GranCare: monitor della salute tascabile!: 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Quindi lasciami iniziare, ho una nonna. È un po' vecchia ma in ottima forma e in salute. Beh, recentemente siamo stati dal dottore per il suo controllo mensile e il dottore le ha consigliato di camminare ogni giorno per almeno mezz'ora per mantenere le sue articolazioni sane. Avevamo bisogno di un modo per vedere quanto ha camminato. Uno smartwatch avrebbe aiutato, ma non è qualcosa che possiamo permetterci. Non solo passaggi, la nonna voleva avere come un piccolo kit sanitario in modo da poter controllare se stessa.

Quindi questo è il motivo per cui ho pensato di fare questo progetto.

Inoltre, la caduta è uno degli eventi più comuni e pericolosi, e l'ultima volta che mia nonna è caduta eravamo in ritardo nel saperlo ed è qualcosa che ho potuto rilevare prima, quindi ho deciso di aggiungere anche un sensore di caduta.

E per vedere se mia nonna prende raffreddore o febbre, ad esordio precoce, ho aggiunto un sensore di temperatura per misurare la temperatura corporea.

Mi sto concentrando su queste cose in questo progetto. Puoi sempre aggiungere più sensori per renderlo più efficace per il tuo uso personale.

Passaggio 1: cose necessarie

• Wemos D1 mini x1 (collegamento)
• Modulo scheda SD x1 (link)
• Accelerometro MPU6050 x1 (link)
• Batteria Lipo 3.7v x1 (collegamento)
• Modulo di ricarica TP4056 x1 (collegamento)
• Sensore di temperatura DS18B20 x1 (collegamento)
• Interruttore a scorrimento x1 (link)
• fili

Opzionale

• stampante 3d
• Viti da 2 mm
• Cavo a nastro

Passaggio 2: collegare tutto insieme

Sopra c'è lo schema di collegamento. È piuttosto semplice. Per la saldatura, ho spelato il cavo a nastro in fili singoli poiché questi fili sono molto sottili (28 AWG). Se non hai un cavo a nastro in giro, puoi usare qualsiasi filo che desideri.

Ho aggiunto la foto con tutti i collegamenti effettuati. Puoi ingrandire l'immagine e seguire anche i collegamenti. Non preoccuparti della saldatura, non è molto buona, è nuova.

Per il sensore di temperatura, è necessario aggiungere un resistore di pull-up tra le linee positiva e di segnale per far funzionare correttamente il sensore. Inoltre, saldare i cavi jumper maschio alle estremità in modo da poterlo collegare ai pin dell'intestazione femmina dall'esterno.

Ho realizzato un involucro per tutti i componenti poiché ho una stampante 3d a casa. Non devi farlo. Piuttosto puoi farti una scatola di cartone o usare un piccolo contenitore per posizionare tutta l'elettronica. Assicurati che l'accelerometro sia attaccato al corpo della custodia se prevedi di creare la tua custodia.

Custodia per la stampa. [Facoltativo] Ci sono due 3 file. Cassa superiore e inferiore e interruttore. Collegare l'interruttore è facile. Ho aggiunto immagini sopra, puoi seguirlo. Ho stampato i miei file al 50% di riempimento, altezza 0,2 mm. Puoi ottenere i file di passaggio originali qui se desideri modificare il design della custodia.

Dopo aver assemblato tutto, posizionare la scheda SD all'interno del modulo e quindi chiudere il dispositivo utilizzando due viti da 2 mm su entrambi i lati. Ho recuperato questa vite dal mio set di servomotori sg90.

Assicurati che tutti i fili siano saldati correttamente usando il multimetro controllando la connettività.

Assicurati che tutti i dispositivi ricevano la tensione corretta.

Nota sull'alimentazione del dispositivo. Per alimentare il dispositivo ho usato una batteria da 3,7 V ed è abbastanza buono in quanto tutto il sensore e il microcontrollore wemos possono funzionare a 3 V. Quindi, se prevedi di utilizzare più sensori esterni, assicurati che funzionino a 3v. Inoltre, quando la batteria sta per esaurirsi, la scheda SD smette di funzionare questo perché la tensione non è sufficiente per il modulo della scheda SD. Quindi caricare la batteria risolve il problema. L'unico inconveniente è che non sarai in grado di utilizzare tutto il potenziale della batteria. Un modo per risolvere questo problema è utilizzare questo modulo di ricarica. Questo modulo aumenta la tensione a 5v in questo modo non avrai problemi a far funzionare tutti i sensori.

Passaggio 3: comprensione del codice

Come ho detto all'inizio, terremo traccia di 3 cose: CADUTA, PASSI e TEMPERATURA.

Questo non è vincolato, puoi aggiungere qualsiasi altro sensore come battito cardiaco, ossimetro, ecc. E ottenere più dati sulla salute. Per ora, userò 2 sensori che sono accelerometro e temperatura.

Trovare la temperatura è semplice. Dopo aver collegato il sensore, utilizziamo la libreria DALLAS TEMPERATURE per trovare il grado Celsius.

Per trovare passi e cadute useremo l'accelerometro. Il codice inizia con la ricerca del valore di accelerazione dei 3 assi X, Y e Z e quindi determinando l'accelerazione risultante.

Ora ci sono due soglie predefinite che servono per il passo e la caduta. Quindi, ogni volta che l'accelerazione risultante supera questa soglia, viene rilevato un gradino o una caduta.

Ora, poiché il valore di caduta è più importante per essere corretto, ho aggiunto una funzione di convalida della caduta in cui se viene rilevata una caduta, controlla anche se l'orientamento è cambiato e se la persona è inattiva. Se queste due regole sono vere, la caduta viene confermata e il messaggio viene inviato al database.

