Sykepleierboks: 7 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

'Nurse Box' er et personlig, vitalt skannersystem som en person kan bruke hjemme for å kontrollere temperaturen og pulsfrekvensen regelmessig med liten eller ingen innsats. Sykepleierboksen registrerer og lagrer data om temperatur og pulsfrekvens og går til og med et skritt videre for å sende deg et varsel når vitaliteten har passert sikkerhetsnivåene. Denne enheten i sin ideelle versjon hjelper deg med å beholde viktige helsedata for analyse, og gir deg beskjed når noe er galt. 'Nurse Box' er på ingen måte en erstatning for en lege eller en nødhjelpsperson, men snarere en automatisert sykepleier som sjekker deg så ofte du vil og forteller deg når noen viktige data er utenfor diagrammene.

Trinn 1: Originale planer og dens utvikling:

Den opprinnelige planen var å designe sykepleierboksen som beskrevet ovenfor med en fullt fungerende temperaturføler og en pulsføler. I utgangspunktet ønsket jeg å inkludere Android -applikasjonen som visualiserer disse dataene som sendt fra sykepleierboksen.

For å gi litt kontekst, bortsett fra å "lage" minimale kretser som kreves i laboratorietimer på videregående, skapte jeg aldri noen kretser før dette semesteret. Jeg var mer en programmerer og følte meg komfortabel med å håndtere kompleks kode i stedet for enkle kretser. Da jeg meldte meg på 297DP med professor Charles Malloch, visste jeg at dette kom til å være utenfor komfortsonen min der jeg hadde stor sjanse for å mislykkes. Jeg prøvde å holde målprosjektet rimelig hardt fordi jeg visste at hvis jeg siktet mot noe vanskeligere bare fordi mine jevnaldrende jobbet med mer sofistikerte prosjekter, ville jeg ende opp med å bli kort og skuffet. Så den opprinnelige planen var ikke noe sofistikert på papir, men sto på toppen av en bratt læringskurve for meg personlig. Jeg testet ut mange minikretser som prøvde å forstå kontrollen som en arduino hadde på kretsen og hvordan jeg kunne manipulere den med kode. Jeg leste mye om Arduino og jobbet gjennom hele oppfinnerpakken til SparkFun. Det var en prosess, men en fantastisk måte å virkelig forstå kretser og kode. Etter noen uker med oppdagelse av oppfinnerens kit, tok jeg fatt på oppdraget mitt. Jeg jobbet på temperaturkretsen som tok et par uker å forstå og kode. Selv om det eksisterte direkte implementeringer på nettet, ønsket jeg å forstå og gjøre alle kodelinjer selv. Pulsfrekvenskretsen var mer utfordrende fordi den omhandlet forskjellige typer kondensatorer og en IC-LM324. Dette kompliserte kretsen min, og jeg måtte trappe ned på planene om å inkorporere en Bluetooth -modul og en Android -app for å visualisere dataene. Det er gjennomførbart, og jeg har allerede lest mye og lært hva jeg måtte gjøre for å implementere dette, men tiden var begrenset.

Trinn 2: Forskning ferdig:

Forskning var en av de mest integrerte og tidkrevende aspektene ved dette prosjektet og dette kurset. Jeg brukte så mange timer som jeg kunne spare for å forstå de ellers abstrakte konseptene bak arduino og kretser. Å se på et kretsdiagram og plassere komponentene er ikke den vanskelige delen- det er å komme opp med kretsdiagrammet eller forstå hvorfor en skjematisk dukket opp på google slik den gjorde. Å lese om viktige ting og forstå hva dataene betydde og hvordan jeg best kunne presentere det for brukeren av sykepleierboksen var nøkkelen for å danne målene mine og visjonen for dette prosjektet. Jeg fant ikke vitenskapelige artikler like nyttige som forenklede tekster og YouTube -videoer som brøt ned strømmen i en krets. De fleste ganger, etter å ha lest, husker jeg at jeg stirret på kretsen min og innså at "det fungerer, men ikke slik jeg tror det fungerer." Å kjenne teorien i klassen var veldig forskjellig fra å lese teorien på jakt etter en måte å implementere den på et prosjekt. Alt som virket like ubetydelig som en motstand på en skjematisk i lærebok, ble betydelig. Konseptene jeg lærte var uvurderlige. Jeg gikk til og med inn i et kaninhull med trådløs kommunikasjon og Diffie-helman nøkkelutveksling sikkerhetskryptering for å implementere en sikker måte å sende data fra systemet til telefonen. Oppriktig talt var den mest spennende delen om hele prosjektet de fem timene jeg brukte på å forstå kryptografi, Ceasar-kryptering, RSA-algoritme og Diffie-Helman-algoritme. Imidlertid kunne jeg ikke ta prosjektet til det nivået hvor jeg kunne ha implementert noen av disse fantastiske nye tingene jeg lærte i løpet av prosjektet.

