GranCare: Gesundheitsmonitor im Taschenformat! - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Also lass mich anfangen, ich habe eine Oma. Sie ist ein bisschen alt, aber super fit und gesund. Nun, vor kurzem waren wir zur monatlichen Untersuchung beim Arzt und der Arzt riet ihr, jeden Tag mindestens eine halbe Stunde zu gehen, um ihre Gelenke gesund zu halten. Wir brauchten einen Weg, um zu sehen, wie viel sie gelaufen ist. Eine Smartwatch hätte geholfen, aber das konnten wir uns nicht leisten. Nicht nur Schritte, Oma wollte gerne ein kleines Gesundheitspaket haben, damit sie sich selbst im Auge behalten kann.

Das ist der Grund, warum ich überlegt habe, dieses Projekt zu machen.

Außerdem ist Stürzen eines der häufigsten und gefährlichsten Ereignisse, und als meine Oma das letzte Mal stürzte, wussten wir es erst spät und es war etwas, das ich früher erkennen konnte, also beschloss ich, auch einen Sturzsensor hinzuzufügen.

Und um zu sehen, ob sich meine Oma früh erkältet oder Fieber bekommt, habe ich einen Temperatursensor hinzugefügt, um die Körpertemperatur zu messen.

Auf diese Dinge konzentriere ich mich in diesem Projekt. Sie können jederzeit weitere Sensoren hinzufügen, um es für Ihren persönlichen Gebrauch effektiver zu machen.

Schritt 1: Benötigte Dinge

• Wemos D1 mini x1 (Link)
• SD-Kartenmodul x1 (Link)
• Beschleunigungsmesser MPU6050 x1 (Link)
• 3,7 V Lipo-Batterie x1 (Link)
• TP4056 Lademodul x1 (Link)
• Temperatursensor DS18B20 x1 (Link)
• Schiebeschalter x1 (Link)
• Drähte

Optional

• 3D Drucker
• 2mm Schrauben
• Flachbandkabel

Schritt 2: Alles miteinander verbinden

Oben ist das schematische Diagramm für den Anschluss. Es ist ziemlich direkt. Zum Löten habe ich Flachbandkabel in einzelne Drähte abisoliert, da diese Drähte sehr dünn sind (28 AWG). Wenn Sie kein Flachbandkabel herumliegen haben, können Sie jeden beliebigen Draht verwenden.

Ich habe das Bild mit allen Verbindungen hinzugefügt. Sie können das Bild vergrößern und auch den Verbindungen folgen. Das Löten macht nichts aus, es ist nicht sehr gut, neu dabei.

Für den Temperatursensor müssen Sie einen Pull-up-Widerstand zwischen der positiven und der Signalleitung hinzufügen, damit der Sensor ordnungsgemäß funktioniert. Löten Sie außerdem männliche Überbrückungskabel an die Enden, damit Sie es von außen an die Buchsenleistenstifte anschließen können.

Ich habe ein Gehäuse für alle Komponenten gemacht, da ich zu Hause einen 3D-Drucker habe. Sie müssen es nicht tun. Stattdessen können Sie selbst einen Karton herstellen oder einen kleinen Behälter verwenden, um die gesamte Elektronik zu platzieren. Stellen Sie sicher, dass der Beschleunigungsmesser am Gehäuse befestigt ist, wenn Sie vorhaben, Ihren eigenen Fall herzustellen.

Gehäuse drucken. [Optional] Es gibt zwei 3 Dateien. Oberes und unteres Gehäuse und Schalter. Das Anbringen des Schalters ist einfach. Ich habe oben Bilder hinzugefügt, Sie können es verfolgen. Ich habe meine Dateien mit 50% Füllung, 0,2 mm Höhe gedruckt. Sie können hier die Originalschrittdateien erhalten, wenn Sie das Design des Gehäuses ändern möchten.

Nachdem alles zusammengebaut ist, legen Sie die SD-Karte in das Modul und schließen Sie dann das Gerät und verwenden Sie zwei 2 mm Schrauben auf beiden Seiten. Ich habe diese Schraube aus meinem sg90-Servomotor-Set gerettet.

Stellen Sie sicher, dass alle Drähte mit dem Multimeter richtig gelötet sind, indem Sie die Konnektivität überprüfen.

Stellen Sie sicher, dass alle Geräte die richtige Spannung erhalten.

