Smart Alzheimer-Begleiter: Arduino-basiertes Assistenzsystem

Komponenten und Materialien

• 1× Arduino MKR1000 (WLAN, kompakt)
• 1× Infineon Sensor Hub Nano (DPS310 Barometer, BLE)
• 1× Nokia 5110 LCD (84×48 px)
• 1× HC-05 Bluetooth-Modul (Master-Mode für Sensor Hub)
• 1× Breadboard
• 1× Jumper-Kabel
• 1× Taster 12 mm (Notruf)
• 1× Summer (Piezo)
• 1× FT1235 5 W Sender / FT1236 5 W Empfänger (für drahtloses Laden)

Werkzeuge

• Lötkolben

Apps & Dienste

• Arduino IDE
• Blynk (IoT-App, iOS/Android)
• IFTTT Maker/Webhooks (für SMS/Anruf/E-Mail)

Über das Projekt

Alzheimer-Patienten und Angehörige stehen vor großen Herausforderungen. Dieses tragbare System unterstützt bei:

• Tägliche Erinnerungen (Medikamente, Bewegung)
• Standorterkennung im Haus (Etage, Raum)
• Sturzerkennung (Druckänderung)
• Notruftaste
• Uhrzeit/Datum (Internet-synct)
• Geringe Kosten, einfache Bedienung

Funktionsweise

Der Infineon Sensor Hub Nano (DPS310) sendet Druck/Temperatur/Höhe per BLE. Da das System ohne Smartphone dazwischen funktionieren soll, koppelt ein HC-05 im Master-Modus fest an die MAC-Adresse des Sensor Hub. Der Arduino MKR1000 liest die Daten über Hardware-Serial (Serial1) vom HC-05.

HC-05 Konfiguration (AT-Modus)

1. MAC-Adresse des Sensor Hub notieren (via Infineon Android App)
2. HC-05 in AT-Modus versetzen (Taste gedrückt halten beim Einschalten – LED blinkt langsam)
3. Befehle im Serial Monitor (9600 Baud, NL & CR):

AT+RMAAD        // alle Pairings löschen
AT+CMODE=0      // feste Adresse
AT+ROLE=1       // Master
AT+BIND=1234,56,abcdef  // MAC des Sensor Hub
AT+UART=115200,0,0    // Baudrate, 1 Stopbit, No Parity

Nach Neustart verbindet sich HC-05 automatisch mit Sensor Hub.

Datenparsing (Sensor Hub → Arduino)

Sensor sendet Stream: $1,t,36.93,1154206 (Temp), $1,p,997.68,... (Druck), $1,a,130.43,... (Höhe). Parsing per readStringUntil() + parseFloat():

void getSensorValues() {
  String junk;
  if (Serial1.available()) {
    junk = Serial1.readStringUntil('\n');
    junk = Serial1.readStringUntil('t'); t = Serial1.parseFloat();
    junk = Serial1.readStringUntil('p'); p = Serial1.parseFloat();
    junk = Serial1.readStringUntil('a'); a = Serial1.parseFloat();
    junk = Serial1.readStringUntil('\n');
  }
}

Blynk-Integration

Daten an Blynk-App senden (Virtual Pins V0–V2). Eventor-Widget für Erinnerungen (Pillen, Bewegung) → triggert Display-Anzeige + Summer. Webhook-Widget + IFTTT für SMS/Anruf/E-Mail bei Notfall.

Display (Nokia 5110 / u8g2-Lib)

• Standard: Uhrzeit (24 h) + Datum (via Blynk RTC-Widget, Internet-synct)
• Optional: Sensordaten (T, P, A) zur Diagnose
• Erinnerungen: „Zeit für Pillen!“, „Zeit für Bewegung!“
• Sturz: „Sturz erkannt!“

Einfacher Austausch gegen OLED (u8g2 unterstützt viele Displays).

Algorithmen

• Sturzerkennung: Höhenänderung Δa ≈ 0,7 m ± 0,2 m innerhalb 1 s → Sturz. Hinweis: Beschleunigungssensor würde Fehlalarme reduzieren.
• Etagen-Erkennung: Absoluter Höhenwert vs. Referenzwerte
• Temperaturalarm: > 45 °C → Brandwarnung (Sensor-Temp, nicht Körper)

Stromversorgung & Gehäuse

• LiPo an MKR1000 JST-Port
• Induktives Laden: FT1235 Sender (Dock) + FT1236 Empfänger → USB-Micro an MKR1000
• Gehäuse-Design (STL, nicht maßstabsgetreu) für Uhr-Formfaktor

Zukünftige Erweiterungen

• Echtes Gehäuse (3D-Druck/Lasercutter)
• Bluetooth 4.0 (BLE) statt HC-05
• DPS310 direkt an Arduino (kostengünstiger, ohne Sensor Hub)
• Beschleunigungssensor + Bewegungsmelder für robustere Sturz/Ortung
• Pulssensor
• OLED-Display
• Deep-Sleep für längere Akkulaufzeit

Code

1. AT-Commands Sketch (HC-05 Konfiguration)

char c = ' ';
void setup() {
  Serial.begin(9600); Serial.println("Arduino mit HC-05 bereit");
  Serial1.begin(38400); Serial.println("Serial1 gestartet 38400");
}
void loop() {
  if (Serial1.available()) { c = Serial1.read(); Serial.write(c); }
  if (Serial.available()) { c = Serial.read(); Serial.write(c); Serial1.write(c); }
}

2. Haupt-Sketch: Alzheimer's Assistant

Vollständiger Code mit BlynkTimer-Funktionen für: Sensoren lesen (1 s), Zeit anzeigen (3 s), Sturzerkennung, Erinnerungen (Eventor), Blynk-Sync. Konfigurierbare Schwellenwerte (FALL, CLEARANCE). Virtuelle Pins für Temp/Druck/Höhe/Eventor/Sturz.

Wichtige Funktionen: initSensorHub(), getSensorValues(), sendSensorValues(), checkIfFalling(), showTimeAndDate(), showPillReminder(), showExerciseReminder(), showFallMessage(), BLYNK_WRITE(vEVENTOR_PIN).