Thiết kế và thi công thiết bị đeo tay phát hiện té ngã cho người cao tuổi

Tuần 15 29/5 – 3/6 Trang 8 Nhóm xin cam đoan rằng đề tài “Thiết kế và thi công thiết bị đeo tay phát hiện té ngã cho người cao tuổi” là kết quả nghiên cứu của nhóm và GVHD Th.S Nguyễn

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

GVHD: THS NGUYỄN TRƯỜNG DU SVTH : HUỲNH NGỌC ĐÀI TRANG

VÕ THỊ PHƯƠNG THẢO

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG THIẾT BỊ ĐEO TAY

PHÁT HIỆN TÉ NGÃ CHO NGƯỜI CAO TUỔI

NGÀNH KỸ THUẬT Y SINH

S K L 0 1 1 4 8 4

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH

Tp Hồ Chí Minh - 07/2023

Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp – Y Sinh o0o

I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG THIẾT BỊ ĐEO TAY PHÁT

HIỆN TÉ NGÃ CHO NGƯỜI CAO TUỔI

II NHIỆM VỤ

1 Các số liệu ban đầu:

- Tài liệu về các phương pháp phát hiện té ngã, phương pháp đo nhịp tim và SpO2

- Tài liệu về cảm biến MAX30100, cảm biến MPU-6050

- Tài liệu về an toàn trong y tế

- Tài liệu ESP8266 và ngôn ngữ lập trình Arduino

- Tài liệu về phương pháp đo nhịp tim, SpO2

- Tài liệu về hệ thống Location Services

- Tài liệu lập trình ứng dụng Android

2 Nội dung thực hiện:

- Tìm hiểu các phương pháp và thuật toán phát hiện té ngã, đo nhịp tim

- Tìm hiểu công nghệ định vị

- Tìm hiểu các chuẩn giao tiếp I2C

- Tìm hiểu và lựa chọn các linh kiện phù hợp với đề tài

- Tìm hiểu các phần mềm thiết kế App điển hình là Visual Studio

- Thiết kế mô hình hệ thống

- Viết báo cáo

- Bảo vệ đề tài

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/02/2023

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/06/2023

V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Th.S Nguyễn Trường Duy

Th.S Nguyễn Trường Duy

Bộ Môn Điện Tử Công Nghiệp – Y Sinh o0o

Tp HCM, ngày 01 tháng 07 năm 2023

LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: Huỳnh Ngọc Trang Đài MSSV: 19129002

Lớp: 191290

Tên đề tài: Thiết kế và thi công thiết bị đeo tay phát hiện té ngã cho người cao tuổi

Tuần/ngày Nội dung Xác nhận GVHD

Tuần 1

(20/2 – 25/2)

- Nhận thư mời hướng dẫn ĐATN

- Gặp giáo viên xác nhận hướng dẫn

- Tiến hành chọn và xét duyệt đề tài

- Viết đề cương chi tiết ĐATN

Tuần 2

(27/2 – 4/3)

- Nộp đề cương chi tiết ĐATN

- Viết lịch trình thực hiện ĐATN

- Tìm hiểu về cảm biến gia tốc kết hợp với con quay hồi chuyển

- Tìm hiểu về cảm biến đo nhịp tim và SpO2

Tuần 4

(13/3 – 18/3)

- Đánh giá và tiến hành lựa chọn linh kiện phù hợp trong đề tài

- Tính toán các thông số của mạch

- Tiến hành mua linh kiện và lắp mạch chạy thử trên TestBoard

(24/4 – 29/4) - Thiết kế và xây dựng khối nguồn hệ thống

- Thiết kế và thi công toàn hệ thống

(22/5 – 27/5) - Chuẩn bị slide để báo cáo

Nhóm xin cam đoan rằng đề tài “Thiết kế và thi công thiết bị đeo tay phát hiện té ngã

cho người cao tuổi” là kết quả nghiên cứu của nhóm và GVHD Th.S Nguyễn Trường Duy

dựa vào một số tài liệu trước đó và không sao chép, đạo văn từ tài liệu hay công trình nghiên cứu đã có trước đó

Nhóm sinh viên thực hiện đề tài

Huỳnh Ngọc Trang Đài – Võ Thị Phương Thảo

Lời đầu tiên cho phép nhóm chúng em gửi lời cảm ơn đến Thầy Nguyễn Trường Duy đã dành thời gian và hướng dẫn tận tình, đưa ra những hướng đi trong quá trình chúng em thực hiện khóa luận tốt nghiệp

Đồng thời, nhóm chúng em cũng gửi lời cảm ơn đến các thầy/cô trong khoa Điện – Điện

tử, đặt biệt là các thầy cô trong Bộ môn Điện Tử Công Nghiệp – Y Sinh đã tạo môi trường học tập và nghiên cứu trong suốt thời gian chúng em thực hiện khóa luận tốt nghiệp

Và cuối cùng, nhóm xin gửi lời cảm ơn đến các bạn cùng lớp 191920 đã chia sẽ kiến thức, cổ vũ trong suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp

Xin chân thành cảm ơn!

