Pytanie:
Jakie są możliwe podejścia do obwodu w celu wykrycia mokrej / wilgotnej szmatki (moczenie nocne)?
bdutta74
2012-03-21 23:26:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Próba zaprojektowania obwodu, który może niezawodnie wykryć sytuację, w której dziecko moczy łóżeczko. Trzy kluczowe wymagania to -

  1. Niezawodność podejścia
  2. Łatwość użycia, czyli bezproblemowe podejście
  3. Bezpieczeństwo dziecka (przed krzywdą ) ze względu na elektronikę

Czy można zastosować technikę wykrywania wilgoci w glebie? podczas zmiany linii łóżka? Nie powinno to wymagać majstrowania przy urządzeniu, zmiany okablowania itp.

Czy zdajesz sobie sprawę, że od dawna istnieją komercyjne produkty, które właśnie to robią? Firma, w której pracuję, wykorzystuje je w domach opieki dla seniorów dla mieszkańców z demencją i nietrzymaniem moczu. Google „Czujnik nietrzymania moczu”, a otrzymasz liczbę lub źródła.
Dzięki @mickeyf. Nie wiedziałem o dostępnym w handlu „czujniku nietrzymania moczu”. To wyraźnie oznacza, że ​​zbudowanie czegoś podobnego jest nie tylko możliwe, ale sprawdzone.
Pięć odpowiedzi:
Olin Lathrop
2012-03-21 23:48:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Przewodnictwo jest prawdopodobnie najłatwiejszą metodą. Jest to jednak przypadek, w którym musisz szczególnie uważać na bezpieczeństwo. Byłoby dobrze wyłączyć dwie baterie AA. Wyjście może być opto, które może następnie przejść do czegokolwiek innego zasilanego w inny sposób. Linie prowadzące do łóżka łączyłyby się TYLKO z obwodem zasilanym z baterii, z dobrą przerwą 5 mm lub większą od czegokolwiek innego.

Wykrywanie wody nie jest takie trudne, a mocz będzie lepiej przewodził niż czysta woda. Dwie kolejki idą do łóżka. Każdy może być prowadzony silnie wysoko lub nisko, lub ze słabym podciąganiem lub opuszczaniem (słabo napędzany wysoko lub nisko). Każda z nich trafia również do przetwornika A / D.

W większości przypadków nic się nie dzieje i obie linie można słabo podciągnąć do masy. Mikro okresowo budzi się, aby przeprowadzić test. Istnieją 4 oddzielne testy, ale mikro musi wykonać tylko jeden z nich za każdym razem, gdy się budzi. Powinien cyklicznie przechodzić przez wszystkie z nich po kolei, aby uniknąć przepływu prądu stałego netto. Prowadzi jedną linię solidnie wysoko lub nisko, umieszcza słabe pullup / pullup na drugiej linii w przeciwnym kierunku, czeka chwilę, a następnie wykonuje odczyt A / D drugiej linii. Cztery przypadki dotyczą tego, która linia jest prowadzona i czy jest prowadzona wysoko czy nisko.

Po wykonaniu pełnego zestawu odczytów A / D powinieneś wiedzieć, czy istnieje wystarczające przewodzenie między dwiema liniami, aby zadeklarować łóżko zwilżony. Prawdopodobnie chcesz, aby to potwierdzono kilka razy z rzędu, aby mieć pewność. Kilka sekund opóźnienia nie będzie miało znaczenia, a to bardzo długi czas dla mikrokontrolera.

Dodane:

Oto więcej szczegółów na temat obwodu, o którym mówiłem:

Na przykład, aby wykonać jeden z czterech odczytów, mikro ustawia wyjście cyfrowe 1 na wysokie, wyjście 4 na niskie, odczekaj chwilę (kilka ms), a następnie odczytaj wejście A / D 2. Bez połączenia między elektrodami, A / D odczyta 0. Przy bezpośrednim połączeniu odczytałby prawie pełną skalę, ponieważ rezystor sterujący 1K R1 jest 100 razy niższy niż opuszczony R4.

W praktyce można podwoić wejście A / D i pierwsze wyjście cyfrowe dla każdej linii, aby użyć tylko dwóch pinów mikrokontrolera na elektrodę. Pokazałem trzy osobne, aby funkcje były bardziej zrozumiałe.

