Caixa de enfermagem: 7 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

'Nurse Box' é um sistema de scanner vital pessoal que um indivíduo pode usar em casa para verificar regularmente a temperatura e a pulsação com pouco ou nenhum esforço. A caixa de enfermagem registra e armazena seus dados de temperatura e frequência de pulso e ainda dá um passo adiante para enviar um alerta quando os sinais vitais ultrapassam os níveis de segurança. Este dispositivo em sua versão ideal ajuda a manter importantes dados de saúde para análise e permite que você saiba quando algo está errado. 'Nurse Box' não é de forma alguma um substituto para um médico ou um atendente de emergência, mas sim uma enfermeira automatizada que verifica você com a freqüência que você deseja e avisa sempre que alguns dados vitais estão fora dos gráficos.

Etapa 1: Planos originais e sua evolução:

O plano original era projetar a Nurse Box conforme descrito acima, com um circuito de detecção de temperatura e frequência de pulso totalmente funcional. Inicialmente, eu queria incorporar o aplicativo Android que visualiza esses dados conforme enviados da Nurse Box.

Para fornecer algum contexto, além de "fazer" circuitos mínimos como exigido nas aulas de laboratório no colégio, eu nunca criei nenhum circuito até este semestre. Eu era mais um programador e me sentia confortável em lidar com códigos complexos em vez de circuitos simples. Quando me inscrevi no 297DP com o professor Charles Malloch, sabia que isso estaria fora da minha zona de conforto, onde tinha uma grande chance de fracasso. Tentei manter meu projeto de objetivo razoavelmente difícil porque sabia que, se visasse algo mais difícil apenas porque meus colegas estavam trabalhando em projetos mais sofisticados, acabaria falhando e desapontado. Portanto, o plano original não era nada sofisticado no papel, mas estava no auge de uma curva de aprendizado íngreme para mim pessoalmente. Testei vários minicircuitos tentando entender o controle que um arduino tinha no circuito e como eu poderia manipulá-lo com código. Eu li muito sobre o Arduino e trabalhei em todo o kit do inventor SparkFun. Foi um processo, mas uma maneira fantástica de entender verdadeiramente os circuitos e o código. Depois de algumas semanas explorando o kit do inventor, embarquei em minha missão. Trabalhei no circuito de temperatura, o que levou algumas semanas para entender e codificar. Embora as implementações diretas existissem online, eu queria entender e fazer cada linha de código sozinho. O circuito de taxa de pulso era mais desafiador porque lidava com diferentes tipos de capacitores e um IC-LM324. Isso complicou meu circuito e tive que recuar em meus planos de incorporar um módulo bluetooth e um aplicativo Android para visualizar os dados. É factível e eu já li muito e aprendi o que precisava fazer para implementar isso, mas o tempo era limitado.

Etapa 2: Pesquisa concluída:

A pesquisa foi um dos aspectos mais integrais e demorados deste projeto e deste curso. Passei quantas horas pude desperdiçar entendendo os conceitos de outra forma abstratos por trás do arduino e dos circuitos. Olhar para um diagrama de circuito e posicionar os componentes não é a parte difícil - é criar o diagrama de circuito ou entender por que um esquemático apareceu no Google dessa forma. Ler sobre sinais vitais e entender o que os dados significavam e a melhor forma de apresentá-los ao usuário da Nurse Box foi fundamental para formar meus objetivos e visão para este projeto. Não achei os artigos acadêmicos tão úteis quanto textos simplificados e vídeos do youtube que interrompiam o fluxo de um circuito. Na maioria das vezes, depois de ler, lembro-me de olhar para o meu circuito e perceber que "funciona, mas não da maneira que acho que funciona". Conhecer a teoria em aula foi muito diferente de ler a teoria em busca de uma maneira de implementá-la em um projeto. Tudo o que parecia tão insignificante quanto um resistor em um esquema no livro didático tornou-se significativo. Os conceitos que aprendi foram inestimáveis. Eu até entrei em uma toca de coelho de comunicação sem fio e criptografia de segurança de troca de chaves Diffie-helman para implementar uma maneira segura de enviar dados do sistema para o telefone. Francamente, a parte mais emocionante de todo o projeto foram as cinco horas que passei entendendo criptografia, cifra Ceasar, algoritmo RSA e algoritmo Diffie-Helman. No entanto, não consegui levar o projeto a um nível em que pudesse ter implementado qualquer uma dessas coisas novas e incríveis que aprendi ao longo do projeto.

Etapa 3: Dificuldades encontradas:

Os desafios vieram em duas partes: pessoal e de desenvolvimento. Desafios pessoais envolvidos subestimaram o comprometimento de tempo necessário para outras aulas que consumiram o tempo que eu pretendia reservar para este projeto. Melhores habilidades de gerenciamento de tempo e uma visão mais clara do quadro geral teriam me ajudado a terminar todo o projeto a tempo, em vez de uma versão em escala.

Os desafios de desenvolvimento foram numerosos. A compreensão dos conceitos exigia tempo e muita leitura. A implementação foi ainda mais difícil porque bolas curvas, como uma placa de ensaio quebrada e peças que precisavam ser substituídas por peças essenciais, tornavam a exploração mais difícil, mas mais divertida. Não havia problema em colocar o código em execução, mas ter certeza de que funcionou como pensei envolveu muito trabalho com multímetro e o aspecto mais difícil é que eu não sabia o que estava procurando. No final, os desafios de desenvolvimento se tornaram mais significativos quando tentei implementar um módulo bluetooth e isso envolveu uma reformulação de todo o circuito. Outro problema é a precisão oferecida pela Nurse Box. Os valores de temperatura estão desligados e precisam ser considerados. Se quisermos obter a temperatura de uma parte fechada do corpo, precisaremos estruturar o circuito com uma camada de uso e projeção para o sensor de forma que seja higiênica e precisa.