Nhóm sinh viên thực hiện đề tài

Huỳnh Ngọc Trang Đài – Võ Thị Phương Thảo

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i

LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iii

LỜI CAM ĐOAN vi

LỜI CẢM ƠN vii

MỤC LỤC viii

DANH MỤC HÌNH ẢNH xi

DANH MỤC BẢNG xiv

TÓM TẮT xv

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC TIÊU 3

1.3 GIỚI HẠN 3

1.4 NỘI DUNG THỰC HIỆN 3

1.5 BỐ CỤC 4

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

2.1 TỔNG QUAN KIẾN THỨC PHÁT HIỆN TÉ NGÃ 5

2.2 TỔNG QUAN VỀ NHỊP TIM, NỒNG ĐỘ OXY TRONG MÁU SPO2 5

2.2.1 Tổng quan về chỉ số nhịp tim 5

2.2.2 Tổng quan về chỉ số SpO2 8

2.3 HỆ THỐNG LOCATION SERVICES 8

2.4 TỔNG QUAN PHẦN CỨNG 9

2.4.1 Lựa chọn Module thu phát Wifi 10

2.4.2 Lựa chọn Module cảm biến gia tốc 13

2.4.3 Lựa chọn cảm biến nhịp tim 17

2.4.5 Buzzer 20

2.4.6 Pin Lipo 500mAh 21

2.4.7 Mạch sạc pin TP4056 22

2.5 TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM 23

2.5.1 Phần mềm IDE Arduino 23

2.5.2 Phần mềm vẽ 3D Solidworks 23

2.5.3 Firebase 24

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 29

3.1 GIỚI THIỆU 29

3.2 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 29

3.3 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠCH 30

3.3.1 Thuật toán phát hiện té ngã 30

3.3.2 Khối xử lý trung tâm 31

3.3.3 Thiết kế khối cảm biến 32

3.3.4 Thiết kế khối hiển thị 34

3.3.5 Thiết kế khối cảnh cáo 34

3.3.6 Thiết kế khối nút nhấn 35

3.3.7 Thiết kế khối nguồn 35

3.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TOÀN HỆ THỐNG 37

3.5 THIẾT KẾ VỎ NGOÀI CHO THIẾT BỊ 38

CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG 42

4.1 GIỚI THIỆU 42

4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG 42

4.2.1 Thi công Board mạch 42

4.3 ĐÓNG GÓI VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH 44

4.4 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 47

4.4.1 Lưu đồ giải thuật 47

4.4.2 Lập trình cho điện thoại 51

4.5 TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG 52

4.5.1 Các bước thao tác trên thiết bị 52

4.5.2 Các bước thao tác trên App điện thoại 52

4.6 DỰ TOÁN CHI PHÍ THI CÔNG THIẾT BỊ 56

CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ 58

5.1 GIỚI THIỆU 58

5.2 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 58

5.2.1 Kết quả thi công phần cứng 58

5.2.2 Kết quả thi công phần mềm 61

5.2.3 Kết quả chạy thực tế trên thiết bị 63

5.3 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ 71

5.3.1 Nhận xét 71

5.3.2 Đánh giá 72

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 73

6.1 KẾT LUẬN 73

6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

PHỤ LỤC 76

Hình 2.1: Đo nhịp tim bằng cách bắt mạch ở cổ tay 6

Hình 2.2: Đo nhịp tim bằng cách đặt ống nghe 7

Hình 2.3: Đo điện tim bằng điện cực đặt trên ngực, cổ tay, cổ chân 7

Hình 2.4: Xác định vị trí bằng thông tin của Wifi 8

Hình 2.5: Định vị người dùng với Wifi 9

Hình 2.6: Module ESP8266 ESP-12E 11

Hình 2.7: Sơ đồ chân ESP8266 12E 11

Hình 2.8: Cảm biến gia tốc MPU6050 GY-521 15

Hình 2.9: Sơ đồ chân cảm biến gia tốc cảm biến MPU-6050 GY-521 16

Hình 2.10: Cảm biến Max30100 18

Hình 2.11: Sơ đồ chân cảm biến Max30100 19

Hình 2.12: Màn hình Oled SH1106 20

Hình 2.13: Còi cảnh báo Buzzer 21

Hình 2.14: Pin sạc Lipo 3.7V 500mAh 21

Hình 2.15: Mạch sạc pin TP4506 22

Hình 2.16: Giao diện màn hình khi lập trình trên Arduino IDE 23

Hình 2.17: Giao diện phần mềm vẽ 3D Solidworks 24

Hình 2.18: Mô hình cơ sở dữ liệu Firebase 25

Hình 2.19: Hệ cơ sở dữ liệu thời gian thật Firebase 25

Hình 2.20: Định dạng dữ liệu lưu trữ trên hệ thống cơ sở dữ liệu thời gian thực 26

Hình 2.21: Lưu trữ hình ảnh trên kho lưu trữ Firebase 26

Hình 2.22: Dịch vụ định danh Firebase 27

Hình 2.23: Các dịch vụ được hỗ trợ trên Firebase 28

Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống 30

Hình 3.2: Sơ đồ mạch khối xử lý trung tâm 32

Hình 3.3: Sơ đồ kết nối MPU6050 và ESP8266-12E 32

Hình 3.4: Sơ đồ kết nối của Max30100 và ESP8266-12E 33

Hình 3.5: Sơ đồ khối hiển thị 34

Hình 3.6: Sơ đồ khối cảnh báo 35

Hình 3.7: Sơ đồ khối nút nhấn 35

Hình 3.9: Sơ đồ nguyên lý toàn mạch 37

Hình 3.10: Kích thước hộp đựng thiết bị 39

Hình 3.11: Phần nắp hộp 39

Hình 3.12: Phần đáy hộp 40

Hình 3.13: Mô hình hoàn chỉnh 40

Hình 4.1: Sơ đồ mạch PCB của thiết bị 43

Hình 4.2: Lắp ráp linh kiện trên board đồng 44

Hình 4.3: Phần nắp hộp 45

Hình 4.4: Phần đáy hộp 45

Hình 4.5: Mặt trước mô hình hoàn chỉnh 46

Hình 4.6: Vị trí cảm biến Max30100 trên dây đeo 46

Hình 4.7: Mặt bên của sản phẩm 47

Hình 4.8: Lưu đồ giải thuật chương trình chính 48

Hình 4.9: Lưu đồ giải thuật chương trình đo nhịp tim và SpO2 49

Hình 4.10: Lưu đồ giải thuật chương trình phát hiện té ngã 50

Hình 4.11: Lưu đồ chương trình cho App 51

Hình 4.12: Màn hình truy cập 53

Hình 4.13: Màn hình đăng nhập 54

Hình 4.14: Màn hình đăng nhập thông tin cá nhân 55

Hình 4.15: Màn hình sau khi hoàn tất đăng nhập 56

Hình 5.1: Bên trong của hộp thiết bị 59

Hình 5.2: Mô hình hoàn chỉnh của thiết bị 59

Hình 5.3: Giao diện sau khi khởi động thiết bị 60

Hình 5.4: Giao diện màn hình thứ hai của thiết bị 60

Hình 5.5: Giao diện hiển thị thông số nhịp tim và SpO2 61

Hình 5.6: Giao diện màn hình thứ nhất của app trên điện thoại 62

Hình 5.7: Giao diện màn hình thứ hai của app trên điện thoại 63

Hình 5.8: Kết quả đo nhịp tim và chỉ số SpO2 64

Hình 5.9: Thông báo phát hiện ngã trên điện thoại 68

Hình 5.10: Vị trí định vị trên bản đồ 69

Hình 5.12: Kết quả đo nhịp tim của sinh viên 2 70

Bảng 2.1: So sánh Module thu phát Wifi dòng ESP 10

Bảng 2.2: Chức năng các chân 12

Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật của Module ESP8266-12E 13