Cztery różne kombinacje pochodzą z dwóch wyborów, która elektroda jest zasilana i która jest przewodem zwrotnym (A był napędzany, a B, jak w powyższym przykład) i czy elektroda napędzana jest wysoka czy niska (wysoka w powyższym przykładzie). Powodem tych pomiarów jest wyeliminowanie odchylenia spowodowanego jakimkolwiek efektem baterii, efektami diod i uniknięcie prądu stałego netto w celu utrzymania symetrii elektrody z powodu elektrolizy.

Powinieneś używać elektrod, które nie są skorodowane przez mocz, więc teoretycznie nie powinno być efektów diodowych ani baterii, ale coś się dzieje, a zrobienie logiki i tak jest trywialne.

Wyobrażałem sobie równoległe przewody, luźno przyszyte do górnej części materaca, poniżej któregokolwiek z prześcieradła, oddalone od siebie o może centymetr. Jedna para biegnąca przez spodziewany mokry obszar z boku na bok powinna wystarczyć, ale możesz użyć dwóch lub trzech przewodów dla każdej elektrody naprzemiennie, aby pokryć większy obszar.

Nie wiem, jaki dobry wybór drutu jest, ale na pewno nie miedź. Nichrome może być dobry, ale musisz się sprawdzić. Nie wiem, które metale nie zostaną skorodowane przez mocz, że można znaleźć druty, które nie kosztują fortuny. Na przykład złoto działałoby świetnie chemicznie i elektrycznie, ale łatwo pękałoby i oczywiście dużo kosztowało, nawet gdybyś mógł je znaleźć. Drut platynowy istnieje i może być odpowiedni, jeśli nie jest bardzo drogi. Najpierw sprawdź nichrom.

Dodano 2:

Najwyraźniej nadal jest niejasność co do sekwencji testowej, o której mówię. Oto 4 testy:

 Num Dysk A Dysk B Odczyt --- ----------- ----------- ---- 1 silny wysoki słaby niski B 2 słaby niski silny wysoki A 3 silny niski słaby wysoki B 4 słaby wysoki silny niski A 

Ostateczny wynik to (# 1 + # 2) - (# 3 + # 4). # 1 i # 2 powinny być wysokimi odczytami, a # 3 i # 4 niskimi. Wykonując wszystkie cztery i dodając wynik, jak pokazałem, eliminujesz zarówno szum w trybie wspólnym, jak i każdy stały sygnał różnicowy, który może być spowodowany efektem baterii spowodowanym korozją asymetryczną.

uwierz w to, popracuj nad przykładem lub dwoma.

Dzięki, Olin. Chociaż widziałem kilka artykułów mówiących o tym, co może być bezpiecznym napięciem, gdy w grę wchodzi ludzki dotyk, przypuszczam, że większość z nich jest przeznaczona dla dorosłych. Czy jest jakieś badanie, które pokazuje, że 3V jest w porządku dla niemowląt, nawet jeśli chwilowe?
Jeśli chodzi o obwód, ze względu na moją ograniczoną wiedzę na temat elektroniki staram się zrozumieć podejście. Oto [schemat] (http://img339.imageshack.us/img339/1770/bedwetckt1olin.png). Czy to, co sugerujesz, jest podobne?
@icarus74 Myślę, że 3V nie są nawet przez nikogo wyczuwane (na pewno dotknąłeś baterii AA dwoma palcami na końcach i dwa razy to nie jest tak różne). Dodatkowo jest nakładany na arkusz i z bardzo odległymi drutami. Powinien być w miarę bezpieczny.
@icarus: Nie mogę wskazać żadnego konkretnego badania, ale tak naprawdę, 3V stosowane przez kilka milisekund na sekundę z co najmniej 1 kOhm w serii nie będzie odczuwalne, nie mówiąc już o powodowaniu żadnych problemów.
Czy mógłbyś bardziej szczegółowo omówić cztery testy? Test nr 1 to 1 bardzo wysoki, 4 bardzo niski, a 2 i 3 słabo obniżony, a następnie przeczytaj B? Test nr 2 byłby taki sam, z wyjątkiem czytania A? Test nr 3 byłby 1/4 słabo obniżony, 2 niski, 3 wysoki, czytaj B? # 4 byłby taki sam, ale czytać A?
Olin, zbudowałem układ i działa, a teraz zastanawiam się, czy czułość można by poprawić prostym wzmacniaczem? Może para Darlingtona? Czy powinno to zająć zupełnie nowe pytanie?
@Mark: Myślę, że nie potrzebujesz wzmacniacza. Zwiększyłoby to również cichy pobór prądu. Pracuję teraz nad projektem, który wykrywa wodę pitną i to podejście działa dobrze. Mocz powinien być znacznie bardziej przewodzący. Zmień rezystory 100 kOhm na 1 MOhm, aby uzyskać wyższe odczyty, gdy są mokre. Upewnij się również, że pozostawisz dość długi czas, prawdopodobnie kilka ms, aby rzeczy ustabilizowały się z tak wysokim oporem. Próg czujnika wody pitnej to około 20 zliczeń A / D po sumie, którą opisałem powyżej. To niewielka część zakresu, ale wystarczająca do tego celu.
user3624
2012-03-22 00:01:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dodam duże pytanie do twojej listy wymagań: brak bezpośredniego kontaktu elektrycznego z cieczą. Ten płyn jest żrący, cuchnący i ma wiele innych właściwości. Ze względów bezpieczeństwa wolałbyś nie mieć bezpośredniego kontaktu, ale ze względu na „żywotność czujnika” również tego nie chcesz. Ponadto chcesz, aby sprzątanie było super łatwe.