Insieme a questo il dispositivo registra tutti i dati e li scrive su scheda SD e ogni 30 minuti (possono essere modificati) i valori vengono inviati a google firebase dove vengono memorizzati nel database in tempo reale.

Per determinare i valori della soglia ho legato il dispositivo alla mia vita e ho iniziato a fare diverse azioni mentre il codice scriveva il valore di accelerazione sulla scheda SD. Quindi in seguito ho importato il valore in Excel e ho tracciato un grafico a linee per analizzare tutto il valore. Ho aggiunto alcuni dei grafici sopra. Puoi vedere come diverse azioni mostrano diversi valori dell'accelerometro.

Passaggio 4: configurazione di WIFI e database di Google

Con tutti i dati disponibili, dobbiamo trovare un modo per archiviarli in modo da poterli utilizzare per creare un profilo sanitario e tenere traccia della salute dei tuoi nonni.

Quindi, per archiviare i dati e utilizzarli in tempo reale, stiamo utilizzando Google Firebase e per raggiungere questo obiettivo utilizzeremo la libreria Esp8266Firebase.

Per configurare il firebase puoi seguire questo processo. Dopo questo, dovresti avere una chiave segreta e un collegamento host. Basta aggiungere questi due nel codice mostrato di seguito insieme al nome e alla password wifi:

#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"

Questo è tutto. È stato facile. Il nostro dispositivo è ora connesso al database online in cui sono archiviati tutti i dati sanitari. Ora possiamo utilizzare questi dati per creare un grafico in Excel o creare un semplice sito Web per visualizzare i dati visivamente o persino collegarlo a un'app.

Nota: per verificare se hai aggiunto correttamente la libreria e se funziona con il tuo dispositivo, prova a caricare gli schizzi di esempio forniti nella libreria. Puoi provare quello chiamato beginner_start_qui.

Passaggio 5: programmazione di WEMOS D1

Prima di caricare il codice, dobbiamo installare alcune cose.

Tavola:

• Innanzitutto, apri Arduino ide e vai a Tools Board Boards manager, quindi cerca esp8266 dalla community di ESP8266. Fare clic su Installa e attendere che venga installato.
• Ora abbiamo aggiunto la scheda, per selezionarla per andare su Tools Board Wemos D1 R1

Biblioteche

• Abbiamo bisogno di installare due librerie client Firebase ESP8266 di Mobizt e One wire di Jim Studt.
• Per fare ciò, vai su Sketch Include library Gestisci librerie. Cerca le due librerie precedenti e installale.

Ora abbiamo installato tutto il necessario per eseguire il codice. Carica il codice qui sotto e il gioco è fatto!

Passaggio 6: collega la tua app Android [Facoltativo]

Ho usato l'inventore dell'app del MIT, che è un creatore di app drag and drop gratuito. È molto facile creare un'app in questo modo. Tutto ciò che fa l'app controlla i valori nel database e li visualizza. Ecco il file di progetto per l'inventore dell'app. Basta aggiungere i tuoi AUTH KEYS e HOSTNAME come mostrato sopra e il gioco è fatto.

Passaggio 7: collegare il dispositivo a un dispositivo indossabile

Ora che tutto è pronto, non resta che attaccarlo a un capo di abbigliamento come un maglione. Puoi usare qualsiasi altro abbigliamento che piaccia anche ai tuoi nonni. Per ora, ho attaccato il dispositivo sul lato sinistro del maglione insieme a un sensore di temperatura che corre sotto l'ascella per misurare la temperatura. Ho usato del nastro adesivo per farlo, che ovviamente non è il metodo migliore. Lo sto usando solo per alcuni giorni per il test.

Puoi creare una piccola borsa di stoffa e cucirla all'interno del maglione per conservare il dispositivo e una manica per far funzionare il sensore di temperatura. Dato che non sono così bravo a cucire le cose, non l'ho fatto. Ma mia madre lo risolverà presto.

Passaggio 8: fare di più con GranCare

Qui ho usato solo due sensori ma puoi sempre aggiungerne altri. È possibile collegare tutti i pin inutilizzati di WEMOS ai pin dell'intestazione e quindi collegare esternamente più sensori per sfruttare al meglio il sensore. Puoi aggiungere un sensore cardiaco e poi prendere il battito cardiaco di tuo nonno ogni ora e aggiungerlo al database o magari aggiungere più sensori di temperatura. Puoi continuare ad aggiungere fino a quando WEMOS non lo supporterà o la batteria non sarà in grado di gestirlo.

Questo è tutto. Prenditi cura dei tuoi nonni, come si suol dire: "L'amore di un nonno non invecchierà mai".

AGGIORNAMENTO dopo l'uso: così ho fatto usare il dispositivo a mia nonna per una settimana. Ha detto che il dispositivo si mette in mezzo a volte, ma ora ci è abituata. Quindi ecco cosa ho imparato da una settimana di utilizzo.

• Il rilevamento delle cadute funziona perfettamente. Ho ricevuto avvisi quando è scivolata due volte nell'ultima settimana. Ci sono momenti in cui c'è un falso allarme, quindi forse cambiare la soglia potrebbe aiutare.
• I dati sulla temperatura corporea sono perfetti.
• Un altro problema è che la batteria si esaurisce velocemente con la mia batteria da 300 mAH!. Prova a utilizzare batterie più grandi per aumentare il tempo di utilizzo, ma assicurati che il peso del dispositivo non cambi molto.

Nota:

Essendo questo il mio primo istruibile, sono sicuro che ci sono errori che ho trascurato. Si prega di commentare qui sotto se ne trovate e non esitate a chiedere qualsiasi dubbio. Farò del mio meglio per rispondere al più presto.