Bảng 2.4: So sánh các cảm biến gia tốc thường gặp 14

Bảng 2.5: Bảng liệt kê các chân và chức năng tương ứng của cảm biến gia tốc 17

Bảng 2.6: Mô tả chi tiết lựa chọn linh kiện cảm biến nhịp tim 17

Bảng 2.7: Chức năng các chân của cảm biến Max30100 19

Bảng 3.1: Khảo sát gia tốc ba trục với những hoạt động hằng ngày 31

Bảng 3.2: Thứ tự kết nối chân của ESP8266-12E và MPU6050 33

Bảng 3.3: Thứ tự kết nối giữa cảm biến Max30100 với ESP8266-12E 33

Bảng 3.4: Thứ tự kết nối chân của ESP8266-12E với Oled SH1106 34

Bảng 3.5: Liệt kê mức điện áp và dòng tiêu thụ của các linh kiện 36

Bảng 4.1: Danh sách linh kiện được sử dụng để gắn trên mạch in 42

Bảng 4.2: Dự toán chi phí thi công thiết bị 56

Bảng 5.1: Kết quả thử nghiệm của việc phát hiện té ngã 64

Bảng 5.2: Kết quả thử nghiệm của việc phát cảnh báo và gửi cảnh báo 65

Bảng 5.3: Kiểm tra khả năng định vị vị trí của thiết bị 66

Bảng 5.4: Bảng so sánh giá trị nhịp tim (nhịp/phút) đo được trên đồng hồ thông minh hãng Xiaomi với sản phẩm của nhóm 71

Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, nhiều người không có thời gian chăm sóc các bậc phụ huynh như cha mẹ ông bà – những người tuổi đã cao Mà vấn nạn và những hậu quả

mà chúng ta thường được nghe hoặc thấy trên các trang mạng truyền thông báo đài về việc té ngã là cực kỳ nghiêm trọng và đáng báo động Vì thế, với sự tiến bộ của công nghệ như ngày nay, một thiết bị có thể đồng thời kết hợp giữa việc đo nhịp tim và phát hiện té ngã kịp thời rất cần thiết để phòng tránh những tai nạn xảy ra

Chính vì vậy, nhóm đã nghiên cứu, tìm hiểu tài liệu về việc phát hiện và cảnh báo té

ngã với nhiều phương pháp, nhóm đã chọn thực hiện đề tài “Thiết kế và thi công thiết bị

đeo tay phát hiện té ngã cho người cao tuổi”, thiết bị đeo trên tay để phát hiện té ngã,

hoạt động được ở bất cứ nơi nào mà người dùng muốn đi đến

Mục tiêu của đề tài là thiết kế một thiết bị theo dõi việc đi lại tích hợp đo nhịp tim, SpO2 Đề tài sử dụng vi điều khiển ESP8266-12E làm bộ xử lý trung tâm, kết hợp với các module cảm biến như cảm biến gia tốc phát hiện té ngã, cảm biến nhịp tim để đo nhịp tim của người dùng Khi xảy ra té ngã thiết bị sẽ gửi thông báo kèm theo vị trí ngã để gửi cảnh báo về điện thoại cho người thân đã được cài đặt trước, hoặc phát ra âm thanh cảnh báo tại chỗ qua loa

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Đối với mỗi cá nhân sức khỏe là điều quý giá trên hết Vì thế, chúng ta thường được nghe câu nói “có sức khỏe là có tất cả”, câu nói như phần nào khẳng định tầm quan trọng của sức khỏe đối với mỗi người Do đó, ở người già tuổi tác đã cao, trạng thái sức khỏe luôn là một nỗi quan tâm hàng đầu Và một trong số những nỗi lo đó là việc té ngã Bởi hậu quả, hệ lụy sau mỗi lần té ngã để lại là vô cùng to lớn và không thể hình dung được

Vì sao chúng ta lại đặt câu hỏi quan tâm việc té ngã đặt biệt ở người cao tuổi Người già khi tuổi tác đã cao, mọi bộ phận chức năng trong cơ thể cũng đã già theo, chúng dần không còn linh hoạt và nhạy cảm để có thể phản xạ một cách nhạy bén với mọi sự vật sự việc xung quanh Mọi yếu tố trên cơ thể là một nguyên nhân có thể dẫn đến tình trạng té ngã tệ hơn Yếu tố đầu tiên được đề cập đến là cân nặng, không khó

để có thể hình dung một người có lượng mỡ thừa trong cơ thể khá cao cũng nằm trong danh sách đánh dấu cần được chú ý khi té ngã Yếu tố thứ hai liên quan đến xương khớp, khi về già không tránh phải việc bị lão hóa, loãng xương các cơ khớp xương không còn hoạt động linh hoạt đi đứng khó khăn và dễ va vấp Khi thị lực kém, tầm nhìn kém và hạn hẹp Yếu tố thứ ba, thị giác mắt mờ tai kém thường là cụm từ dành cho người có tuổi Khi thị lực kém, tầm nhìn sẽ trở nên kém và bị hạn hẹp Yếu tố thứ

tư, hạ đường huyết tư thế là hiện tượng huyết áp giảm khi có sự thay đổi tư thế như đứng lên ngồi xuống một cách quá nhanh đột ngột Ngoài ra, rượu bia cũng là một trong số những nguyên nhân gây ra té ngã, yếu tố này thường phổ biến ở nam giới Khi nạp rượu bia vào cơ thể đây là một chất kích thích khi uống đến một liều lượng vượt ngưỡng gây ra tình trạng ảo giác, lờ mờ, đi đứng ngã nghiêng Khi không nhìn rõ được mọi thứ xung quanh cũng có thể góp phần cao cho xác suất có thể xảy ra việc té ngã Ở người già, có rất nhiều vấn đề để chúng ta phải lo ngại Nhưng vì sao việc té ngã được chọn đặt lên đầu để phân tích