Hinweis zur Stromversorgung des Geräts. Für die Stromversorgung des Geräts habe ich eine 3,7-V-Batterie verwendet und es ist gut genug, da der gesamte Sensor und der Wemos-Mikrocontroller mit 3 V arbeiten können. Wenn Sie also mehr externe Sensoren verwenden möchten, stellen Sie sicher, dass diese bei 3 V funktionieren. Auch wenn der Akku fast leer ist, funktioniert die SD-Karte nicht mehr, weil die Spannung für das SD-Kartenmodul nicht ausreicht. Das Aufladen des Akkus löst also das Problem. Der einzige Nachteil ist, dass Sie nicht das volle Potenzial des Akkus ausschöpfen können. Eine Möglichkeit, dies zu lösen, ist die Verwendung dieses Lademoduls. Dieses Modul erhöht die Spannung auf 5 V, so dass Sie keine Probleme haben, alle Sensoren zu betreiben.

Schritt 3: Code verstehen

Wie ich am Anfang sagte, werden wir 3 Dinge verfolgen: FALL, STEPS und TEMPERATURE.

Dies ist nicht eingeschränkt, Sie können jeden anderen Sensor wie Herzschlag, Oximeter usw. hinzufügen und mehr Gesundheitsdaten abrufen. Im Moment werde ich 2 Sensoren verwenden, die Beschleunigungsmesser und Temperatur sind.

Das Ermitteln der Temperatur ist einfach. Nachdem der Sensor angeschlossen ist, verwenden wir die Bibliothek DALLAS TEMPERATURE, um den Grad Celsius zu finden.

Um Schritte und Stürze zu finden, verwenden wir den Beschleunigungsmesser. Der Code beginnt damit, den Beschleunigungswert der 3-Achsen X, Y und Z zu ermitteln und dann die resultierende Beschleunigung zu bestimmen.

Jetzt gibt es zwei vordefinierte Schwellengriffe, die für Schritt und Fall gedacht sind. Jedes Mal, wenn die resultierende Beschleunigung diesen Schwellenwert überschreitet, wird also ein Schritt oder Fall erkannt.

Da es jetzt wichtiger ist, dass der Sturzwert korrekt ist, habe ich eine Sturzvalidierungsfunktion hinzugefügt, bei der, wenn ein Sturz erkannt wird, auch überprüft wird, ob sich die Ausrichtung geändert hat und ob die Person untätig ist. Wenn diese beiden Regeln zutreffen, wird der Sturz bestätigt und die Nachricht an die Datenbank gesendet.

Gleichzeitig zeichnet das Gerät alle Daten auf und schreibt sie auf die SD-Karte und alle 30 Minuten (kann geändert werden) werden die Werte an Google Firebase gesendet, wo sie in der Echtzeitdatenbank gespeichert werden.

Um die Schwellenwerte zu bestimmen, schnallte ich mir das Gerät um die Hüfte und begann, verschiedene Aktionen auszuführen, während der Code den Beschleunigungswert auf die SD-Karte schrieb. Später importierte ich den Wert in Excel und zeichnete ein Liniendiagramm, um den gesamten Wert zu analysieren. Ich habe einige der obigen Grafiken hinzugefügt. Sie können sehen, wie verschiedene Aktionen unterschiedliche Beschleunigungsmesserwerte anzeigen.

Schritt 4: Einrichten von WIFI und Google-Datenbank

Mit all den verfügbaren Daten müssen wir einen Weg finden, sie zu speichern, damit wir sie verwenden können, um ein Gesundheitsprofil zu erstellen und den Gesundheitszustand Ihrer Großeltern zu verfolgen.

Um die Daten zu speichern und in Echtzeit zu verwenden, verwenden wir Google Firebase und um dies zu erreichen, verwenden wir die Esp8266Firebase-Bibliothek.

Um die Firebase einzurichten, können Sie diesem Vorgang folgen. Danach sollten Sie einen geheimen Schlüssel und einen Host-Link haben. Fügen Sie einfach diese beiden zusammen mit Ihrem WLAN-Namen und Ihrem Passwort in den unten gezeigten Code ein:

#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"

Das ist es. Das war einfach. Unser Gerät hat sich nun mit der Online-Datenbank verbunden, in der alle Gesundheitsdaten gespeichert sind. Jetzt können wir diese Daten verwenden, um ein Diagramm in Excel zu erstellen oder eine einfache Website zu erstellen, um die Daten visuell anzuzeigen oder sogar mit einer App zu verbinden.

Hinweis: Um zu überprüfen, ob Sie die Bibliothek erfolgreich hinzugefügt haben und ob sie mit Ihrem Gerät funktioniert, laden Sie die in der Bibliothek bereitgestellten Beispielskizzen hoch. Sie können den namens beginner_start_hier versuchen.

