamiast tego możesz zrobić sobie tekturowe pudełko lub użyć małego pojemnika do umieszczenia całej elektroniki. Upewnij się, że akcelerometr jest przyklejony do korpusu etui, jeśli planujesz zrobić własne etui.

Drukowanie obudowy. [Opcjonalnie] Istnieją dwa 3 pliki. Górna i dolna obudowa oraz przełącznik. Podłączanie przełącznika jest łatwe. Dodałem zdjęcia powyżej, możesz je śledzić. Wydrukowałem pliki z wypełnieniem 50%, wysokość 0,2 mm. Możesz pobrać oryginalne pliki kroków tutaj, jeśli chcesz zmienić projekt obudowy.

Po złożeniu wszystkiego umieść kartę SD w module, a następnie zamknij urządzenie i za pomocą dwóch śrub 2 mm po obu stronach. Uratowałem tę śrubę z mojego zestawu serwomotorów sg90.

Upewnij się, że wszystkie przewody są prawidłowo przylutowane za pomocą multimetru, sprawdzając łączność.

Upewnij się, że wszystkie urządzenia mają odpowiednie napięcie.

Uwaga dotycząca zasilania urządzenia. Do zasilania urządzenia użyłem baterii 3,7v i wystarczy, że cały czujnik i mikrokontroler wemos mogą pracować na 3v. Więc jeśli planujesz używać więcej zewnętrznych czujników, upewnij się, że działają przy 3V. Również, gdy bateria jest bliska wyczerpania, karta SD przestaje działać, dzieje się tak, ponieważ napięcie nie jest wystarczające dla modułu karty SD. Tak więc ładowanie baterii rozwiązuje problem. Jedyną wadą jest to, że nie będziesz w stanie wykorzystać pełnego potencjału baterii. Jednym ze sposobów rozwiązania tego problemu jest użycie tego modułu ładującego. Ten moduł zwiększa napięcie do 5V, dzięki czemu nie będziesz miał problemów z uruchomieniem wszystkich czujników.

Krok 3: Zrozumienie kodu

Jak powiedziałem na początku, będziemy śledzić 3 rzeczy: UPADEK, KROKI i TEMPERATURA.

To nie jest ograniczone, możesz dodać dowolny inny czujnik, taki jak bicie serca, pulsoksymetr itp. i uzyskać więcej danych dotyczących zdrowia. Na razie będę używał 2 czujników czyli akcelerometru i temperatury.

Znalezienie temperatury jest proste. Po podłączeniu czujnika korzystamy z biblioteki DALLAS TEMPERATURE, aby znaleźć stopnie Celsjusza.

Aby znaleźć kroki i upadek, użyjemy akcelerometru. Kod rozpoczyna się od znalezienia wartości przyspieszenia 3 osi X, Y i Z, a następnie wyznaczenia przyspieszenia wypadkowego.

Teraz są dwie predefiniowane thresh holdy, które służą do step i fall. Tak więc za każdym razem, gdy wynikowe przyspieszenie przekracza ten próg, wykrywany jest krok lub upadek.

Teraz, ponieważ wartość upadku jest ważniejsza, aby była poprawna, dodałem funkcję walidacji upadku, która w przypadku wykrycia upadku sprawdza również, czy zmieniła się orientacja i czy osoba jest bezczynna. Jeśli te dwie reguły są prawdziwe, to upadek zostaje potwierdzony i wiadomość zostaje wysłana do bazy danych.

Wraz z tym urządzenie rejestruje wszystkie dane i zapisuje je na karcie SD, a co 30 minut (można zmienić) wartości są wysyłane do google firebase, gdzie są przechowywane w bazie danych czasu rzeczywistego.

Aby określić wartości progu, przypiąłem urządzenie do pasa i zacząłem wykonywać różne czynności, podczas gdy kod zapisywał wartość przyspieszenia na karcie SD. Później zaimportowałem wartość do programu Excel i wykreśliłem wykres liniowy, aby przeanalizować całą wartość. Dodałem niektóre z powyższych wykresów. Możesz zobaczyć, jak różne akcje pokazują różne wartości akcelerometru.

Krok 4: Konfiguracja WIFI i bazy danych Google

Mając wszystkie dostępne dane, musimy znaleźć sposób na ich przechowywanie, abyśmy mogli je wykorzystać do stworzenia profilu zdrowia i śledzenia stanu zdrowia dziadków.

Tak więc do przechowywania danych i używania ich w czasie rzeczywistym używamy Google Firebase, a do osiągnięcia tego będziemy używać biblioteki Esp8266Firebase.

Aby skonfigurować bazę ogniową, możesz wykonać ten proces. Następnie powinieneś mieć tajny klucz i łącze hosta. Po prostu dodaj te dwa w kodzie pokazanym poniżej wraz z nazwą i hasłem Wi-Fi:

#define FIREBASE_HOST „TWÓJ_PROJEKT_FIREBASE.firebaseio.com”

#define FIREBASE_AUTH "TWÓJ_FIREBASE_DATABASE_SECRET" #define WIFI_SSID "TWÓJ_WIFI_AP" #define WIFI_PASSWORD "TWÓJ_WIFI_PASSWORD"

Otóż to. To było łatwe. Nasze urządzenie połączyło się z internetową bazą danych, w której przechowywane są wszystkie dane dotyczące zdrowia. Teraz możemy wykorzystać te dane do stworzenia wykresu w programie Excel lub prostej strony internetowej, aby zobaczyć dane wizualnie, a nawet połączyć je z aplikacją.