Bởi hậu quả để lại là vô cùng to lớn như gãy xương, bất tỉnh, đột quỵ, chấn thương

sọ não, vỡ đốt sống,…cùng nhiều hệ lụy kéo theo ảnh hưởng trực tiếp đến người đang

bị té ngã và gián tiếp đến người thân của họ khi phải chứng kiến ông ba cha mẹ đau

ốm và ảnh hưởng đến thời gian, công việc và tiền bạc Không ai không muốn mình có

một cơ thể lành lặn và khỏe mạnh dù đó là người trẻ hay người già Thống kê của hội đồng Lão quốc gia của Hoa Kỳ, khảo sát trong bốn người có độ tuổi trên 65 sẽ phát hiện một người bị té ngã Ở nước ta, thống kê có từ 1.5 đến 1.9 triệu người cao tuổi té ngã trên một năm, trong số đó phải đến bệnh viện do các chấn thương chiếm tỷ lệ 5% [1] Sau mỗi lần xảy ra té ngã, dù hậu quả gây ra có ít hay nhiều nhưng đâu đó đã động lại những dư âm không tốt và gây ra nỗi ám ảnh cho người bị nạn

Song song đó, nhịp tim và chỉ số SpO2 cũng là một trong những yếu tố quan trọng, đặc biệt ở người cao tuổi Theo số liệu thống kê của tổ chưc Y tế Thế Giới WHO, hiện nay bệnh tim mạch là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây tử vong Tại Việt Nam, theo thống kế của Bộ Y tế mỗi năm số người tử vong về bệnh tim mạch chiếm 33%, tương đương khoảng 200.000 người [2]

Hiểu được tầm quan trọng và tính cấp thiết từ như cầu trong vấn đề chăm sóc sức khỏe người già đang cấp thiết, hiện nay cũng có nhiều bài nghiên cứu làm về thiết bị

té ngã Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật điện tử - viễn thông của Lê Ngọc Duy trường đại học Quốc gia Hà Nội về “Nghiên cứu thiết kế hệ thống phát hiện té ngã ở người cao tuổi ứng dụng cảm biến gia tốc và truyền tin không dây”, nhóm thực hiện đề tài theo giải thuật phát hiện ngã dựa vào gia tốc của người mang thiết bị và góc di chuyển của người mang [3] Bài báo khoa học của Trần Công Án cùng với cộng sự nghiên cứu về

“Phát hiện té ngã của người cao tuổi bằng gia tốc kế và mô hình học sâu long Term Memory” của trường đại học Cần Thơ, đề tài phát hiện té ngã dựa trên cảm biến gia tốc dễ dàng bắt gặp trên các các thiết bị di động và dùng thuật toán mạng Neural hồi quy [4] Hay trong Đồ án tốt nghiệp của Nguyễn Thanh Hoàng – Nguyễn Hoàng Nam với đề tài: “Thiết kế và thi công vòng đeo tay đo nhịp tim sử dụng công nghệ IoT” [5] Đề tài này thiết kế đồng hồ đeo tay có thể hiện thị nhịp tim và huyết áp, các chỉ số nhịp tim và huyết áp hiển thị lên màn hình Oled và không lưu trữ dữ liệu mà

Short-mô hình đo được

Qua quá trình đọc và tìm hiểu tài liệu, nhóm quyết định thực hiện đề tài: “Thiết kế

và thi công thiết bị đeo tay phát hiện té ngã cho người cao tuổi” Thiết bị có thể theo dõi việc đi lại của người già, kết hợp theo dõi tình trạng sức khỏe cụ thể là nhịp tim và nồng độ Oxi trong máu và sẽ thông báo đến người thân khi có trường hợp bất thường xảy ra

1.2 MỤC TIÊU

Thiết kế và thi công thiết bị đeo tay phát hiện và cảnh báo té ngã dành cho người cao tuổi tích hợp thêm chức năng đo nhịp tim và chỉ số SpO2 Khi phát hiện té ngã, thiết bị sẽ phát ra âm thanh cảnh báo bằng còi buzzer, xác định vị trí ngã để gửi cảnh báo về điện thoại cho người thân đã được cài đặt trước Ứng dụng còn nhận dữ liệu nhịp tim, SpO2, giám sát và theo dõi sức khỏe của người sử dụng, cho phép nhiều người dùng đăng nhập vào để theo dõi tình trạng

1.3 GIỚI HẠN

Các thông số giới hạn của đề tài:

- Thiết bị được thiết kế dành riêng cho người cao tuổi

- Thiết bị chỉ có thể đeo ở cổ tay

- Thiết bị chỉ hoạt động khi được kết nối Wifi

- Thiết bị sử dụng vi điều khiển ESP8266-12E để làm bộ xử lý trung tâm, cảm biến gia tốc MPU-6050 có chức năng cảm nhận được hành động té ngã Cảm biến nhịp tim và SpO2 giao tiếp với vi điều khiển ESP8266-12E để theo dõi nhịp tim và chỉ

số SpO2

- Thiết bị có chức năng phát hiện té ngã, gửi cảnh báo kèm theo vị trí ngã Sau đó gửi về điện thoại cho người thân đã được cài đặt trước

- Phát cảnh báo qua loa trong phạm vi từ 5-10m

- Khả năng xác định vị trí của thiết bị phụ thuộc vào tốc độ mạng Wifi trong khu vực

- Thiết bị tương tác người dùng qua nút nhấn trên thiết bị khi người dùng muốn gửi cảnh báo Thiết bị sau khi nhận biết người dùng té ngã sẽ phát ra âm thanh cảnh báo, sau 15 giây, nếu người dùng nhấn nút thì loa sẽ tắt và không thực hiện gửi cảnh báo về điện thoại Nhưng sau 15 giây không ai nhấn nút thì thiết bị sẽ tự động thực hiện gửi tin nhắn thông báo

- Kích thước thiết bị: mặt đồng hồ: 75x60x30mm; dây đeo 20x2.4x0.2mm

- Ứng dụng không chạy được trên hệ điều hành IOS, chỉ chạy được trên Android

- Giao diện vẫn chưa tối ưu nhất cho người sử dụng

1.4 NỘI DUNG THỰC HIỆN

Trong quá trình thực hiện đề tài “Thiết kế và thi công thiết bị đeo tay phát hiện té

ngã cho người cao tuổi”, nhóm chúng em đã tập trung giải quyết và hoàn thành được những nội dung sau:

Nội dung 1: Tìm hiểu các kiến thức té ngã, nhịp tim, SpO2, công nghệ định vị Nội dung 2: Lựa chọn và tìm hiểu nguyên lý hoạt động của các cảm biến sử dụng Nội dung 3: Tìm hiểu cách truyền dữ liệu từ module wifi ESP8266-12E lên Firebase, phần mềm hỗ trợ thiết kế ứng dụng trên điện thoại

Nội dung 4: Thiết kế sơ đồ nguyên lý, sơ đồ khối hệ thống

Nội dung 5: Viết chương trình nhận dữ liệu từ FireBase về App

Nội dung 6: Thiết kế giao diện ứng dụng

Nội dung 7: Thi công phần cứng, chạy thử nghiệm và hiệu chỉnh hệ thống

Nội dung 8: Viết báo cáo thực hiện

Nội dung 9: Báo cáo đề tài

1.5 BỐ CỤC

Chương 1: Tổng quan

Chương này trình bày các vấn đề về lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung thực hiện, các thông số giới hạn của thiết bị và bố cục

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương này trình bày cơ sở lý thuyết về phương pháp phát hiện té ngã, phương pháp đo nhịp tim Trình bày các linh kiện, module được sử dụng trong đề tài

Chương 3: Tính toán và thiết kế

Chương này trình bày tính toán thông số của các linh kiện, thiết kế sơ đồ khối, vẽ mạch nguyên lý cho toàn hệ thống

Chương 4: Thi công hệ thống

Chương này trình bày các kết quả thi công, thiết kế vỏ của thiết bị Trình bày cách lập trình phần mềm, lưu đồ giải thuật

Chương 5: Kết quả, nhận xét và đánh giá

Chương này trình bày kết quả thử nghiệm Đưa ra những nhận xét, đánh giá về các kết quả đó

Chương 6: Kết luận và hướng phát triển

Chương này trình bày những kết luận chung về đề tài, ưu điểm, nhược điểm và đưa

ra những hướng phát triển

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 TỔNG QUAN KIẾN THỨC PHÁT HIỆN TÉ NGÃ

Hệ thống phát hiện té ngã được chia làm ba phương pháp chính [6]:

- Phương pháp sử dụng cảm biến môi trường: Phương pháp này dựa trên việc sử dụng các cảm biến đặt trong môi trường xung quanh như cảm biến ánh sáng, cảm biến tiếng ồn, cảm biến hồng ngoại, cảm biến áp suất hoặc cảm biến chuyển động để phát hiện té ngã Khi có sự thay đổi đột ngột trong môi trường xung quanh, như ánh sáng đột ngột giảm hoặc tiếng ồn đột ngột tăng lên, hoặc áp suất đột ngột thay đổi khi có va chạm,…hệ thống sẽ có thể suy ra rằng có thể xảy ra một trường hợp té ngã và kích hoạt cảnh báo

- Phương pháp xử lý ảnh và thị giác máy tính: Phương pháp này sử dụng camera

và công nghệ thị giác máy tính và các thuật toán xử lý ảnh để phát hiện té ngã Bằng cách phân tích các khung hình từ camera, hệ thống có thể xác định các dấu hiệu té ngã như sự thay đổi vị trí, hướng chuyển động, hoặc sự biến dạng của cơ thể Các thuật toán xử lý ảnh có thể phân tích các thay đổi về hình dạng, màu sắc hoặc cấu trúc không gian để phân biệt trường hợp té ngã

- Phương pháp sử dụng cảm biến đeo trên người: Phương pháp này sử dụng các cảm biến được gắn trên cơ thể người để phát hiện và theo dõi chuyển động như cảm biến gia tốc, cảm biến nhịp tim, cảm biến vị trí hoặc cảm biến chuyển động để phát hiện té ngã Các cảm biến này ghi lại và phân tích các thay đổi về gia tốc, hướng chuyển động, vị trí hoặc tín hiệu sinh lý từ cơ thể người để xác định khi nào xảy ra một trường hợp té ngã và cần kích cảnh báo [7]

2.2 TỔNG QUAN VỀ NHỊP TIM, NỒNG ĐỘ OXY TRONG MÁU SPO2

2.2.1 Tổng quan về chỉ số nhịp tim

a Khái niệm nhịp tim

Nhịp tim là một thuật ngữ được sử dụng để chỉ sự đập của trái tim, tức là quá trình

co bóp và nở của cơ tim Nhịp tim là một chỉ số quan trọng cho sức khỏe của con người và được đo bằng số lần trái tim co bóp trong một đơn vị thời gian, thường là đếm số nhịp tim trong một phút

Nhịp tim bình thường ở người trưởng thành thường dao động trong khoảng từ 60 đến 100 nhịp mỗi phút Nhịp tim có thể thay đổi tùy thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm

tình trạng sức khỏe, hoạt động thể chất và tình trạng cảm xúc, mức độ luyện tập,… Do

đó, việc đo và theo dõi nhịp tim có thể cung cấp thông tin quan trong về tình trạng sức khỏe và tạo cơ sở cho việc đánh giá và chẩn đoán các vấn đề tim mạch [8]

b Các phương pháp xác định nhịp tim

 Xác định nhịp tim bằng phương pháp thủ công

Nhịp tim được đo bằng cách bắt mạch: những vị trí tốt nhất để xác định nhịp tim thông qua bắt mạch như: cổ tay, phía trong khuỷu tay, hai bên cổ, đỉnh của mu bàn chân, chính giữa nếp lằn bẹn [9]

Hình 2.1: Đo nhịp tim bằng cách bắt mạch ở cổ tay Dùng lòng bàn tay bên trong của ngón giữa và ngón cái đặt lên cổ tay của tay còn lại, sau đó ấn nhẹ vào Để có được kết quả chính xác nhất, đếm số nhịp trong 60 giây Hoặc cũng có thể đếm mạch trong 10 giây và nhân với 6 để tìm nhịp đập của bạn mỗi phút Thông thường tần số mạch sẽ bằng với tần số tim

Nhịp tim được đo bằng ống nghe: sử dụng ống nghe đặt lên các vị trí gần tim, bắt đầu từ mỏm tim theo trình tự ngược chiều kim đồng hồ Mỗi lần đặt ống nghe khoảng