Trinn 3: Vanskeligheter:

Utfordringene kom i to deler: personlig og utviklingsmessig. Personlige utfordringer undervurderte tidsengasjementet som kreves for andre klasser som spiste i tiden jeg hadde tenkt å beholde for dette prosjektet. Bedre tidsstyringsferdigheter og et renere syn på helheten ville ha hjulpet meg med å fullføre hele prosjektet i tide fremfor en skalert versjon.

Utviklingsutfordringene var mange. Å forstå begreper tok tid og mye lesing. Implementering var fortsatt vanskeligere fordi kurvekuler som et ødelagt brødbrett og deler som måtte erstattes med viktige deler gjorde leting vanskeligere, men morsommere. Det var greit å få koden til å kjøre, men å sørge for at den gjorde det jeg trodde den innebar mye å pusse rundt med multimeter og det vanskeligste med den var at jeg ikke visste hva jeg lette etter. Mot slutten ble utviklingsutfordringene mer betydningsfulle da jeg prøvde å implementere en bluetooth -modul, og det innebar en oppussing av hele kretsen. Et annet problem er nøyaktigheten som tilbys av Nurse Box. Temperaturverdiene er slått av og må tas hensyn til. Hvis vi skulle få temperaturen fra en lukket del av kroppen, må vi strukturere kretsen med et bruk-og-kast-lag for sensoren slik at den er hygienisk og nøyaktig.

Trinn 4: Endring nødvendig i M5:

Makerspace M5 var det ideelle stedet for utviklingen av dette prosjektet. Når jeg gikk inn i den første uken etter at jeg hadde valgt prosjektet jeg ønsket å jobbe med, var det ikke mye jeg forventet å lære utenom nisjeemnet vitals og kretsløp knyttet til det. Imidlertid gjorde Makerspace det mulig for meg å ha diskusjoner med mine jevnaldrende om prosjektene deres så mye som jeg tenkte om mine, og i prosessen tror jeg at jeg har lært langt mer enn jeg burde ha. Ayan Senguptas prosjekt om mønstermatching lærte meg så mye om maskinlæring, trening av roboter og bruk av egenvektorer (endelig!). Stephen Lendls prosjekt om værvisning på speil introduserte meg for Raspberry Pi og hjalp meg med å innse kraften til APIer og Python for å få sanntidsoppdateringer på et system. Ben Button og jeg satte oss ned for å finne ut transistorer og hvordan den kan brukes til å snu en rotor ved sekvensiell strømstrøm. Jeg fikk mer ut av dette skapområdet enn det jeg la inn, og det var hovedsakelig på grunn av kulturen at stedet opprettholdt hvor vi kunne lære alt fra hvem som helst. Jeg personlig ville ikke strømlinjeformet noe i det rommet, men jeg skulle absolutt ønske at jeg kunne utnytte overflod av kunnskap i rommet ved å få dem til å kommentere og foreslå ideer om prosjektet mitt.