Uwaga: Aby sprawdzić, czy pomyślnie dodałeś bibliotekę i czy działa z twoim urządzeniem, spróbuj przesłać przykładowe szkice znajdujące się w bibliotece. Możesz wypróbować ten o nazwie beginner_start_tutaj.

Krok 5: Programowanie WEMOS D1

Zanim prześlemy kod, musimy zainstalować kilka rzeczy.

Deska:

• Najpierw otwórz Arduino ide i przejdź do menedżera tablic narzędziowych, a następnie wyszukaj esp8266 przez społeczność ESP8266. Kliknij zainstalować i poczekaj, aż się zainstaluje.
• Dodaliśmy tablicę, aby wybrać ją, aby przejść do Tablicy narzędzi Wemos D1 R1

Biblioteki

• Musimy zainstalować dwie biblioteki klienta Firebase ESP8266 firmy Mobizt i One wire autorstwa Jima Studta.
• Aby to zrobić, przejdź do Szkic Dołącz bibliotekę Zarządzaj bibliotekami. Wyszukaj powyższe dwie biblioteki i zainstaluj je.

Zainstalowaliśmy wszystko, co niezbędne do uruchomienia kodu. Prześlij poniższy kod i gotowe!

Krok 6: Podłącz swoją aplikację na Androida [Opcjonalnie]

Użyłem wynalazcy aplikacji MIT, który jest darmowym twórcą aplikacji typu „przeciągnij i upuść”. Tworzenie aplikacji w ten sposób jest bardzo łatwe. Cała aplikacja sprawdza wartości w bazie danych i wyświetla je. Oto plik projektu dla wynalazcy aplikacji. Po prostu dodaj swoje KLUCZE AUTH i NAZWĘ HOSTA, jak pokazano powyżej i to wszystko.

Krok 7: Podłącz urządzenie do urządzenia do noszenia

Teraz, gdy wszystko jest gotowe, pozostaje tylko przyczepienie go do ubrania, takiego jak sweter. Możesz użyć dowolnej innej odzieży, którą lubią również twoi dziadkowie. Na razie dołączyłem urządzenie po lewej stronie swetra wraz z czujnikiem temperatury, który biegnie pod pachą do pomiaru temperatury. Użyłem do tego taśmy maskującej, co oczywiście nie jest najlepszą metodą. Używam tego tylko przez kilka dni do testów.

Możesz zrobić mały woreczek z materiału i zszyć go wewnątrz swetra, aby zachować urządzenie i rękaw do uruchomienia czujnika temperatury. Ponieważ nie jestem zbyt dobry w szyciu rzeczy, nie robiłem tego. Ale moja mama wkrótce to naprawi.

Krok 8: Zrób więcej dzięki GranCare

Tutaj użyłem tylko dwóch czujników, ale zawsze można dodać więcej. Możesz podłączyć wszystkie nieużywane piny WEMOS do pinów nagłówka, a następnie podłączyć zewnętrznie więcej czujników, aby jak najlepiej wykorzystać czujnik. Możesz dodać czujnik serca, a następnie co godzinę pobierać bicie serca dziadka i dodawać je do bazy danych, a może dodać wiele czujników temperatury. Możesz dodawać, dopóki WEMOS nie będzie obsługiwał lub bateria sobie z tym poradzi.

O to chodzi. Zadbaj o swoich dziadków, jak mówią: „Miłość dziadków nigdy się nie zestarzeje”.

AKTUALIZACJA po użyciu: Więc zmusiłem babcię do korzystania z urządzenia przez tydzień. Powiedziała, że czasami urządzenie pojawia się pomiędzy, ale teraz jest do tego przyzwyczajona. Oto, czego nauczyłem się przez tydzień korzystania z niego.

• Wykrywanie upadku działa idealnie. Otrzymałem alerty, gdy w ciągu ostatniego tygodnia dwa razy się poślizgnęła. Są chwile, kiedy jest fałszywy alarm, więc może zmiana progu może pomóc.
• Dane dotyczące temperatury ciała są idealne.
• Innym problemem jest to, że bateria szybko się wyczerpuje z moją baterią 300 mAh!. Spróbuj użyć większych baterii, aby wydłużyć czas użytkowania, ale upewnij się, że waga urządzenia nie zmienia się zbytnio.

Notatka:

Jest to mój pierwszy instruktaż, jestem pewien, że są błędy, które przeoczyłem. Proszę o komentarz poniżej, jeśli znajdziesz jakieś i nie wahaj się zadać jakichkolwiek wątpliwości. Postaram się odpowiedzieć jak najwcześniej.