10 - 20 giây, sau đó dùng đồng hồ để xác định số nhịp tim

Hình 2.2: Đo nhịp tim bằng cách đặt ống nghe

 Xác định nhịp tim bằng phương pháp đo điện cực

Dùng bông gạc lau sạch vùng da sẽ gắn điện cực Xác định vị trí và đặt các điện cực vào ngực, cổ tay, cổ chân hai bên Điện cực kết nối bằng dây dẫn với máy điện tim Tín hiệu điện tim được hiển thị trên màn hình dưới dạng những đường lượn sóng Trước khi đo điện tâm đồ, không tập thể dục hoặc hút và trong quá trình đo cần nằm

yên, thư giãn không cử động để có kết quả chính xác nhất [9]

Hình 2.3: Đo điện tim bằng điện cực đặt trên ngực, cổ tay, cổ chân

 Xác định nhịp tim bằng phương pháp quang học

Mỗi chu kì bơm máu từ tim đến các mạch ngoại biên của cơ thể, các động mạch, tiểu động mạch dưới da sẽ phồng lên Điều này sẽ tạo ra áp lực, vì vậy mà đèn LED chiếu qua da có thể dễ dàng đo lường được lượng ánh sáng phản xạ chớp cảm quang [9]

2.2.2 Tổng quan về chỉ số SpO2

Hemoglobin (viết tắt là Hb) là thành phần quan trọng có trong máu kết hợp với các phân tử oxy sẽ tạo thành HbO2giúp cho máu có thể đưa oxy đi nuôi dưỡng các cơ quan trong cơ thể Hai dạng chính của Hb hiện diện trong máu là huyết sắc tố oxy hóa (oxy-hemoglobin, HbO2 ) và huyết sắc tố khử oxy (deoxy-hemoglobin, RHb) [10] Hiện tượng bão hoà oxy trong máu là khi có đủ 4 phân tử oxy gắn vào Hb Chỉ số SpO2 là thước đo độ bão hòa oxy mao mạch ngoại vi SpO2 là ước tính lượng oxy trong máu mao mạch, được mô tả bằng tỷ lệ phần trăm của lượng oxy-hemoglobin trên tổng số huyết sắc tố, được biểu thị qua công thức sau:

𝐶(𝐻𝑏𝑂2)+ 𝐶(𝐻𝑏)∗ 100%

Trong đó:

C(Hb): nồng độ hemoglobin tổng trong máu

C(HbO2): nồng độ oxy-hemoglobin trong máu

2.3 HỆ THỐNG LOCATION SERVICES

Hình 2.4: Xác định vị trí bằng thông tin của Wifi Location Service là một dịch vụ cung cấp các phương thức để xác định vị trí của người dùng Ví dụ, trên hệ điều hành IOS hay Android là GPS Ngoài ra, còn có các phương thức khác như bằng Wifi, Khi sử dụng phương pháp Location Service thông qua Wifi để xác định vị trí, điện thoại thông minh sử dụng thông tin về các điểm truy cập Wi-Fi xung quanh để tính toán vị trí của người dùng [11]

Hình 2.5: Định vị người dùng với Wifi Dưới đây là chi tiết về cách Location Service sử dụng Wifi để xác định vị trí [11]:

- Bộ định vị Wifi: Điện thoại thông minh sử dụng bộ định vị Wifi để tìm kiếm và quét các điểm truy cập Wifi xung quanh

- Cơ sở dữ liệu Wifi: Điện thoại sẽ so sánh thông tin về các điểm truy cập Wifi thu thập được với một cơ sở dữ liệu Wifi trên máy hoặc trực tuyến Thông tin vị trí này có thể bao gồm tọa độ địa lý hoặc các thông tin địa lý khác

- So sánh và tính toán vị trí: Dựa vào thông tin thu thập được từ bộ định vị Wifi và

cơ sở dữ liệu Wifi, điện thoại sẽ so sánh các điểm truy cập Wifi hiện tại với các điểm truy cập Wifi đã biết trước và xác định vị trí tương đối của điện thoại

- Độ chính xác và sai số: Có thể thay đổi tùy thuộc vào độ chính xác của cơ sở dữ liệu Wifi và điều kiện môi trường Do các yếu tố như sự biến đổi của tín hiệu Wifi

và sự che khuất tín hiệu trong môi trường

- Sự cải thiện độ chính xác: Các nhà phát triển ứng dụng có thể kết hợp nhiều nguồn dữ liệu định vị khác nhau như GPS, mạng di động hoặc các cảm biến khác

để tăng độ chính xác và tin cậy trong việc xác định vị trí

Lưu ý rằng độ chính xác và hiệu suất của Location Service thông qua Wifi có thể khác nhau trên các thiết bị và hệ điều hành khác nhau Đồng thời, việc sử dụng Location Service bằng Wifi cũng đòi hỏi quyền truy cập Wifi trên thiết bị người dùng

2.4 TỔNG QUAN PHẦN CỨNG

Ở hệ thống này, dựa vào cảm biến gia tốc MPU-6050 nhận biết sự té ngã kết hợp với bộ xử lý trung tâm vi điều khiển ESP8266-12E cùng thực hiện chức năng phát hiện té ngã và đo nhịp tim và chỉ số SpO2 gửi lên Firebase và thực hiện cảnh báo qua

App cho người thân khi thiết bị nhận biết sự té ngã ở người cao tuổi

2.4.1 Lựa chọn Module thu phát Wifi

Vi điều khiển đóng vai trò là đầu não trung tâm, chịu trách nhiệm điều khiển toàn

hệ thống Vì thế, việc lựa chọn chính xác và phụ hợp là điều rất cần thiết Dưới đây là bảng 2.1 so sánh một số ưu và nhược điểm vi điều khiển thông dụng và phổ biến mà nhóm đã tìm hiểu được