Trinn 5: Utførelser:

Prestasjoner knyttet til Nurse Box var ydmykende. En temperatur- og pulssensorkrets fra bunnen av er helt ærlig alt jeg kan vise på en demo som en prestasjon som ikke sier så mye. Imidlertid har prosessen lært meg mer enn noen tekst jeg leste de siste to månedene. Jeg lærte mye om menneskelige vitaliteter, biologien bak det og fysikken i å måle det. Jeg utviklet kretsene fra bunnen av og sammenlignet det med eksisterende modeller og lærte i prosessen om fallgruvene jeg gjør mens jeg opprettet kretser. Jeg forsto endelig tilkoblingen og bruken av en arduino, og hvordan bedre å lese datablad for IC som er involvert i prosjektet. Som nevnt lærte jeg nesten alt jeg vet om kryptografi fra bunnen av for denne klassen, og jeg tror akkurat nå jeg har grunnleggende kunnskap for å utvikle et grovt sikkerhetssystem på Python. Jeg følte meg så motiveret at jeg begynte å skrive en algoritme for Diffie-Hellman-kryptografi. I tillegg lærte jeg mye om maskinlæring, mønstermatching, bringebær Pi og transistorer fra mine jevnaldrende i løpet av tiden min på kurset. Jeg studerte også om Android App på Android Studio, og jeg vet at jeg kan plukke opp der jeg slapp om sommeren å visualisere dataene som er samlet inn.

Trinn 6: Hvordan lage din egen sykepleierboks

Å forstå målet er av største prioritet. Jeg hadde en enorm feiltolkning av begrepet puls og trykk som satte meg tilbake med to uker. Når konseptene er nede, vil jeg anbefale å begynne på veldig rudimentære kretser hvis du ikke er så godt kjent med kretser som meg. Det er avgjørende å bli kjent med funksjonen til delene og enhetene og systemets generelle flyt før du hopper inn i etableringen av en komplisert krets. Når det er gjort, vil det være viktig å dele opp prosjektet i etapper og jobbe gjennom dem. Jeg brøt prosjektet inn i temperatursensor, pulsfrekvenssensor, bluetooth-modul, android-app. stadier. Veldig fort innså jeg hva jeg kunne håpe å oppnå på den begrensede tiden jeg hadde, og hva jeg ikke kunne. Dette hjelper til med å fungere veldig realistisk og forhindrer at hele prosjektet virker skremmende. Å følge trinnene på et nettsted blindt ville føre til mange problemer og ekstremt begrenset funksjonalitet. Du vil gjerne forstå hvordan kretsen din oppfører seg, slik at du kan justere den til det du ser for deg å være. Når det gjelder delene av prosjektet som pågår- Bluetooth-modulen og Android-appen, gjør jeg det ved å jobbe med oppsett og mottak av Bluetooth-moduler separat og deretter integrere dette i kretsen med de nødvendige justeringene.

Arduino -kode innebærer en sekvensiell strøm av aktivering, mottak og manipulering av data på loop. Når dette er forstått, er det bare å slå opp hvordan du aktiverer en port eller mottar data. Det er en klar logisk sammenbrudd av dette, og feilsøking av koden og analyse av kretsen med multimetre er en fin måte å gjøre det på.

Trinn 7: Neste trinn:

Nurse Box har en mektig rolle å spille fra et brukerstandpunkt. I sin nåværende form begrenser vi imidlertid Nurse Boxs dataoverføring til trådløs overføring i nærheten av Bluetooth. Hvis vi kan oppgradere arduinoen til en Raspberry Pi, som jeg i ettertid burde ha begynt med, kan vi enkelt bruke Wifi til langsiktig dataoverføring, noe som resulterer i at den personlige legen til brukeren eller si en nær slektning kan være holdt i løkken med hensyn til vitals. Flere vitale ting kan legges til, for eksempel trykk, og dette vil gjøre sykepleierboksen enda sterkere. Å inkorporere en bruk og kast -komponent over temperatursensoren uten å gå på kompromiss med nøyaktigheten vil være viktig hvis vi skulle ta temperaturen fra lukkede kroppsdeler. Finjustering av effektivitet og nøyaktighet og optimalisering av dataflyten og sikring av dataoverføring vil være de siste trinnene før Nurse Box kan avdukes for brukeren. Det er absolutt behov og plass i samfunnet for konseptet om en personlig vital skanner som tilbyr så mye som Nurse Box gjør. Mange utfordringer fremover, men jeg tror det er verdt å prøve.