IDC2018IOT IoPill Box: 7 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Esta é a IoPill Box - a caixa de comprimidos semanal conectada à Internet.

Para nosso projeto final de nosso curso de IoT, decidimos oferecer uma solução que ajudará a garantir que os idosos (ou qualquer outra pessoa que use uma caixa de comprimidos semanal) não se esqueçam de tomar seus comprimidos diariamente e na hora certa.

Nas etapas a seguir, descreveremos os diferentes processos de nosso projeto, incluindo futuras implementações e melhorias sugeridas para o projeto.

1. Indicação do dia - de acordo com o dia da semana, a célula correspondente da caixa ficará iluminada, indicando quais comprimidos devem ser tomados.
2. Indicação de que os comprimidos de um determinado dia foram tomados - através de um sensor LDR instalado em cada célula, a caixa automaticamente sabe quando uma célula foi aberta para retirar os comprimidos diários, todos os 7 LEDs darão indicação ao paciente.
3. Lembrete 1 - caso os comprimidos diários não tenham sido ingeridos no prazo exigido, será enviado um e-mail lembrete ao usuário, para lembrá-lo de tomar os comprimidos.
4. Lembrete 2 - caso o usuário ainda não tenha tomado os comprimidos, após o prazo estipulado e após o primeiro lembrete, será enviado um e-mail a um familiar ou assistente médico - informando que os comprimidos diários não foram tomados
5. Lembrete de fim de semana - ao final da semana será enviado ao usuário um lembrete para encher os comprimidos da próxima semana, incluindo as instruções das dosagens e tipos de comprimidos de cada dia - via e-mail.
6. Registro de dados - o histórico de datas e horários de ingestão da pílula é mantido em um feed de registro de dados via MQTT.

Etapa 1: Hardware, software e material necessários

1. ESP8266 NodeMCU
2. 7 LEDS
3. 7 LDR
4. 7 x resistor de 10k Ohm (para ldrs)
5. 7 x resistores de 200R Ohm (para leds)
6. Resistor de 4,7 k Ohm (para MCP23017)
7. Multiplexador analógico de 16 ch
8. MCP23017
9. Caixa de comprimidos
10. Uma caixa de papelão

Etapa 2: a caixa e a caixa de pílulas

Encontramos uma caixa de papelão e colocamos o circuito nela e colamos a caixa de comprimidos em cima dela.

Por causa da sensibilidade à luz do ldr e nosso objetivo de tornar sua precisão boa - tivemos que pintar a caixa de comprimidos com spray.

Para cada ldr, "perfuramos" 2 orifícios no verso de cada dia da caixa de comprimidos - usando o método antigo da "agulha quente".

Para cada led, apertamos duas vezes a caixa com a agulha fria.

Para o cabo de alimentação, fizemos um furo na parte de trás da caixa de papelão.

Etapa 3: Diagrama de Circuito

Como você pode ver nas fotos, soldamos todos os componentes como no diagrama - fizemos isso depois que a caixa de comprimidos foi pintada, os ldrs estavam dentro a cada dia e os leds na caixa de papelão também.

Nas fotos você pode ver apenas 2 dos ldrs e leds (os inferiores representam o domingo e os superiores representam o sábado), para ter todos os 7 de ambos basta copiar os do diagrama e conectá-los à lacuna entre aqueles que aparecem no diagrama.

O nodeMCU será alimentado por um cabo USB.

Etapa 4: Adafruit MQTT Feed

Configuramos 2 feeds de dados:

1. IOP_PatientDemoPT - representa os timestamps de cada dia em que o paciente tomou os comprimidos daquele dia
2. IOP_PatientDemoHR (ainda não implementado, trabalho futuro) - representa o BPM do paciente.

Etapa 5: configuração IFTTT

Fizemos 3 eventos IFTTT:

1. reminder_1 - caso os comprimidos diários não tenham sido tomados no prazo exigido, um email de lembrete será enviado ao usuário, para lembrá-lo de tomar seus comprimidos
2. lembrete_2 - caso o usuário ainda não tenha tomado seus comprimidos, após o prazo determinado e após o primeiro lembrete, será enviado um e-mail para um familiar ou assistente médico - informando que os comprimidos diários não foram tomados
3. fill_pill - no final da semana, será enviado ao usuário um lembrete para encher os comprimidos para a próxima semana, incluindo instruções das dosagens e tipos de comprimidos para cada dia - via e-mail

Etapa 6: O Código

O código é muito simples e repleto de comentários úteis.

Para sua configuração, certifique-se de alterar as chaves secretas IFTTT e Adafruit, bem como a configuração de wi-fi.

O diagrama da máquina de estado do código é conforme descrito na imagem adicionada a esta etapa.

Etapa 7: extras

Desafios no projeto

Precisamos garantir que os comprimidos foram realmente tomados? - esta é uma pergunta que nos colocamos durante o processo de brainstorming do projeto, pois no final das contas o usuário é um ser humano e não uma máquina, e mesmo que haja indicação de que ele está tomando os comprimidos do caixa, ainda há uma limitação quanto à indicação se ele usou ou não os comprimidos.

Decidimos, entretanto, que essa questão não é o foco principal de nosso projeto e deste dispositivo, e nos concentramos em como minimizar as chances de um usuário perder uma dose diária de seu medicamento.

Outro problema que queríamos resolver era garantir que um usuário não tomasse os comprimidos de um dia diferente. Nossa solução foi uma indicação específica e clara da célula atual a ser usada, no entanto, existem soluções melhores e mais seguras para garantir que esse erro não aconteça, porém não tínhamos as ferramentas para suportar tais soluções (por exemplo, um bloqueio no células, veja a futura aplicação do projeto)

Limitações

Nosso projeto se refere a uma única caixa semanal - uma dose de pílulas por dia - a solução pode ser estendida para suportar várias dosagens de pílulas por dia / caixas múltiplas

Mecânica - não usamos peças / motores móveis, pois não faziam parte do curso. Poderia ter sido útil para nos permitir bloquear células que não devem ser utilizadas, autopreencher as células com comprimidos no final da semana, etc.

Aplicações / melhorias futuras para o projeto

Frequência cardíaca - adicionando um sensor para medir a frequência cardíaca do paciente e pressionando um botão envia os dados para um feed MQTT para posterior rastreamento

App - um aplicativo amigável que controla o sistema - através deste aplicativo o usuário pode atualizar os diferentes

variáveis do dispositivo:

1. A que horas tomar os comprimidos
2. Atualizar tipos de comprimidos e dosagens para preencher
3. Receba os lembretes pelo app
4. Salvar dados e registro de uso de drogas.
5. Encomende medicamentos através do aplicativo quando terminar

Estenda o dispositivo para suportar 2 doses por dia / caixas múltiplas

Preenchimento automático de células - no final da semana ou após o uso dos medicamentos, o dispositivo irá reabastecer as células diárias com os medicamentos necessários.

Bloquear células que não devem ser usadas - todas as células, exceto a célula diária a ser usada, serão bloqueadas para garantir que os usuários não tomem acidentalmente os comprimidos / overdose errados.

Melhorias de design.

Conecte o dispositivo a companhias médicas / seguradoras que monitoram os usuários, salvam informações relevantes, atualizam assinaturas e enviam medicamentos quando necessário, etc.