Bảng 2.1: So sánh Module thu phát Wifi dòng ESP

Tên ESP8266 -12E ESP32 NodeMCU LuaNode32

Ưu

điểm

- Có 11 chân tín hiệu số (Digital I/O),

đáp ứng đủ số chân của tề tài

- Giao diện dữ liệu: UART, I2C, SPI, DAC, ADC

Nhược

điểm

Phải sử dụng mạch chuyển đổi USB

sang I2C với chip FT232RL của FTDI

để lập trình cho chíp ESP8266-12E

Kích thước lớn: 48 x 26 x 11,5

mm, chi phí cao

Dựa trên những tiêu chí trên, nhóm đưa ra quyết định sử dụng ESP8266-12E làm

vi điều khiển chính vì kích thước nhỏ gọn, số chân giao tiếp vừa đủ với các linh kiện khác trong thiết bị, có vỏ bọc kim loại chống nhiễu và anten Wifi PCB tích hợp cho khoảng cách truyền xa và ổn định

a Giới thiệu về ESP8266-12E

ESP8266 là SOC không dây tích hợp cao, được thiết kế dành cho các nền tảng di động bị hạn chế về không gian và nguồn điện, cung cấp khả năng vượt trội khi cho phép Wifi với các hệ thống khác Hơn nữa, còn có thể hoạt động như một thiết bị độc lập với chi phí thấp nhất, và yêu cầu không gian tối thiểu [12]

Hình 2.6: Module ESP8266 ESP-12E Đối với dòng ESP8266-12E được sử dụng trong các ứng dụng liên quan đến Internet và Wifi như điều khiển thiết bị qua Wifi cũng như các ứng dụng truyền nhận dữ liệu khác

b Mô tả cấu hình chân

Module ESP8266-12E là một bộ vi điều khiển tích hợp nhiều chân Với tổng cộng

22 chân đảm nhận nhiều chức năng xử lý khác nhau Bảng 2.2 dưới đây mô tả chi tiết chức năng hoạt động của các chân [12]

Hình 2.7: Sơ đồ chân ESP8266-12E

Bảng 2.2: Chức năng các chân

Thứ tự chân Loại chân Chức năng

Có tất cả 11 chân I/O, đảm nhận chức năng đầu vào và đầu ra

xung clock, một cho dữ liệu

2.4.2 Lựa chọn Module cảm biến gia tốc

Cảm biến gia tốc sẽ đảm nhận trách nhiệm phát hiện khi người sử dụng bị té ngã Module với yêu cầu ban đầu phải tích hợp được các trục để có thể định vị chính xác khi nào có té ngã Vì thế, để có thể đưa ra sự lựa chọn hợp lý và tối ưu nhất Nhóm đã tiến hành khảo sát theo bảng bên dưới

Bảng 2.4: So sánh các cảm biến gia tốc thường gặp

Tên linh

kiện

MPU 6050 GY-521

GY-9250 9DOF IMU MPU9250 ADXL 335

và 3 trục từ trường

Dùng để đo gia tốc hướng hoặc độ rung động theo 3 trục x, y, z

và trả ra giá trị điện áp Analog tương ứng trên

3 chân của cảm biến

Thông qua bảng trên nhóm đã chọn cảm biến gia tốc MPU-6050 GY-521 để áp dụng cho hệ thống Cảm biến gia tốc được tích hợp gồm 3 trục góc quay, 3 trục gia tốc hướng Phương thức giao tiếp của MPU-6050 GY-521 theo chuẩn I2C, phù hợp để kết nối với ESP8266-12E Với mức điện áp thích hợp và đảm bảo về mặt nhỏ gọn cũng như giá thành cho một đồ án Chính vì thế, sau đây nhóm đã tiến hành tìm hiểu chi tiết về cảm biến gia tốc MPU-6050 GY-521

a Giới thiệu về cảm biến gia tốc MPU6050 GY-521

MPU-6050 GY-521 là thiết bị theo dõi chuyển động gồm 6 trục tích hợp bao gồm con quay hồi chuyển 3 trục, gia tốc kế 3 trục và bộ xử lý chuyển động kỹ thuật số (DMP) được tích hợp trên cùng board mạch Mục đích của sự kết hợp này để đo gia tốc, vận tốc, định hướng, độ dịch chuyển,…của hệ thống hoặc một vật thể cần theo dõi [13]

Hệ thống có thể mở rộng thành bộ cảm biến 9 trục khi kết hợp với cảm biến bên ngoài thông qua giao thức I2C, cho phép thiết bị thu thập toàn bộ dữ liệu cảm biến mà không cần sự can thiệp của bộ xử lý hệ thống

Hình 2.8: Cảm biến gia tốc MPU6050 GY-521 MPU-6050 GY-521 có ba bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số (ADC) 16 bit

để số hóa các đầu ra của con quay hồi chuyển và ba ADC 16 bit để số hóa các đầu ra của máy đo gia tốc Để theo dõi chính xác cả chuyển động nhanh và chậm, các bộ phận này có phạm vi toàn thang đo của con quay hồi chuyển do người dùng lập trình

là ±250, ±500, ±1000 và ±2000°/giây (dps) và phạm vi toàn thang đo của gia tốc kế

do người dùng lập trình ±2g, ±4g, ±8g và ±16g

b Thông số kỹ thuật

- Hoạt động ở điện áp: 3V - 5V

- Giao thức sử dụng: I2C

 Thông số kỹ thuật con quay hồi chuyển (3-axis Gyroscope)

- Cảm biến tốc độ góc X, Y, Z có đầu ra kỹ thuật số (con quay hồi chuyển) với phạm vi toàn thang đo do người dùng lập trình là ±250, ±500, ±1000 và

±2000°/giây [14]

- Dòng điện hoạt động: 3.6mA

- Dòng điện dự phòng: 5μA

 Thông số kỹ thuật gia tốc kế (3-axis Accelerometer)

- Gia tốc kế ba trục đầu ra kỹ thuật số với phạm vi tỷ lệ đầy đủ có thể lập trình là

±2g, ±4g, ±8g and ±16g

- ADC 16 bit tích hợp cho phép lấy mẫu đồng thời các cảm biến gia tốc trong khi không yêu cầu bộ ghép kênh bên ngoài

- Dòng điện hoạt động bình thường của cảm biến gia tốc: 500μA

- Dòng chế độ cảm biến gia tốc công suất thấp: 10μA ở 1.25Hz, 20μA ở 5Hz, 60μA ở 20Hz, 110μA ở 40Hz [14]

c Chức năng các chân

Cảm biến gia tốc MPU-6050 GY-521 có tất cả tám chân nằm dọc phía bên trái của cảm biến gia tốc Trong đó, hai chân SCL và SDA lần lượt là chân cấp xung và chân gửi dữ liệu để cảm biến MPU-6050 có thể giao tiếp với ESP8266-12E theo chuẩn giao tiếp I2C Lấy nguồn 3.3V từ ESP8266-12E cấp cho cảm biến gia tốc MPU6050 có thể hoạt động