Oto co bym zrobił ...

Użyłbym pojemnościowego czujnika dotykowego. Coś opartego na Cypress PSoC „CapTouch” lub podobnym. Pozwoliłoby to wyczuć płyn w sposób bezkontaktowy. Czujniki captouch są wytrawione na standardowej płytce drukowanej i pokryte soldermaską i innymi rzeczami. Wsuń to pod wacik o grubości 1/4 do 1/2 cala i pod prześcieradła. Kiedy się zamoczy, czujnik captouch coś zarejestruje.

Szybki test przeprowadziłem tutaj w moim biurze. Nie, nie zmoczyłem łóżka. Dysponujemy panelem dotykowym opartym na tej technologii. Wziąłem mokry ręcznik papierowy i wcisnąłem kilka przycisków i wszystko działało dobrze. Następnie wziąłem „płynną substancję do zamkniętej plastikowej torby” i powtórzyłem test z powodzeniem.

Wacik ma oddzielić osobę od czujnika, aby uniknąć fałszywych wyzwalaczy. Pomaga również opanować bałagan, jeśli tak się stanie. W razie potrzeby wrzuć podkładkę do pralki.

Myślę, że to spełnia wszystkie Twoje potrzeby:

  1. Niezawodność: na podstawie 2 minut testów wydaje się, że jest niezawodny ! :)
  2. Łatwość użycia: po prostu odłóż i idź.
  3. Bezpieczeństwo: brak bezpośredniego kontaktu elektrycznego. Powinien być bezpieczny. Może być zasilany z baterii dla dodatkowego poziomu ochrony.
  4. Sprzątanie: wystarczy pralka i kilka chusteczek.
Chciałbym również pokryć płytkę konforemną, tylko dla dodatkowej ochrony.
Dzięki David. Takie podejście wydaje się bardzo obiecujące. Moje dwa zmartwienia związane z tym podejściem to: # 1) Często zdarza się, że gdy dzieci mocnieją w łóżku, zamoknie tylko niewielki obszar, powiedzmy przypadkowo 25% łóżka, ale przy takim podejściu mogę potrzebować szeregu paneli dotykowych, do przykrycia większości części łóżka, prawda? Więc byłoby to raczej drogie rozwiązanie. A może możesz wymyślić tańszą alternatywę?
zmartwienie nr 2) Czy w szybkim teście z moim tabletem i telefonem, oba z pojemnościowym ekranem dotykowym, mokry ręcznik niczego nie wykrył. Próbowałem go docisnąć za pomocą grubej plastikowej podkładki (aby uniknąć wchodzenia do gry mojej skóry), ale nadal nic.
@icarus74 Ponownie przeprowadziłem test z Samsung Galaxy S2 i iPhone 4 i oba działały. Wziąłem papierowy ręcznik i zwinąłem go w kształt mniej więcej palca, zmoczyłem i dotknąłem końcówką wyświetlacza. Jeśli Twój ręcznik był zbyt „szeroki”, może to spowodować problemy z oprogramowaniem telefonu (nie jest to problem dla Ciebie). Całkowity obszar czujnika może stanowić problem w przypadku czapki-touch. Największy czujnik, jaki można zrobić, ma około 2 x 2 cale, a następnie można umieścić może 10 lub 20 na PCB. 2-warstwowa płytka drukowana jest dobra, 1 warstwa może działać.
akohlsmith
2012-03-22 06:39:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Podoba mi się rozwiązanie @ DavidKessner, ale płytka drukowana na materacu wydaje mi się ... niewygodna. Wszywałbym nić przewodzącą (Google dla innych dostawców) do kilku bielizny na dobranoc, tworząc kilka linii na mokrym obszarze. Połącz ze sobą co drugą linię, aby mieć teraz parę przewodów czujnika. Wizualizuj to w ten sposób:

  + ---------------------------------- - A + ----------------------- ++ ----------------------- ++ ----------------------- ++ ----------------------- + ----------------------- + --------- B  

Kiedy bielizna się zmieni na mokro opór między A i B dramatycznie spadnie. Możesz podłączyć A i B do dowolnego małego złącza zatrzaskowego (myślę o złączu baterii 9 V), które następnie prowadzi do rzeczywistego obwodu, który może być mały i zapinany na zamek błyskawiczny / zapinany na guziki w dogodnym miejscu na nodze / z przodu / tył piżamy. Możesz wyłączyć kilka ogniw monetowych, a w Internecie jest LICZBA obwodów „wykrywacza wody”, które mogą być BARDZO małe i lekkie.

Pranie jest tak proste, jak odpięcie bielizny z obwodu i wyrzucenie w praniu.

Dziękuję za poświęcenie czasu na odpowiedź na moje zapytanie. Właściwie było to jedno z pierwszych podejść (z grubsza mówiąc), które przyszło mi do głowy, ale naprawdę martwiłem się, że cokolwiek więcej niż 3 V zostanie zastosowane do wykrycia przewodnictwa. 9V zastosowane na wrażliwych obszarach ludzkiej skóry powoduje dyskomfort i to był mój pierwszy problem, gdy używam czegoś związanego z dzieckiem.
Przy okazji, bardzo podoba mi się podejście z przewodzącą nicią. To w połączeniu z podejściem Olina wydaje się jedną z opcji. Opierając się na moim zrozumieniu podejścia Davida Kessnera, PCB nie powinno być łatwe do wyczucia przez łóżko, ponieważ znajduje się pod co najmniej jedną warstwą bawełnianej wyściółki.
wersja 555 lub dowolnego malutkiego MCU o niskiej mocy powinna być w stanie bardzo dobrze pracować przy 3 V (lub mniej, jeśli chcesz umieścić przed nią regulator podwyższający). Nie sugerowałem 9 V dla rzeczywistej baterii 9 V, ale raczej złącze typu „zatrzaskowego”; jest płaska, dopasowana (więc się nie poluzuje) i stosunkowo dobrze się pierze.
Ach, dzięki za wyjaśnienie. Przepraszam, że brakowało mi „złącza”! Wiele osób w świecie Arduino wydaje się używać metalowych zatrzasków, takich jak [te] (http://i01.i.aliimg.com/img/pb/609/932/205/1212067190679jpg.jpg).
Curd
2012-03-22 15:03:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Możesz zmierzyć przewodnictwo całkowicie bezkontaktowo (tj. używając całkowicie izolowanych przewodów sondy) za pomocą testów prądów wirowych (zobacz moją odpowiedź na to to pytanie).

Mając całkowicie izolowaną sondę ( = cewka) zapewnia ochronę przed korozją i porażeniem prądem.

Myślę, że to nie zadziała z prześcieradłem.
Toby Jaffey
2012-03-22 15:14:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Możesz użyć czujnika wilgotności względnej, tego typu rzeczy

Uhmm, gdzie byś to położył? To znaczy, myślisz, że jeden z tych gdzieś w materacu wystarczy?
Wymagałoby to trochę testów. Ale uważam, że e-pieluszka / pieluszka ZigBee używa czegoś podobnego.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...