Etapa 4: Mudança necessária no M5:

O Makerspace M5 foi o espaço ideal para o desenvolvimento deste projeto. Na primeira semana depois de escolher o projeto no qual queria trabalhar, não havia muito que eu esperava aprender fora do nicho de sinais vitais e circuitos relacionados a ele. No entanto, o Makerspace tornou possível para mim ter discussões com meus colegas sobre seus projetos tanto quanto eu pensava sobre os meus e, no processo, acredito que aprendi muito mais do que deveria. O projeto de Ayan Sengupta sobre correspondência de padrões me ensinou muito sobre aprendizado de máquina, treinamento de bots e o uso de autovetores (finalmente!). O projeto de Stephen Lendl sobre a exibição do clima no espelho me apresentou ao Raspberry Pi e me ajudou a perceber o poder das APIs e do Python para obter atualizações em tempo real em um sistema. Ben Button e eu sentamos para descobrir os transistores e como eles poderiam ser usados para girar um rotor por fluxo de corrente sequencial. Eu tirei mais proveito desse makerpace do que o que coloquei e foi principalmente por causa da cultura que o lugar defendeu, onde poderíamos aprender qualquer coisa com qualquer pessoa. Eu, pessoalmente, não otimizaria nada naquele espaço, mas com certeza gostaria de capitalizar a abundância de conhecimento naquela sala, fazendo com que eles comentassem e sugerissem ideias sobre meu projeto.

Etapa 5: realizações:

As realizações referentes à Nurse Box foram humilhantes. Um circuito de sensor de temperatura e pulso do zero é, francamente, tudo o que posso mostrar em uma demonstração como uma realização que não diz muito. No entanto, o processo me ensinou mais do que qualquer texto que li nos últimos dois meses. Aprendi muito sobre os sinais vitais humanos, a biologia por trás deles e a física para medi-los. Desenvolvi os circuitos do zero e os comparei com os modelos existentes e aprendi no processo sobre as armadilhas que cometi ao criar os circuitos. Eu finalmente entendi a conexão e o uso de um arduino, e a melhor forma de ler as planilhas de dados do IC envolvido no projeto. Como mencionei, aprendi quase tudo que sei sobre criptografia do zero para esta aula e acho que agora tenho o conhecimento básico para desenvolver um sistema de segurança bruto em Python. Eu até me senti tão motivado a ponto de começar a escrever um algoritmo para criptografia Diffie-Hellman. Além disso, aprendi muito sobre aprendizado de máquina, correspondência de padrões, raspberry Pi's e transistores com meus colegas durante meu tempo no curso. Também estudei sobre o aplicativo Android no Android Studio e sei que posso continuar de onde parei no verão para visualizar os dados coletados.

Etapa 6: como criar sua própria caixa de enfermagem

Compreender o objetivo é de extrema prioridade. Tive um grande erro de interpretação do conceito de pulso e pressão, o que me atrasou duas semanas. Uma vez que os conceitos caíssem, eu recomendaria começar com circuitos muito rudimentares se você não estiver familiarizado com circuitos como eu. É crucial estar familiarizado com o funcionamento das peças e dispositivos e com o fluxo geral do sistema antes de começar a criar um circuito complicado. Feito isso, dividir o projeto em estágios e trabalhar com eles será importante. Quebrei o projeto em sensor de temperatura, sensor de frequência de pulso, módulo bluetooth, aplicativo para Android. estágios. Rapidamente percebi o que poderia esperar alcançar no tempo limitado que tinha e o que não poderia. Isso ajuda a trabalhar de forma muito realista e evita que todo o projeto pareça assustador. Seguir as etapas às cegas em um site da Web levaria a muitos problemas e a uma funcionalidade extremamente limitada. Você gostaria de entender como seu circuito se comporta para que possa ajustá-lo ao que você imagina que seja. Quanto às partes do projeto que estão em andamento - o módulo bluetooth e o aplicativo Android, vou fazer isso trabalhando na configuração e recepção do módulo bluetooth separadamente e, em seguida, integrando-o ao circuito com os ajustes necessários.

O código do Arduino envolve um fluxo sequencial de ativação, recepção e manipulação de dados em loop. Uma vez que isso seja entendido, pesquisar como ativar uma porta ou receber dados é tudo que você precisa fazer. Há um colapso lógico definitivo disso e depurar o código e analisar o circuito com multímetros é uma ótima maneira de fazer isso.

Etapa 7: Próximas etapas:

A Nurse Box tem um papel importante a desempenhar do ponto de vista do usuário. No entanto, em sua forma atual, limitamos a transmissão de dados da Nurse Box à transmissão sem fio de proximidade via bluetooth. Se pudermos atualizar o arduino para um Raspberry Pi, com o qual, em retrospecto, eu deveria ter começado, podemos facilmente usar Wifi para transmissão de dados de longo prazo, em que o médico pessoal do usuário ou, digamos, um parente próximo, poderia ser mantido no circuito em relação aos sinais vitais. Mais sinais vitais podem ser adicionados, como pressão, e isso tornará a caixa da enfermeira ainda mais potente. Incorporar um componente de uso e projeção sobre o sensor de temperatura sem comprometer a precisão será importante se quisermos medir a temperatura de partes fechadas do corpo. Ajustar a eficiência e a precisão, otimizar o fluxo de dados e proteger a transmissão de dados serão as etapas finais antes que o Nurse Box possa ser revelado ao usuário. Há uma necessidade e um espaço definidos na sociedade para o conceito de um scanner vital pessoal que ofereça tanto quanto a Nurse Box. Muitos desafios pela frente, mas acredito que vale a pena tentar.