Hình 2.9: Sơ đồ chân cảm biến gia tốc cảm biến MPU-6050 GY-521

Bảng 2.5: Bảng liệt kê các chân và chức năng tương ứng của cảm biến gia tốc [15]

STT Tên chân Chức năng

truyền dữ liệu giữa các thiết bị

2.4.3 Lựa chọn cảm biến nhịp tim

Cảm biến nhịp tim là một trong những cảm biến có trong hệ thống Với vai trò đồng thời có thể đo được chính xác hoặc tương đối chỉ số nhịp tim và chỉ số SpO2 Tuy nhiên, hiện nay trên thị trường đa dạng các cảm biến Làm thế nào để biết và chọn được một linh kiện phù hợp thì thông qua bảng 2.6 bên dưới nhóm đi tìm được câu trả lời

Bảng 2.6: Mô tả chi tiết lựa chọn linh kiện cảm biến nhịp tim

Cảm biến

nhịp tim PulseSensor MAX30100 MAX30102

Hình ảnh

Cảm biến Max30100 không chỉ có chức năng đo nhịp tim mà còn có thể đo nồng

độ oxy trong máu Hệ thống được đeo lên tay, nên điều kiện cần là tối ưu về mặt kích thước và chi phí cho thiết bị ở mức thấp nhất Dựa vào bảng 2.6 vừa so sánh bên trên,

có thể thấy cảm biến Max30100 đáp ứng được yêu cầu của hệ thống Chính vì thế sau đây nhóm sẽ tiến hành đi vào tìm hiểu chi tiết của cảm biến nhịp tim Max30100

a Giới thiệu về cảm biến nhịp tim Max30100

Max30100 là một thiết bị cảm biến theo dõi nhịp tim và đo nồng độ oxy trong máu Nó kết hợp hai đèn LED, một bộ tách sóng quang, được tối ưu hóa và quá trình

xử lý tín hiệu tương tự có độ ồn thấp để phát hiện các tín hiệu đo oxy xung và nhịp

tim Max30100 hoạt động trong phạm vi nguồn điện 1.8V - 3.3V và có thể được tắt

nguồn thông qua phần mềm với dòng điện dự phòng không đáng kể, cho phép nguồn điện luôn trong tình trạng được kết nối [16]

Hình 2.10: Cảm biến Max30100

b Mô tả cấu hình chân

Hình 2.11: Sơ đồ chân cảm biến Max30100 Bảng 2.7: Chức năng các chân của cảm biến Max30100 [16]

Thứ tự chân Tên chân Chức năng

PCB Pad để ổn định cơ học

2.4.4 Màn hình Oled SH1106

Hình 2.12: Màn hình Oled SH1106 Hiện nay, có rất nhiều loại màn hình với sự hỗ trợ thư viên rộng rãi giúp cho việc hiển thị được sắc nét, rõ ràng và thẩm mỹ Để đáp ứng yêu cầu thiết kế nhỏ gọn, khả năng hiển thị rõ nét vào ban ngày hạn chế trường hợp bị chói nên nhóm chọn màn hình Oled SH1106 [17]

 Thông số kỹ thuật

- Kích thước màn hình: 1.3inch (128x64 pixel)

- Điện áp hoạt động: 1.65V - 3.5V

- Dòng đầu ra phân khúc tối đa: 200mA

- Dòng chung tối đa: 27mA

- Thiết bị ngoại vi nối tiếp 3 dây và 4 dây

- Dải nhiệt độ hoạt động rộng: -40 đến +85°C

Hình 2.13: Còi cảnh báo Buzzer

2.4.6 Pin Lipo 500mAh

Pin Lithium-ion polymer với các đặc tính mỏng, nhẹ và mạnh mẽ Đầu ra dao động

từ 4.2V khi được sạc đầy đến 3.7V Viên pin này có tổng dung lượng là 500mAh Mạch bảo vệ đi kèm giữ cho điện áp pin không quá cao (sạc quá mức) hoặc thấp (sử dụng quá mức) có nghĩa là pin sẽ bị ngắt khi hết hoàn toàn ở 3V [19]

Hình 2.14: Pin sạc Lipo 3.7V 500mAh

Bộ sạc điện áp không đổi, dòng điện không đổi LiIon/LiPoly để sạc lại chúng và với tốc độ 150mA hoặc ít hơn Bộ sạc Micro Lipo, có tốc độ mặc định Có thể cài đặt tốc độ Micro Lipo đến 500mA để sạc nhanh hơn

 Thông số kỹ thuật

- Điện áp: 3.7 VDC

- Dung lượng: 500mAh

- Size: 35mm x 35mm x 5.5mm

Mạch sạc TP4506 có khả năng sạc với dòng điện tối đa lên đến 1A và điện áp đầu vào từ 4.5-5.5VDC Nó được tích hợp các tính năng bảo vệ quan trọng như bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá áp, bảo vệ quá nhiệt và bảo vệ ngắn mạch, đảm bảo cho quá trình sạc và bảo vệ pin khỏi các tình huống không mong muốn [20]

Mạch sạc TP4056 có kích thước nhỏ gọn và dễ sử dụng Nó đi kèm với các chân đầu nối cho nguồn điện đầu vào, chân nối cho pin và một đèn LED hiển thị trạng thái sạc Với tính linh hoạt và hiệu suất tốt, mạch sạch TP4056 là một lựa chọn phổ biến cho các thiết bị điện tử

Hình 2.16: Giao diện màn hình khi lập trình trên Arduino IDE

2.5.2 Phần mềm vẽ 3D Solidworks

Phần mềm CAD SolidWorks là thương hiệu đã có mặt trên thị trường từ năm 1997 bởi Công ty Dassault Systèmes SolidWorks Corp (Pháp) Hiện nay, phần mềm SolidWorks có thể nói ví như cánh tay trái hỗ trợ trong các dự án thiết kế và in các mô hình dạng 2D, 3D Đây là phần mềm được sử dụng rộng rãi không chỉ trong lĩnh vực

cơ khí mà còn được sử dụng rộng rãi ra các lĩnh vực khác như: khoa học ứng dụng, điện, cơ mô phỏng [22]