Schritt 5: Programmierung von WEMOS D1

Bevor wir den Code hochladen, müssen wir einige Dinge installieren.

Planke:

• Öffnen Sie zuerst Arduino ide und gehen Sie zum Tools Board Boards Manager und suchen Sie dann nach esp8266 von ESP8266 community. Klicken Sie auf Installieren und warten Sie, bis es installiert ist.
• Wir haben jetzt das Board hinzugefügt, um es auszuwählen, um zu Tools Board Wemos D1 R1 zu gehen

Bibliotheken

• Wir müssen zwei Bibliotheken Firebase ESP8266 Client von Mobizt und One Wire von Jim Studt installieren.
• Gehen Sie dazu zu Sketch Include-Bibliothek Bibliotheken verwalten. Suchen Sie nach den beiden oben genannten Bibliotheken und installieren Sie sie.

Wir haben jetzt alles Notwendige installiert, um den Code auszuführen. Laden Sie den untenstehenden Code hoch und Sie sind fertig!

Schritt 6: Verbinden Sie Ihre Android-App [Optional]

Ich habe den MIT-App-Erfinder verwendet, einen kostenlosen Drag-and-Drop-App-Hersteller. Es ist sehr einfach, auf diese Weise eine App zu erstellen. Alles, was die App tut, überprüft die Werte in der Datenbank und zeigt sie an. Hier ist die Projektdatei für den App-Erfinder. Fügen Sie einfach Ihre AUTH KEYS und HOSTNAME wie oben gezeigt hinzu und das war's.

Schritt 7: Befestigen Sie das Gerät an einem Wearable

Jetzt, wo alles eingerichtet ist, muss es nur noch an einem Kleidungsstück wie einem Pullover befestigt werden. Sie können auch jede andere Kleidung verwenden, die Ihre Großeltern mögen. Vorerst habe ich das Gerät an der linken Seite des Pullovers befestigt, zusammen mit einem Temperatursensor, der unterhalb der Achsel verläuft, um die Temperatur zu messen. Ich habe dafür Abdeckband verwendet, was offensichtlich nicht die beste Methode ist. Ich benutze es nur ein paar Tage zum Testen.

Sie können einen kleinen Beutel aus Stoff nähen und in den Pullover nähen, um das Gerät aufzubewahren, und eine Hülle für den Temperatursensor. Da ich nicht so gut im Nähen bin, habe ich das nicht gemacht. Aber meine Mutter wird das bald reparieren.

Schritt 8: Mehr tun mit GranCare

Hier habe ich nur zwei Sensoren verwendet, aber Sie können immer mehr hinzufügen. Sie können alle nicht verwendeten Pins von WEMOS mit den Header-Pins verbinden und dann extern weitere Sensoren anschließen, um den Sensor optimal zu nutzen. Sie können einen Herzsensor hinzufügen und dann stündlich den Herzschlag Ihrer Großeltern nehmen und zur Datenbank hinzufügen oder vielleicht mehrere Temperatursensoren hinzufügen. Sie können so lange hinzufügen, bis WEMOS unterstützt oder der Akku damit fertig wird.

Das ist alles. Passen Sie auf Ihre Großeltern auf, wie sie sagen: "Die Liebe der Großeltern wird nie alt."

UPDATE nach Gebrauch: Also habe ich meine Oma dazu gebracht, das Gerät eine Woche lang zu benutzen. Sie hat gesagt, dass das Gerät manchmal dazwischen kommt, aber sie ist jetzt daran gewöhnt. Hier ist, was ich aus einer Woche der Verwendung gelernt habe.

• Die Sturzerkennung funktioniert einwandfrei. Ich bekam Warnungen, als sie in der letzten Woche zweimal ausrutschte. Es gibt Zeiten, in denen es zu einem Fehlalarm kommt, daher kann eine Änderung des Schwellenwerts möglicherweise hilfreich sein.
• Die Körpertemperaturdaten sind perfekt.
• Ein weiteres Problem ist, dass der Akku bei meinem 300mAH-Akku schnell leer ist!. Versuchen Sie, größere Batterien zu verwenden, um die Nutzungsdauer zu verlängern, aber stellen Sie sicher, dass sich das Gewicht des Geräts nicht stark ändert.

Notiz:

Dies ist mein erstes anweisbares Ich bin sicher, dass es Fehler gibt, die ich übersehen habe. Bitte kommentieren Sie unten, wenn Sie welche finden, und zögern Sie nicht, Zweifel zu stellen. Ich werde mein Bestes geben, um so schnell wie möglich zu antworten.